四.

鋁土礦及其它鋁礦石

1.

主要含鋁礦物

1).鋁的存在

地殼中元素Al含量居第三位,僅次于氧和硅兩元素平均含量為8.8%.在金屬元素中Al居第一位.

Al的性質活潑,自然界中以化合物形態存在,地殼中含Al礦物約250種,約40%以鋁硅酸鹽形式存在.2).主要含鋁礦物

主要是:*三水鋁石型Al2O3.3H2O*一水軟鋁石型Al2O3.H2O或γ-AlOOH*一水硬鋁石型Al2O3.H2O或者說α-AlOOH

*明礬石礦:

(Na,K)2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3

*霞石(Na,K)2O.Al2O3.2SiO2*高嶺土.粘土Al2O3.2SiO2.2H2O2.

鋁土礦組成

主要是:

Al2O330—80%Al30%左右其它為雜質:

SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,

FeO),TiO2,CaCO3,MgCO3以及K,Na,Cr,V,Ga,P,F,Zn和一些元素的化合物,有機物等.

SiO2:SiO2能溶于堿強堿溶液中,對拜耳法生產很有害,故要進行脫硅,硅的含影響鋁錠質量.Fe2O3:含量2—25%,堿法生產氧化鋁,Fe2O3不與堿性溶液作用而進入殘渣,殘渣因呈紅色故稱赤泥.TiO2:以銳鈦礦和金紅石存在.Ga:含量少0.01—0.001%,生產中在分解母液中循環積累,世界90%的鎵從氧化鋁生產中提取.3.

鋁土礦的外觀

鋁土礦的外觀,顏色和結構由礦物組成和化學成分而定其可以從白色到赭色之間的一切顏色,含鐵量高的呈紅色,含鐵量低的呈白色.

礦石結構有土狀,致密狀和豆面狀.

三水鋁石呈松散碎屑狀,一水硬鋁石呈石質塊狀.4.

鋁土礦的用途

主要是:1).鋁生產主要原料占95%左右.2).耐火材料生產.3).人造剛玉,磨料.4).水泥等.5.

衡量鋁土礦質量的主要標準

1).鋁硅比A/SAl2O3質量/SiO2質量之比其值愈大愈好.

A/S>10以上為優質鋁土礦

A/S>7

拜耳法生產

A/S<5

燒結法生產2).Al2O3含量(品位)指鋁土礦中Al2O3的含量.3).礦物類型其對Al2O3的可溶性影響甚大,三水鋁石最易為苛性堿溶出,一水軟鋁石次之,一水硬鋁石溶出條件較苛刻.4).鋁土礦的質量標準

YB123—62標準6.國內鋁土礦資源

國內鋁土礦資源分布相對集中，主要分布在山西、河南、廣西、貴州4省區，其資源儲量占全國的90.26%，其中山西占35.9%、河南占20.6%、廣西占18.37%、貴州占15.39%。另外，重慶、山東、云南、河北、四川、海南等15個省市也有一定的資源儲量，但其僅占全國的10%。鋁土礦資源儲量為32.23×100000000t，在世界上居第七位。

主要特點:*高鋁,高硅,低鐵.*礦床類型以沉積型為主，一是沉積型一水硬鋁石礦床，二是堆積型一水硬鋁石礦床。*礦床規模以大、中型為主。*礦石以難溶的一水硬鋁石型為主。*鋁硅比偏低貴州鋁土礦:一水硬鋁石+高嶺石型

Al2O3品位50--70%左右

A/S:5--107.

國外鋁土礦資源

80%集中在幾內亞,澳大利亞,巴西等處于熱帶及亞熱帶國家.主要為三水鋁石型,多為優質鋁土礦,A/S大于10,有的高達54(幾內亞),但Fe2O3一般較高,SiO2含量低.五.

氧化鋁生產方法概述

從鋁土礦分離出氧化鋁的過程.主要方法:堿法、酸法和電熱法.1.

堿法生產氧化鋁

按生產過程特點又分:拜耳法,燒結法和聯合法.工業上幾乎全部采用堿法生產氧化鋁.2.

酸法生產氧化鋁

用H2SO4,HNO3,HCl處理鋁土礦得到該酸的鋁鹽酸水溶液,再用堿中和這些鹽的水溶液,使Al(OH)3析出,焙燒Al(OH)3或各種鹽的水合物晶體得Al2O3.3.

電熱法生產氧化鋁

用電爐熔煉鋁礦石和碳的混合物,使礦石中的SiO2,

Fe2O3(Fe3O4,FeO),TiO2等雜質還原形成硅合金,而Al2O3呈熔融態爐渣而上浮和雜質分離,再用堿法處理爐渣而得Al2O3.

六.

拜耳法原理及基本工藝流程

1.

基本原理

用苛性堿溶出鋁土礦中的Al2O3,使Al2O3變為可溶于水的鋁酸鈉溶液而與其它雜質分離,對該溶液降溫,加晶種攪拌分解出Al(OH)3,分解母液則循環處理另一批鋁土礦.Al(OH)3焙燒即得Al2O3。Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aqNaAL(OH)4+aq2.工藝系統構成

(見流程圖1)3.基本工藝流程

1).原礦漿制備2).溶出3).溶出礦漿的稀釋及赤泥分離和洗滌4).晶種分解5).Al(OH)3分級與洗滌6).Al(OH)3焙燒7).母液蒸發和蘇打苛性化

流程圖2.doc

八.

選礦拜耳法.聯合法基本工藝流程

1.

選礦拜耳法

礦石=有用礦物+脈石礦石類型:自然礦石,氧化礦,硫化礦和混合礦.從礦石中分離出脈石(部分)的過程即選礦.選礦目的:除去部分脈石或雜質達到拜耳法生產工藝要求.經過選礦后得到的礦石稱精礦.選礦的方法:物理法和化學法.

物理法:重力沉降,旋風分離,洗滌分離過濾分離,磁力分離,離心分離等化學法:向礦石中加入某種溶劑使礦石中的雜質形成溶液而分離.九.氧化鋁生產工藝方法的確定

氧化鋁生產方法和合理的工藝設備流程的選擇取決于許多因素，其中主要是：1)鋁硅比，即礦石中Al2O3對SiO2的質量比；2)原料中硫化物、碳酸鹽和有機物的含量；3)鋁化合物和硅化合物的組成；4)氧化鐵含量。其亞：常壓預脫硅和管道化間接加熱加停留罐的溶出工藝；原礦漿磨制采用棒磨－球磨＋水力旋流器分級的磨礦工藝；采用高濃