铝土矿溶出

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《溶出车间》

可以看出，为了降低循环碱量，降低配料分子比要比提高母液分子比效果更大，所以在保证Al2O3 的溶出率不过分降低的前提下制取分子比尽可能低的溶出液是对溶出过程的一项重要要求。
4.5 矿石细磨程度的影响
• 氧化铝矿石粒度越细小时，其比表面积就越大。这样矿石与溶液接触的面积就越大，即反应的面积增加了，在其他溶出条件相同时，溶出速率就会增加。另外矿石的磨细加工会使原来被杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来，增加了氧化铝的溶出率。致密难溶的一水硬铝石型矿石则要求细磨。然而过分的细磨使生产费用增加、降低产能，又无助于进一步提高溶出速度，而且还可能使溶出赤泥变细，造成赤泥分离洗涤的困难。
• 不同类型的铝土矿由于其氧化铝存在的结晶状态不同，所以与铝酸钠溶液的反应能力自然就会不同完整性也会有所不同，其溶出性能也就会不同。
3. 1 三水铝石型铝土矿
• 在三水铝石型铝土矿中，氧化铝主要以三水铝石（Al2O3 ·3H2O）或［Al(OH)3 ］的形式存在。三水铝石型铝土矿是最易溶出的一种铝土矿，在溶出温度超过85℃时，就会有三水铝石的溶出，随着温度的升高，三水铝石矿的溶出速度加快。通常情况下，三水铝石矿典型的溶出过程是温度为 140- 150℃、Na2O浓度为120- 140g/L ，矿石中的三水铝石能迅速地进入溶液，满足工业生产的要求。
• 当三水铝石矿与未饱和的铝酸钠溶液接触后，发生的化学反应如下：
Al(OH)3+NaAl(OH)4→NaAl(OH)4+ aq • 当铝酸钠溶液达到饱和时，溶出过程将会停止。如果改变条件使铝酸钠溶液过饱和，则会发生铝酸钠溶液的分解，即：
NaAl(OH)4+ aq→Al(OH)3+NaAl(OH)4

浅谈提高铝土矿溶出效果的几种途径

公司老系统生产实际提出一些，证高压溶出机组保稳定高效运行的措施。
１合理控制原矿浆固含
在高压溶出生产过程中，根据矿石的成分、循环
ｂＮｋ、固＝Ｓ矿ＸＮ
表示与固相中二氧化硅结
合进入赤泥固相的苛性碱。，
以１吨矿石为例予以说明：
ｃＮｋ苛＝ｃ￣Ｘ６／４表示与矿石和石灰中、反３０２４的二氧化碳反应生成碳酸碱的苛性碱。式中分母表示循环母液中的有效苛性碱，环循
母液中已经与氧化铝结合不能参与溶出铝土矿中氧
化铝反应的苛性碱称为惰性碱；环母液为有效苛性碱。具体计算如下所示：
Ｎｋ效＝（一ａ溶／ｌ）ｋ有１ｋａＸＮ循
１１溶出１铝土矿所需循环母液体积计算．吨循环母液加入量公式如下：Ｖ循＝［Ａ矿一Ｓ（矿ＸＡ）ｋ１６５＋ＳＸａ￣／．４矿ＸＮ＋ｃ２ｏ￣Ｘ６／４／（一ａ溶／ｋＸＮ循］２４］［１ｋＱ循）ｋ
出液ａ１４ｋ：．０求：循环母液加入量和调整固含解：）石灰加入量计算：１
石灰加入量＝１０Ｘ（钙一铝矿中钙）（００配／石灰
中全钙一配钙）００×（％一１５／８％一＝１０８．％）（５
８％）８．ｋ＝４４ｇ
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・４・
铝

三种氧化铝强化溶出生产新技术

三种氧化铝强化溶出生产新技术2008-9-3 16:17:39 中国选矿技术网强化溶出新技术有：（1）管道化溶出；（2）单管预热-高压釜溶出；（3）管道化加热-停留罐溶出。

一、管道化溶出管道化溶出就是“溶出过程在管道中进行，且热量通过管壁传给矿浆”的溶出。

有单流法和多流法两种。

德国采用单流法，匈牙利采用多流法。

1980年RA-6管道化溶出装置在Nab厂投产，采用图1所示的工艺流程。

LWT表示原矿浆-溶出矿浆热交换管，外管Φ368mm，内装4根Φ100mm管，共长160mm。

BWT（1～8）是溶出矿浆经八级自蒸发产生的二次蒸汽与原矿浆进行交换的管，有200×10=2000m。

BWT（1～6）的外管直径为400mm，BWT（7～8）的则为508mm，内装4根Φ100mm管。

E（1～8）为八级溶出矿浆自蒸发器，E （1～6）的规格为Φ2200mm×Φ4500mm，E（7）Φ2600mm×Φ4500mm，E（8）Φ2200mm×Φ4500mm。

K（0～7）为八级冷凝水自蒸发器，K（0～3）的规格为Φ1000mm×Φ1400mm，K（4～6）Φ1400mm×Φ1800mm，K（7）Φ3300mm×5000mm。

图1 RA-6管道化溶出流程1-矿水槽；2、3-混合槽；4-泵；5-高压泵；6、8-管式加热器；9-保温反应器；10-冷凝水自蒸发器；11-矿浆自蒸发器；12-泵；13-融盐槽原矿浆经LWT管加热到90℃，在BWT管中加热到220℃，再往SWT管中加热到280℃，经反应器充分溶出后，到八级自蒸发和LWT换热系统降温后排出。

RA-6管道化溶出装置还配有检测、控制和数据处理系统。

管道化溶出技术在德国用于处理三水铝石型和一水软铝石型铝土矿。

获得较好的经济指标。

1984年11～12月在Nab用RA-6装置对我国山西孝义一水硬铝石型铝土矿进行了工业试验。

广西高铁铝土矿拜耳法溶出试验研究

广西高铁铝土矿拜耳法溶出试验研究张永康;胡四春;张耀;马化龙【摘要】针对广西某地高铁一水硬铝石型铝土矿的矿物特性，采用拜耳法溶出工艺，对其进行了溶出试验研究。

研究结果表明：最佳溶出条件为溶出温度270℃、溶出时间60 min、配料分子比1．45、石灰加入量7％、磨矿细度（-0．097 mm含量）为85％、循环母液苛性碱浓度230 g/L，在此条件下氧化铝的相对溶出率达到95．15％。

%Based on the characteristics of the high -iron diasporic bauxite from Guangxi ,leaching alumina by Bayer process was carried out .The results showed that the optimum conditions were di-gestion temperature of 270 ℃,digestion time of 60 minutes,caustic ratio of 1.45,lime dosage of 7% to bauxite ,grinding fineness of ore to -0 .097 mm accounted for 85%,caustic alkali concentra-tion of 230 g/L.Under the optimum conditions ,the digestion rate of alumina was 95.15%.【期刊名称】《矿产保护与利用》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】5页(P37-41)【关键词】高铁铝土矿;氧化铝;溶出率【作者】张永康;胡四春;张耀;马化龙【作者单位】中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州，450006; 国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心，郑州，450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州，450006; 国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心，郑州，450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州，450006; 国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心，郑州，450006;中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州，450006; 国家非金属矿产资源综合利用工程技术研究中心，郑州，450006【正文语种】中文【中图分类】TF8211.1 试验原料本试验所用原料为铝酸钠循环母液、石灰和广西某地高铁铝土矿。

高硫铝土矿流化焙烧脱硫及对溶出性能的影响

（ｃｏｌｆＭａｅａｎｔｌｒｙＮｒｅｓｒｎｅｉ，ｈｎａｇ１００，ｉｏｉＣｉａＳｈｏｏｔｉｌａｄＭｅｌｇ，ｏｔａｔｎＵｉｒｔＳｅｙｎ１０４Ｌａｎｇ，ｈｎ）ｒｓａｕｈｅｖｓｙｎ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｈｉｈｓｌｕａｘｔｓｒａｔｎｒｔｅｔｄｗｉｈｒｔｒｉｎｈｆｅｔｆｒａｔｎｅｅａｕｅａｄｔｍｅｏｇｕｆｒｂｕｉｗａｏｓｉｇｐｅｒａｅｔｏａｙｋｌａｄｔｅｅｆｃｓｏｏｓｉｇｔｍｐｒｔｒｎｉｎｅｎｓｌｕｏｔｎｎｄｇｓｉｎｅｏｍａｃｆｈｇｓｌｕａｘｔｒｉｖｓｉａｅ．ｕｔｅｔｄｅｎｄｓｌｈｚ土ｏｕｆｒｃｎｅｔａｄｉｅｔｏｐｒｒｎｅｏｉｈｕｆｒｂｕｉｅｗｅｅｎｅｔｇｔｄＦｒｈｒｓｕｉｓｏｅｕｐｕａｉｎｆｍｅｈｎｓａｄｒａｔｎｃａｉｍｆｈｇｕｆｒｍｉｅａｒｏｄｃｅｃａｉｍｎｏｓｉｇｍｅｈｎｓｏｉｈｓｌｕｎｒｌｗｅｅｃｎｕｔｄ．Ｔｅｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌｓｉｄｃｔｄｔａｕｆｒｈｘｅｉｎａｅｕｔｎｉａｅｈｔｓｌｕｅｅｎｎｂｕｉｓｓｃｅｓｕｌｉｃａｇｄｉａｏｎｈｕｌｒｃｎｅｔｏｇｕｆｒｂｕｉｃｉｖｄｔｅｉｄｓｌｍｅｔｉａｘｔｗａｕｃｓｆｌｙｄｓｈｒｅｎｇｓｆｒａｄｔｅｓｆｏｔｎｆｈｉｈｓｌａｘｔａｈｅｅｈｎｕ－ｅｍｕｕｅ

晶种分解的化学过程.

方面进行描述。
晶种分解的化学过程：（1）溶出：是使铝土矿里的氧化铝溶解于苛性碱液中而制得铝酸钠溶液。（2）分解：是使铝酸钠溶液分解而析出氢氧化铝晶体。
Al2O3 xH2O+NaOH 分溶解出(<(1高00温℃)) NaAl(OH)4
晶种分解的化学过程
Al2O3 xH2O+NaOH 分溶解出(<(1高00温℃)) NaAl(OH)4
• 对于这个可逆反应：（1）当反应条件控制在高温、高苛性比值和高碱浓度条件下，反应便向右进行，这就是铝土矿的溶出过程，制得铝酸钠溶液；（2）反之，控制在低温、低苛性比值和低碱浓度条件下，反应便向左进行，这就是过饱和的铝酸钠溶液结晶析出氢氧化铝的化学过程。

铝土矿是如何变成氧化铝的？

铝土矿是如何变成氧化铝的？铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。

铝土矿是目前氧化铝生产中最主要的矿石资源，世界上99%以上的氧化铝是用铝土矿为原料生产的。

由铝土矿生产氧化铝方法大致可分为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法和热法。

但目前用于工业生产的几乎全属于碱法。

本文将为大家简单介绍这四种氧化铝的生产方法，碱法中拜耳法应用最为广泛，因此本文对拜耳法工艺作了较为详细的叙述。

一、碱法碱法工艺流程文字说明：碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使铝矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。

矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则形成不溶解的化合物，将不溶解的残渣（常含有大量氧化铁，呈红色，习惯上称为赤泥。

）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，以回收其中的有用组分。

纯净的铝酸纳溶液在合适的条件下分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后进行焙烧，得到氧化铝产品。

分解母液可循环使用，处理另一批矿石。

碱法生产氧化铝又分为拜耳法、烧结法和拜耳法-烧结法联合法等多种流程。

1拜耳法拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程。

由K.J.Bayer于1889-1892年提出的，一百多年来它已经有了许多改进。

它适用于处理低硅铝矿，尤其是在处理三水型铝土矿时，具有流程简单，作业方便，产品质量高，经济效益高等特点。

拜耳法基本原理：用浓氢氧化钠溶液将铝土矿中的氧化铝水合物转化为铝酸钠，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝重新析出，剩余的铝酸钠溶液也叫母液重新用于处理下一批铝土矿，实现了连续化生产。

下图为拜耳法生产氧化铝的基本工艺流程图，每个工厂由于条件不同，可能采用的工艺流程会稍有不同，但原则上它们没有本质的区别。

从拜耳法生产的基本工艺流程，可以把整个生产过程大致分为如下主要的生产工序：原矿浆制备、高压溶出、溶出矿浆的稀释及赤泥的分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级与洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发及一水苏打苛化等，具体流程如下图所示。

石灰对高铁-水硬铝石型铝土矿溶出性能的影响

水硬铝石
４０．０
。：水谨｛石商岭
７．０ｌ０．３
叶腊石伊利石
２．５２．（）
据报道［，广西崇左市发现特大型远景规模铝土矿，其铝土矿开发及综合利用项目是广西自治区落实中央兴边富民政策，维护民族团结和边疆稳定
１试验原料
广西崇左铝土矿的化学成分和矿物组成见表１
２７，１．６４ｌ３６．，ｌ２４５２．９５
・
２－
铝
镁
通
讯
２０１３年№３
２铝土矿溶出试验方法
铝土矿的溶出性能研究在钢弹溶出器中进行。将经过配料计算的矿石、石灰和铝酸钠溶液加人盐浴钢弹混匀后加盖密封，装在可旋转运动的钢弹架
得高的氧化铝溶出率和低的氧化铝生产碱耗，为企
石灰：取自生产现场，经熟化后过８０目筛，在马弗炉中于１０５０￣Ｃ的温度下焙烧后密封待用。石灰的总ＣａＯ含量为９０．７６％，有效ＣａＯ含量为８８．５２％。
石。
模为年产氧化铝８０万吨，总投资３５亿元，项目建成后，预计每年可实现２０亿元产值和２亿元的税收，
并带动相关产业和服务业的发展，对崇左经济发展将起到极大的推动作用，对进一步优化产业结构，提高社会经济发展水平具有重要的意义。本文针对广西崇左高铁一水硬铝石型铝土矿，研究石灰对铝土矿溶出过程的影响，其目的就是确定最佳的石灰添加量，在保证赤泥铝硅比尽可能低的情况下，最大限度地降低赤泥的钠硅比，从而获

山西中低品位铝土矿的石灰拜耳法溶出

ｂｎｅ０３：／ｉ２ｎｅ１５ｉｄｍｕｎｈｓｌ￣ｔｂｔｏｒａｉｔｎ。ｅｕｄｒ．，ＡＩｓｃｄｒ．ｎｒｕｅｄａｄｔｉｗｌｌｒｕｅｔｌａｉｆｉｅｚｏ
７ｒａｓｉ１ｆｒｄｍｕｒｄｃｄｉｔｒｄｃｉｎｏｈｎｎ．Ａｏｅｒｓ２。ｅ￣ｌ０ｄｐｏｕｅｎｈｅｐｏｕｔｆａａｉａｏＫｅｒｓａｘｔｔｗｒｍｅｉｍａｅｉｅｂｙｒｐｏｅｊｈｇｒｓｕｅｙｗｏｄ：ｂｕｉｗｉｈｌｅｏｏｄｕｇｒｄ；ｌａｅｒｃｓｉｈｐｅｓｒｍ
ｐｏｅｓａｄｄｇｔｎｏｎｉｏｓｗｅｅｄｔｒｉｅ．Ｒｅｅｒｈｒｓｌｎｉａｅｈｔｗｈｎｒｃｓｎｉｅｉｏｄｔｎｒｅｅｍｎｓｏｌｄｓｃｅｕｔｉｄｃｔｔａｅａｓｄ
ａｏｔｇｌａｅｒｃｓｏｉｅｔｇｄａｐｒｃｂｕｋ．ｍａｓｒｔｆＮａｏ，ｉａｄｐｉｌｂｙｒｐｏｅｓｆｒｄｇｓｉＪｓｏｉａｘｅｎｍｅｎｓａｏｏｉｚＳＯｚｃｎ
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第２期
２００２年４月
矿产保护与啊用
ＣＮＥＶＴＯＮＴＬＺＴＯＦＭＩＥＡＥＯＵＣＳＯＳＲＡＩＮＡＤＵＩＩＡＩＮＯＮＲＬＲＳＲＥ
№ ．２
ＺＨＡ０Ｈｇ— ｇｎ，５ＮＭ，Ｗ＿ＮＧｕ—ｈ，ｎｉ１ＡＹｏｅ．ａｌ

采用管道化溶出工艺处理不同类型铝土矿的实践

出在世界应用较为广泛，利用活性比较大的三水铝
石型铝土矿是溶液的产出率得以提高，而产能的扩
大可大大改善处理一水硬铝石型铝土矿的经济性。
两级溶出工艺可看成是后加矿增浓溶出的一种特殊
１不同类型铝土矿溶出流程的选择
有资料表明ｆ－ｌ一些先进的使氧化铝溶出率达到最大，循环效率达到比较高的水平（产出率为９０ — １００ｋｇ／ｍ３）的溶出技术都是以一种装置溶出不同类
一
方面还会影响到原管道化溶出系统的热平衡，更
严重的还可能会影响管道化Ｅ系统的进出料平衡，
造成Ｅ系统液位升高，冷凝水带碱等生产事故。因
此合理的选定后增浓矿浆的进料量是该项目投产后
能否稳定高效运行的重要因素。本项目在对我厂Ｅ系统，尤其是Ｅ８的出料能力
水铝石型两种铝土矿的最适宜工艺。
铝土矿Ｉ：一水硬铝石（一水软铝石）型铝土矿铝土矿ＩＩ：三水铝石型锅土矿
得到有效的降低，系统潜热不能得到充分发挥。但
进料量过多一方面会影响后增浓矿的溶出效果，另
型铝土矿为基础的。其工艺流程的类型为：１．１并联溶出工艺
工艺。采用该工艺时，把预脱硅后或溶出后的三水铝石型铝土矿浆加到高压釜溶出器组里的一水铝石
型铝土矿浆中而不是加到经选择的自蒸发器里的矿
浆中，这样做可得到与采取通常后加矿增浓工艺所得到的一样低的分子比。但并联工艺除需建设矿浆

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铝土矿溶出动力学步骤
1. 反应物向矿物表面的内扩散； 2. 表面吸附； 3. 化学反应； 4. 解吸； 5. 向外扩散。
Al OOH
对传质步骤：V传=kg(CO-CS) 对化学反应步骤：V反=f(CS) 确定过程的限制环节。液—固反应模型的建立必须考虑如下因素： ⑴固体一开始是多孔的，还是无孔的； ⑵反应是否形成附带着的固体产物层； ⑶如果有固体产物层，它是多孔的还是致密的； ⑷固体产物层占有的体积比固体反应物的体积是增加还是减少。
2、每立方料循环母液配入的矿石量的计算 • 配料分子比:
预期矿石中氧化铝充分溶出时溶出液所能达到的苛性分子比。配料分子比比平衡分子比高0.2~0.3。
• 配料计算 N －0.608 a A k配 K母母
Q＝ b S矿 0.608 ak配 A矿
b:赤泥中Na2O与SiO2的质量比
• • • • • • 避免钛酸钠形成；提高氧化铝溶出速度；促进针铁矿转变；降低碱耗；清除杂质；改善沉降性能。反苛化；增加AO损失。
溶出过程的影响因素
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 温度；时间；搅拌强度；循环母液浓度；配料分子比；矿石磨细度；添加石灰；铝土矿的予处理；其它添加剂。
100 kg/m3
3、碱配入量的计算单位矿石所需要的循环母液量叫配碱量。生产中，要求溶出液具有一定分子比。此指标是工厂根据具体生产条件而确定。配碱量主要考虑以下三方面的用碱量： (1)铝酸钠结合碱。例如当规定的MR＝1.45时，即是溶出一个分子的氧化铝，在溶液中就要保留有1.45个分子的氧化钠； (2)与氧化硅反应生成钠硅渣所需碱。矿石中有一公斤的氧化硅就要配入M（Kg）的苛性钠； (3)在溶出过程中由于反苛化反应和机械损失的苛性碱。但配料时加入的碱并不是纯苛性氧化钠，而是生产中返回的循环母液。循环母液中除苛性氧化钠外，还有氧化铝、碳酸钠和硫酸钠等成份。所以在循环母液中有一部分苛性氧化钠与母液本身的氧化铝化合，称为惰性碱。剩下的部分才是游离苛性氧化钠，它对配料才是有效的。

A
401.3923 3.0769X A 0.1763X 3.7425X B
2 A
2 2 2 0.0081X B 0.7743X C 0.0015X C 0.181X D 0.0011X D
5.3氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率
理论溶出率：
理=[1-
石灰配入量
拜耳法配料加入的石灰量是以铝矿石中含氧化钛（Ti02）量计算的，按其反应式要求氧化钙和氧化钛的克分子比为2.0。
5.5铝土矿溶出过程的影响因素
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 温度；时间；搅拌强度；循环母液浓度；配料分子比；矿石磨细度；添加石灰；铝土矿的予处理；其它添加剂。
第5章铝土矿中氧化铝的溶出
铝土矿溶出的目的是将其中的氧化铝充分溶解而进入铝酸钠溶液。
5.1液固多项反应铝土矿的溶出过程包括以下几个步骤： ① 循环母液湿润矿粒表面； ② 氧化铝水合物与OH-相互作用生成铝酸钠； ③ 形成NaAl(OH)4的扩散层；
④ Al(OH)4-从扩散层扩散出来，而OH-则从溶液中扩散到固相接触面上，使反应继续下去。
• 机械活化； • 予焙烧。
1
] *100%
(A/S)矿
Байду номын сангаас
理论碱耗
608 kg/t-Al2O3 A/S-1
实际溶出率(以硅或铁作内标）： Na2O=
实=[
(A/S)矿－ (A/S)泥 (A/S)矿
]100%, 实=[
(A/F)矿－ (A/F)泥 (A/F)矿
]100%
相对溶出率：
相=[
(A/S)矿－ (A/S)泥 (A/S)矿－1
加速；增大溶解度；改善赤泥沉降性能；减轻蒸发负担；有利于生产砂状产品；提高循环效率。受制于设备和操作
溶出过程的影响因素
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 温度；时间；搅拌强度；循环母液浓度；配料分子比；矿石磨细度；添加石灰；铝土矿的予处理；其它添加剂。
5.2铝土矿的溶出性能及动力学 19600 V K A C NaOH exp( ) 三水铝石的溶出： 1.987T 溶出速率不是由扩散过程而是由化学反应过程控制。 19600 一水软铝石的溶出： V K A C NaOH exp( ) 1.987T 溶出过程是由外扩散控制。一水硬铝石的溶出：溶出过程中扩散是控制步骤，不能用收缩未反应核模型来描述这一反应过程的动力学，反应的速率方程很复杂，对于贵州铝土矿的溶出率的数学模型可表示为：
]100%
5.4 溶出过程的配料计算
1、两种矿石的计算假设已知两种铝土矿的成分如下： SiO2（%） Fe2O3（%） Al2O3（%） A/S 第一种 S1 F1 A1 K1 第二种 S2 F2 A2 K2 要求混矿的A/S为K，计算两种矿石的配矿比例。根据条件必须是K1＜K＜K2或K1＞K＞K2，否则达不到调整要求。假设第一种矿石用1吨时，需要配入第二种矿石X吨，根据铝土矿铝硅比的定义进行计算：