拜耳法生产氧化铝05分解车间.ppt

第五章 分解车间 概 述 v晶种分解就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和度，再加人 氢氧化铝作晶种，并进行搅拌，使其析出氢氧化铝的过程 它是拜耳法生产氧化铝的另外一个关键工序该工序对产品 的产量、质量以及全厂的技术经济指标有着重大的影响晶 种分解除得到氢氧化铝外，同时得到苛性比较高种分母液， 作为溶出铝土矿的循环母液，从而构成拜耳法生产氧化铝的 闭路循环 v种分过程的主要技术指标有：氧化铝浓度、分子比、种分处 温、终温、种子比、分解时间等衡量种分过程效率的技术 经济指标是:种分分解率、分解槽单位产能以及所得到Al(OH)3 的质量砂状氧化铝要求的物理性能主要取决于种分过程的 控制 本章目标 Ø掌握晶种分解的原理 Ø熟悉晶种分解的工艺流程 Ø熟悉影响晶种分解的主要因素 主要内容 v1.晶种分解的原理和工艺流程 v2.影响铝酸钠溶液种分分解的主要因素 1. 晶种分解的原理和工艺流程 Ø1.1 晶种分解的原理 Ø经分离赤泥和叶滤的精液，Al2O3浓度约为120g/L ，MR为1.7-1.8，在温度为100℃时是不稳定的， 且随温度的降低，过饱和度增大在加入晶种和 搅拌状态下，过饱和的铝酸钠溶液按下式分解： v经晶种分解后得到的氢氧化铝凝胶浆液， 需要进行液固分离才能得到需要的Al(OH)3 和种分母液。

Al(OH)3大部分不经洗涤返回 流程作晶种，其余部分经洗涤过滤后成为 Al(OH)3成品，送去焙烧车间，种分母液经 蒸发浓缩后返回湿磨流程，从而形成拜耳 法生产的闭路循环 v1.2 晶种分解的工艺流程 v铝酸钠溶液放入晶种分解与一般无机盐溶液的分解析出结 晶的过程不同，而是及其复杂的其中包括： v（1）次生晶核的生成（又称二次成核，为晶种表面生长 的树枝状结晶受到撞击破裂而形成的很多碎屑）； v（2）Al(OH)3 晶体的破裂与腐蚀为机械成核； v（3） Al(OH)3 晶体的长大； v（4） Al(OH)3 晶核的附聚 v（1）和（2）过程导致Al(OH)3 结晶变细，（3）和（4） 过程导致Al(OH)3结晶变粗有效地控制这些过程的进 程 ，才能得到所要求的粒度和强度的Al(OH)3 v1.3 我厂采用的分解车间工艺描述 v控制过滤工段来的精液进分解车间的精液热交 换工序，精液在此工段经两次级换热，温度从 100-105℃降为61-62℃，然后送种子过滤冲晶 种第一级为精液与分解母液换热，第二级为 精液与循环水换热 v精液冲晶后，制备成固含为800g/L的氢氧化铝料 浆，用晶种泵送往1~2号分解槽中，分解采用高 浓度、大种子比，一段分解工艺制备砂状AH，在 分解槽尾部适当位置设置两台水力旋流器机组， 分级底流为粗颗粒AH料浆，作为本车间产品送往 焙烧车间成品过滤工序。

分级溢流返回分解槽中 分解倒数第二槽为种子出料槽，在槽上部适当 位置出料后流进种子过滤机，经过滤后，晶种流 进晶种槽中，过滤母液进锥形母液槽 v种分母液用泵输送，一部分送AH分级，调 配料浆固含；另一部分送热交换，换热后 母液温度从50~55℃升至85~90℃，送蒸 发 v为提高分解率，在分解槽顶部适当位置设 有宽流道板式换热器作为中间降温设备 2 影响铝酸钠溶液种分分解的主要因素 Ø(1)分解原液的浓度和摩尔比 v原液Al2O3 浓度和摩尔比与工厂处理的铝土矿 类型有关目前处理一水硬铝石型铝土矿所得 铝酸钠溶液Al2O3 浓度一般为130~160g/L， 而适当提高溶液浓度可收到降低能耗和增加产 量的显著效果 v但是，在其他条件相同时，随着溶液浓度的提 高，分解率和循环母液摩尔比会降低，且对赤 泥及Al(OH)3的分离洗涤有不利的影响，更不利 于得到粒度较粗和强度较大的Al(OH)3 ，给砂状 氧化铝的生产带来困难 v因此需要采用洗涤的Al(OH)3 作晶种、高晶种系 数（2.3-3.0）、提高搅拌强度等措施来克服溶 液浓度提高后对分解速度所产生的不利影响 v(2) 温度 v先将精液从约100℃急剧地降至60-65℃，然后 保持一定的速率缓慢降至分解终温40℃左右的 降温制度（温度过低则会由于溶液黏度显著提 高，溶液的稳定性增加而导致分解速率的降低 ），是有利于分解过程的，因为迅速降温破坏 了铝酸钠溶液的稳定性，分解速率快，分解率 较高。

这样就使得分解的前半期生成大量的晶 核，在后半期有足够的时间来长大，不至于明 显地影响产品的粒度 v(3) 种数量和质量 v晶种的数量和质量是影响分解速率和产品粒 度的重要因素之一 v铝酸钠溶液分解很突出的一个特点就是需要 添加大量的晶种 v晶种的数量和质量对Al(OH)3 粒度的影响比 较复杂有关实验表明，晶种量过多或过少 都会使Al(OH)3 粒度变小，适量时得到的粒 度才最大目前，多数工厂采用晶种系数在 1.0-3.0范围 v(4) 搅拌速度 ①保证种子与溶液有良好的接触 ②使溶液的扩散速度加快，保持溶液浓度均匀 ③加速分解过程的进行 p搅拌速度过慢，既起不到搅拌作用，甚至还会造成 Al(OH)3 沉淀；搅拌速度过快，会打碎生产的Al(OH)3 晶体，产生很多的细粒子因此，一般是根据具体情况 确定最适宜的搅拌强度和搅拌方式例如，分解槽多采 用空气搅拌和机械搅拌我厂采用的是机械搅拌 v5 分解时间和母液摩尔比 Ø在分解前期析出的Al(OH)3最多，随着分解时间的 延长，在相同时间内分解出来的Al(OH)3 越来越 少，母液摩尔比的增长也相应的越来越少，分解 槽的单位产能也越来越低，产品细粒子也越来越 多。

v因此过分延长分解时间是不适宜的分解时间 太短就会过早的停止分解，分解率低，氧化铝 返回量多，母液摩尔比过低，不利于溶出，并 增加了整个流程的物流量 v所以要根据具体情况确定分解时间，以保证有 较高的分解槽产能和产品质量，并达到一定的 分解率。