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氧化鋁節能

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鋁工業現狀:

根據美國地質調查局統計,全球鋁土礦儲量基礎約290億噸,以2011年2.2億噸的產量計算,資源的靜態可開采年限達130年。幾內亞、澳大利亞、巴西、越南和牙買加是鋁土礦資源最為豐富的國家,其儲量之和約占全球總量的四分之三。與之相比,中國的鋁土礦資源相對匱乏且資源質地較差,鋁土礦儲量基礎在全球儲量中占比僅為2.86%,約8.29億噸。

我國鋁土礦分布高度集中,山西、貴州、河南和廣西四個省的儲量合計占全國總儲量的90.9%(山西41.6%、貴州17.1%、河南16.7%、廣西15.5%),其余擁有鋁土礦的15個省、自治區、直轄市的儲量合計僅占9.1%。

我國鋁土礦資源總量預計為50億噸,其中:山西鋁土礦儲量全國第一,預測達20億t;河南居全國第2位,預測可達10億t;貴州居全國第3位,預測10億t;廣西居全國第4位,預測8億t以上;山東的鋁土礦儲量占全國總儲量的3%。

我國鋁土礦資源特點:

我國鋁土礦的質量比較差,加工困難、耗能大的一水硬鋁石型礦占全國總儲量的98%以上。在保有儲量中,一級礦石(Al2O360%~70%、A/S ≥12)只占1.5%,二級礦石(Al2O351%~71%、A/S≥9)占17%,三級礦石(Al2O362%~69%、A/S≥7)占11.3%,四級礦石(Al2O3>62%、A/S≥5)占27.9%,五級礦石(Al2O3>58%、A/S≥4)占18%,六級礦石(Al2O3>54%、A/S≥3)占8.3%,七級礦石(Al2O3>48%、A/S≥6)占1.5%,其余為品級不明的礦石。

氧化鋁生產方法:

道先為能源科技

一:熱法、酸堿聯合法工藝

1.1、熱法:主要針對處理高硅高鐵礦提出,但此法已經淘汰。其實質:在電爐內2000℃高溫下熔煉鋁礦石和碳的混合物,使礦石中的氧化鐵、氧化硅、氧化鈦等雜質還原,形成硅鐵合金。而氧化鋁則呈熔融狀態的爐渣而上浮,由于密度不同而分離,所得氧化鋁渣再用堿法處理、提取氧化鋁。

1.2、酸堿聯合法:先用酸法從高硅鋁礦石中制取含鐵、鈦等雜質的不純氫氧化鋁,然后再用堿法處理。流程實質是用酸法除硅、堿法除鐵。

二:酸法介紹

2.1、酸法工藝:用硫酸、鹽酸或硝酸酸浸處理含鋁原料,大多數SiO2成為不溶物殘渣與鋁鹽分離,少量SiO2成為硅膠與鐵、鈦等雜質進入相應的鋁鹽溶液,鋁鹽溶液經脫硅、除雜后,使這些鋁鹽晶體通過蒸發結晶法(堿式鋁鹽通過水解結晶法)從溶液中分離析出,焙燒各種鋁鹽或堿式鋁鹽,便得到氧化鋁。

酸法適合處理高硅低鐵礦,例如高嶺石、粘土礦(主要成分與高嶺石相同,但CaO、MgO、Fe2O3和石英等雜質含量多),特別是在鋁土礦資源短缺的情況下,可以使用此法。但此法除雜流程、酸的回收流程復雜,且需要昂貴的耐酸設備。

三:堿法介紹

堿法生產氧化鋁,是用堿(NaOH或Na2CO3)來處理鋁礦石,使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉漿液,礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶解的化合物,將不溶殘渣(由于含氧化鐵而呈紅色,故稱為赤泥)與溶液分離,經洗滌后堆存或綜合利用,純凈的鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁,經與母液分離、洗滌后進行焙燒,得到氧化鋁產品。分解母液循環使用,處理另外一批礦石。

四:拜耳法簡介

工藝:拜耳法是用循環母液、液堿處理鋁土礦,磨制合格的礦漿溶出后,經稀釋、分離制得合格精液用于晶種分解,分解析出的氫氧化鋁經分離、洗滌即得氫氧化鋁產品,產品經焙燒得到氧化鋁,洗滌后赤泥進行堆存或利用。分離后的母液經蒸發用于溶出下一批礦石,即構成所謂的拜耳法循環。溶出、分解是拜耳法生產氧化鋁的兩大主要工序。

特點:拜耳法流程短、能耗低、成本低,相對燒結法、聯合法,工藝簡單,易于操作,優越性強,產品質量好、純度高,適宜處理高A/S>7以上的礦石。

五:拜耳-燒結聯合法

并聯法的流程為:拜耳法、燒結法分別處理高A/S、低A/S礦石,用價格較低的純堿經燒結后轉變為苛性堿補償拜耳法用堿,燒結法產精液進入拜耳法流程分解,燒結法只占總生產能力的10~15%。

串聯法的流程為:拜耳法處理全部礦石,燒結法處理拜耳法赤泥,燒結法精液進入拜耳法分解。

混聯法的流程為:拜耳法、燒結法分別處理高A/S、低A/S礦石,同時拜耳法產赤泥進入燒結法配料,進入燒結配料的赤泥可以是部分也可以是全部,又成為大拜耳小燒結混聯法或小拜耳大燒結混聯法。燒結法部分精液進入拜耳法分解系統,其余精液進行碳酸化分解。

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