第一讲 C氧化铝生产基础知识资料.doc

十一． 拜耳法生产氧化铝的理论基础 一). 铝酸钠溶液1. 铝酸钠溶液溶 出 铝土矿 + 碱 赤泥 铝酸钠溶液分 解 Al(OH)3 铝酸钠溶液: NaAl(OH)4溶液 基本成分: Na2O和Al2O32. 铝酸钠溶液的浓度用g/L 克/升表示.即每升铝酸钠溶液含Al2O3的克数表示.也可以用%表示. N=1000.d.n A=1000.d.α N---表示g/L Na2O A---表示g/L Al2O3 d--铝酸钠溶液浓度 g/cm3 n---表示Na2O % α--表示Al2O3 %3. 铝酸钠溶液的苛性比值苛性碱: Na2Ok 它包括与Al2O3反应生成铝酸钠的Na2O和以游离NaOH形态存在的Na2O . 循环生产工艺流程中的Na2O统称苛性碱苛性比值: αk =[Nk]/[A] 又称分子比MR [Nk]--- 铝酸钠溶液中Na2Ok的mol [ A ]---铝酸钠溶液中的Al2O3的mol例: 铝酸钠溶液中含120 g/L Al2O3 ,100 g/L Na2Ok ,求αk ?解: M Na2Ok= 62 g M Al2O3 = 102 g [Nk]=100/62 mol [ A ]=120/102 mol αk =[Nk]/[A]=1.645*100/120=1.37 故: αk =1.645 Nk/A二). 溶出和分解的理论依据——Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图Al2O3在NaOH溶液中的溶解度与溶液的 浓度和温度有关.4. 30℃Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图 30℃下Al2O3在NaOH溶液中的溶解度. 区域Ⅰ: OEBO饱和等温线区,其是Al(OH)3 和含水铝酸钠的末饱和区, Na2O能 溶解固体铝酸钠, Al2O3 ,Al(OH)3. 溶出区区域Ⅱ: OBTO内的溶液是过饱和的铝酸钠溶液,可以分解析出三水铝石结晶 分解区 AO生产中铝酸钠溶液的组成总是处于Ⅰ,Ⅱ区域.5. 较高温度下Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图30℃,60℃,95℃,150℃,200℃下Al2O3在 不同Na2O浓度的铝酸钠溶液中的饱和浓度. 图表 1 故拜耳法生产AO: 用浓苛性碱溶解液,在 高温下溶出铝土矿中的Al2O3,再经冷却和稀释使NaAl(OH)4过饱和结晶析出. 三)．拜耳法生产氧化铝的理论基础——Na2O-Al2O3-H2O系拜耳循环图 图表 2 溶出线 稀释线 分解线 蒸发线 溶出线 组成一个封闭四边形,构成 一个循环过程 拜耳循环图.四)．铝酸钠溶液的稳定性及其结构1. 铝酸钠溶液的组成及稳定性1).组成: NaAl(OH)4, NaOH, Na2CO3等 化合物组成,其中还有SiO2,Na2SO4, Na2S以及Fe,Ga,V,F,CL等化合物 状态的杂质. Na2OT = Na2OK + Na2OC 全碱 苛性碱 碳酸碱2).稳定性:指从过饱和NaAl(OH)4液开始分解 析出Al(OH)3所需时间的长短. 在洗涤,叶滤中要求NaAl(OH)4溶液稳定,否则会自发分解,造成Al2O3损失. 2. 影响铝酸钠溶液的稳定性的因素饱和 在一定时间内要求不分解,最好不饱和.过饱和 稳定性差. 1). 溶液的苛性比值αk大 末饱和程度大,稳定性高.αk =1 NaAl(OH)4溶液瞬时分解.αk=1.4---1.8 稳定αk≥3 较稳定.2).溶液温度在αk,浓度一定时, 溶液的稳定性随温度降低而下降,直到30℃为止, 溶液又变的稳定. 。