1、1拜耳法生產氧化鋁的工藝流程概述 拜耳法系奧地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年發明。其原理是用苛性鈉（NaOH）溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣（赤泥）分離后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種,經長時間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈,并在9501200溫度下煅燒，便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液，蒸發濃縮后循環使用。拜耳法的簡要化學反應如下：由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結晶構造不同,它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異,所以要提供不同的溶出條件，主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125140下溶出，一水硬鋁石型鋁土礦則要在240

2、260并添加石灰（37）的條件下溶出。現代拜耳法的主要進展在于：設備的大型化和連續操作；生產過程的自動化；節省能量，例如高壓強化溶出和流態化焙燒；生產砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。拜耳法的工藝流程見圖1。拜耳法的優點主要是流程簡單、投資省和能耗較低，最低者每噸氧化鋁的能耗僅3×106千卡左右，堿耗一般為100公斤左右（以Na2CO3計）。拜耳法生產的經濟效果決定于鋁土礦的質量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。因為在拜耳法的溶出過程中，SiO2轉變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉(Na2O·Al2O3&#

3、183;1.7SiO2·nH2O)，隨同赤泥排出。礦石中每公斤SiO2大約要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的損失。鋁土礦的鋁硅比越低，拜耳法的經濟效果越差。2 主要生產原理及過程2.1 預脫硅與鋁硅比的提高拜耳法生產的經濟效果決定于鋁土礦的質量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。通常采用預脫硅的方法來降低SiO2的含量，進而提高鋁硅比。預脫硅是在95一100的溫度工況條件下，使鋁土礦與苛性堿配成的原礦漿在脫硅槽中停留8-10小時，使鋁土礦中高嶺石溶解并生成鋁硅酸鈉，最終降低Si02的含量。主要方程式有：AL20

4、3.2Sioz.2H20+6NaOH+aq ->2NaAL (OH) 4+2Na2HZSi04l+aqxNa2H2S104+2NaAL (OH) 4+aq ->Na20.AL203S102.nH20+2xNaOH+aq 反應生成物NaAL (OH)4。在一定的苛性鈉濃度和溫度下，可以穩定存在,形成鋁酸鈉溶液，經過這一反應就可以將鋁土礦中大部分的AL203，提取出來，進入鋁酸鈉溶液。2.2 鋁酸鈉溶液的制得鋁土礦的溶出過程一般是在高壓（高溫）條件下進行的。 高壓溶出的目的：用循環母液（苛性堿溶液）迅速將鋁土礦中的Al2O3溶入，制成鋁酸鈉溶液。反應方程式如下：Al2O3（1或3）H2

5、O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq這是溶出過程的主反應。2.3 溶液與赤泥的分離赤泥是鋁土礦提煉氧化鋁過程中產生的廢棄物。在拜耳法流程中，鋁土礦經破碎后，和石灰、循環母液一起進入濕磨，制成合格礦漿。礦漿經預脫硅之后預熱至溶出溫度進行溶出。溶出后的礦漿再經過自蒸發降溫后進入稀釋及赤泥（溶出后的固相殘渣）的沉降分離工序。自蒸發過程產生的二次汽用于礦漿的前期預熱。沉降分離后，赤泥經洗滌進入赤泥堆場，而分離出的粗液送往葉濾。2.4 氫氧化鋁的析出在鋁酸鈉溶液中加入氫氧化鋁作晶種，是因為晶體可以產生凝聚現象，以便最大限度節約時間的析出氫氧化鋁并且提高氫氧化鋁的產量；同時，氫氧化鋁晶體可以對發生的化學反應平衡造成影響，由于凝聚反應優先發生，