硕士论文--二段法溶出降低赤泥碱耗的研究文档59页原创精品

氧化铝生产的主要原料是铝土矿。

铝土矿的区别在于矿物组成化学组成 杂质含量各矿物的赋存状态物理性质等不同，决定着氧化铝生产工艺流程及 设备。

从地质学角度分类，铝土矿主要以两种形式存在红土型铝土矿和岩溶 型铝土矿。

二者都是下层母岩的风化产物。

化铝。

另外，由于氧化铝可呈现多种优良的物理化学特性被广泛用 作填料吸附剂催化剂陶瓷等，硕士学位论文第章文献综述 ， ， 部分内容简介部分内容简介， ， ， 硕士学位论文第章文献综述 硕士学位论文第章文献综述 第章文献综述 铝是质量比较轻的金属。

由于其优良性质被广泛用于国民经济各部门，铝 是仅次于钢铁的第二常用金属。

氧化铝是生产铝的主要原料，每生产铝需要 消耗近氧化铝。

另外，由于氧化铝可呈现多种优良的物理化学特性被广泛用 作填料吸附剂催化剂陶瓷等，因此，氧化铝生产在国民经济中占有重要地 位。

氧化铝生产的主要原料是铝土矿。

铝土矿的区别在于矿物组成化学组成 杂质含量各矿物的赋存状态物理性质等不同，决定着氧化铝生产工艺流程及 设备。

从地质学角度分类，铝土矿主要以两种形式存在红土型铝土矿和岩溶 型铝土矿。

二者都是下层母岩的风化产物。

红土型铝土矿是由最初的铝硅酸盐岩石所得，约占铝土矿全球储量的 。

其硅酸盐矿物主要为高岭石，且通常与铁矿物针铁矿伴生。

铝矿物主要 为三水铝石以及少量的水软铝石。

岩溶型铝土矿则是由碳酸盐与铝硅酸盐岩石的夹层所形成，由母岩中的碳酸 盐以及不同的风化条件所造成的。

其硅酸盐矿物也主要是高岭石，但也可能含有 较难处理的矿物如鲕绿泥石。

而铝矿物主要是水软铝石及水硬铝石。

由于风 化时氧化条件的不同导致其矿物性质与红土型铝土矿存在差异。

岩溶铝土矿主 要分布于东欧以及北亚。

般来说，铝矿物中反应活性由高到低的顺序为三水铝石，水软铝石， 水硬铝石，因此红土型铝土矿较岩溶型铝土矿更容易处理，在拜耳法处理过程 中其溶出条件相对较宽松。

两种铝土矿加工性能的不同也极大的影响了相应高硅 铝土矿的处理策略以及方法。

氧化铝生产方法 由于氧化铝的两属性，既可用酸性溶液也可用碱性溶液使铝土矿中的氧化铝 溶出。

氧化铝的生产方法大致可分为酸法碱法酸碱联合法与热法。

但在工业 上得以应用的只有碱法。

碱法生产氧化铝又有拜耳法碱石灰烧结法和拜耳烧 结法等多种流程。

拜耳法生产氧化铝是世界上生产氧化铝的主要方法。

其主要生产工序为原 矿浆制备高压溶出溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤晶种分解氢氧化铝 分级与洗涤氢氧 所示。

含硅矿物在溶出过程中的行为 硅矿物是碱法生产氧化铝中最有害的杂质，它包括蛋白石石英及其水合物 高岭石伊利石鲕绿泥石叶腊石绢云母长石等硅酸盐矿物。

硕士学位论文第章文献综述 铝土矿中硅矿物由于存在形式的不同，与铝酸钠溶液反应能力也不同。

蛋白 石化学活性最低，不但易溶于，而且能被溶液分解高岭石是二 氧化硅在铝土矿中存在的主要形态，它在较低温度下就可与碱液反 应伊利石又称水白云母，反应活性较低，在氧化钠浓度为的母液中， 温度在以上，才能明显地与溶液反应鲕绿泥石比较稳定，在条件 下，氧化钠浓度为的条件下依然稳定叶腊石在以上的温度下才 能被铝酸钠溶液完全溶解石英的化学活性小，结晶良好的石英即使在下 与铝酸钠溶液的反应也是很缓慢的。

含硅矿物在溶出时首先被碱分解，以硅酸钠的形式进入溶液，然后与铝酸钠 溶液反应生产水合硅酸钠钠硅渣进入赤泥。

以高岭石为例，含硅矿物在溶出 过程中的反应如式所示。

经过定的保温时间后，溶解的硅结晶析出形成脱硅产物钠硅渣，其生 成反应方程式如式所示。

， 对于添加氧化钙的拜耳法溶出过程，铝酸钠溶液中部分硅酸根离子会与生 产的含水铝酸钙结合，生成稳定性较高的水化石榴石。

其反应方程式如式 所示。

， ， 赤泥碱耗 在铝土矿的溶出过程中，除了将部分带人赤泥外，杂质也会与铝 酸钠溶液作用，生成些不溶物进入赤泥，这样就会造成进入赤泥，产生 的损失。

生产每吨氧化铝，造成的损失量称为碱耗。

当然在氧化铝 生产过程中造成损失的原因很多，如生产过程中的跑冒滴漏，产品 中带走等，在这里主要讨论赤泥中脱硅产物结合碱而引起的的损失。

脱硅产物结合碱引起的碱耗称为赤泥结合碱耗，可用赤泥氧化钠与氧化硅质 量之比来表征，用表示，称为赤泥钠硅比。

由于在水硬铝型铝土矿溶出中， 硅矿物般转化为水合铝硅酸钠，分子式大致相当于， 。

从该分子式可计算出，水合硅酸钠为。

硕士学位论文第章文献综述 国内外高硅铝土矿应用研究进展 拜耳法中，活性硅首先溶于铝酸钠溶液中，然后结晶析出成为各种钠铝硅酸 盐产物进入赤泥。

根据氧化铝生产过程，处理高硅铝土矿的方法可分为三大类。

减少进入生产流程的活性二氧化硅的数量通过选矿或预处理使硅矿物与 铝土矿分离，或者通过预处理，使硅矿物在接下来的溶出过程中不发生反应。

优化生产过程，降低产物中苛性碱的残留量通过降低活性硅向脱硅产物 的转化率，或使其生成另苛碱含量较少的脱硅产物。

回收脱硅产物中的苛性碱从赤泥中的脱硅产物回收有价碱。

减少生产流程中活性二氧化硅数量 铝土矿的筛分与洗涤 对于硅主要富集在细小颗粒的铝土矿，筛洗能有效降低其硅含量。

对铝土矿 进行湿筛，小于定粒度的颗粒被筛分丢弃，同时洗去附着于大的豆状颗粒上的 含硅较高的细颗粒。

澳大利亚昆士兰州的蒙特利尔公司的铝土矿为豆状铝土矿，其硅主 要以高岭石以及石英的形式存在，硅含量随着豆状颗粒尺寸的增大而降低。

蒙 特利尔公司通过湿筛分选，提高铝土矿矿铝硅比。

等人经过研究使用转筒洗涤以及旋风收尘两项操作技术将 铝土矿中的石英除去。

和等人通过简单的磨碎及 下的筛选分离了埃及铝土矿中的石英。

有时通过洗矿筛分脱硅，矿石提高幅度较小，回收率较低。

基于铝土 矿中各种矿物的粉碎难易程度不同，采用选择性碎解后再进行分选也是提高铝土 矿比的方法之。

前苏联对原矿水软铝石矿进行选择性碎解研究， 得到精矿，回收率为，粒级作为尾矿。

梁 爱珍等以平果那豆铝土矿为物料进行了选择性碎解试验，原矿铝硅比为，选 择性磨矿后，其粗粒级铝硅比达到，产率为。

然而，筛洗法严重依赖于铝土矿的微观矿物学组成。

对于不同矿物结构的铝 土矿，其筛分效率由不同因素决定。

另外，由于湿法筛洗而残留下来的尾矿的处 理也是个棘手的问题。

浮选法 铝土矿浮选是采用适当的化学药剂在合适的化学条件下吸附目标矿物，要么 活化目标矿物以富集，要么相反。

在第种情况下，有价矿物优先进入泡沫相而 使硅酸盐矿物分离成为部分脉石，称之为正浮选。

或者是有价矿物进入选矿尾矿 中以达到硅铝分离的目的，称之为反浮选。

俄国科研工作者最早进行该项科研工作，我国的科学技术人员进步研究硕士学位论文第章文献综述 了该领域，且做了大量研究。

李跃吾等对铝土矿浮选进行了基础研究。

自二十世纪九十年代后期，选 矿科研人员对铝土矿选矿脱硅基础理论进行系统研究，研究了铝土矿组成矿物特 性与浮选行为。

胡岳华邱冠周等人研究了水硬铝石型铝土矿铝硅浮选 分离溶液化学