降低拜耳法溶出液苛性比值的研究

摘要

本文的研究目的：一是以高品位铝土矿为原料，在现行生产条件和控制铝土矿相对溶出率不低于93％的前提下，通过改变原矿浆配比和优化溶出条件，使溶出液苛性比值ak降低到1.42～1.44，揭示原矿浆配料等生产工艺指标对拜耳溶出过程的影响规律，为生产减少能耗提高产量提供依据；二是对中低品位铝土矿拜耳溶出工艺进行研究，探寻适宜的工艺条件，为提高中低品位铝土矿的溶出率提供理论依据；三是对常用絮凝剂进行对比实验，确定各絮凝剂的沉降效果，为生产优选出经济、好用的絮凝剂。 研究方法：为了使实验具有较好的模拟性，用高压釜模拟生产现场，预脱硅实验用2000毫升的锥形瓶在100℃的恒温水浴中进行。赤泥沉降性能实验用高300毫升、体积250毫升的沉降管在100℃的恒温水浴中进行。整个过程与生产现场具有很好的一致性。 结论：对A/S在10左右的中高品位铝土矿，采用石灰添加量8％～14％(干矿石量)，母液浓度NK230～250g/L，母液ak>3，磨矿粒度98μm～300μm，配料分子比1.42的配矿条件，在溶出温度不低于255℃，溶出时间不低于45分钟的溶出条件下，可得到相对溶出率不低于93％，溶出液ak降低到1.40～1.43的最佳溶出效果。原矿浆经6小时的预脱硅有利于溶出指标的进一步优化。对中低品位铝土矿，宜采用石灰添加量20％～25％、较高的溶出温度和尽可能长的溶出时间以提高溶出率和降低碱耗、预脱硅有利于溶出。对于几种常用絮凝剂的使用情况作了对比研究。结果表明：英国产Alcar663优于国产A-1000絮凝剂，其用量为干赤泥量的0.05％～0.06％时，沉降效果达到最好。 应用：本课题从生产实际出发，根据导致拜耳法种分原液苛性比值偏高的原因，对降低苛性比值的途径进行探讨，采取改进措施优化高压溶出的溶出条件，降低分解原液苛性比值，提高了溶出率。通过增加石灰添加量降低了中低品位铝土矿的碱耗，有效地降低了氧化铝的生产成本，可以生产出符合现代铝电解工业要求的砂状氧化铝。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1课题背景

1.1.1我国铝工业现状

1.1.2拜耳溶出法简述

1.1.3山西铝厂的生产现状

1.2课题意义

1.3苛性比的研究现状

1.3.1苛性比对各阶段的影响

1.3.2 ak偏高原因分析

1.3.3降低ak的途径

1.4课题内容

1.5文章中的符号及概念

1.6文章结构安排

第二章实验原料及方法

2.1实验原料

2.1.1铝土矿

2.1.2石灰

2.1.3循环母液

2.1.4絮凝剂

2.2实验方法

2.3分析方法

2.3.1铝矿石、赤泥的分析

2.3.2石灰的分析

2.3.3铝酸钠溶液化学成分的分析

2.4本章小结

第三章中高品位铝土矿试验结果与讨论

3.1压煮溶出试验

3.1.1苛性碱浓度

3.1.2磨矿粒度

3.1.3溶出温度

3.1.4石灰添加量

3.1.5溶出时间

3.2预脱硅对溶出的影响

3.3赤泥沉降性能试验

3.4本章小结

第四章中低品位铝土矿试验结果与讨论

4.1石灰添加量对溶出结果的影响

4.2不同溶出条件下的溶出试验结果比较

4.3预脱硅与否对溶出结果的影响

4.4增加石灰添加量后赤泥的沉降性能试验

4.5本章小结

第五章絮凝剂对比实验结果与讨论

结论

参考文献

附录实验数据

致谢

攻读学位期间主要的研究成果