回顾：氧化铝的主要生产(shēngchǎn)方法：碱法、酸法、热法第一页，共五十页。碱处理(chǔlǐ)铝土矿铝酸钠溶液Al2O3分解(fēnjiě)煅烧(duànshāo)Al(OH)3第二页，共五十页。第三章拜耳法生产(shēngchǎn)氧化铝3.1拜耳法原理和基本(jīběn)流程3.1.1拜耳法的基本原理和实质拜耳法是澳大利亚化学家拜耳（KarlJosefBayer）在1889~1892年间所发明的。拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是处理三水铝石型铝土矿时，流程简单、产品质量好，因而得到广泛的应用。第三页，共五十页。1拜耳法的基本原理•（1）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液在添加晶种，不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。•（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的一批铝土矿。•交替使用这两个过程就能够每处理一批矿石，便得到一批氢氧化铝，构成所谓(suǒwèi)的拜耳法循环。第四页，共五十页。•拜耳法的实质就是使下一反应在不同的条件下朝不同的方向(fāngxiàng)交替进行：溶出AlO(1或3)H>140℃(aq)2324O+2NaOH(aq)====2NaAl(OH)分解(fēnjiě)<70℃第五页，共五十页。•首先是在高温下在压煮器中以NaOH溶液溶出铝土矿，将其中氧化铝水合物溶浸出来；使反应向右进行，得到铝酸钠溶液，杂质则进入残渣中。往彻底分离赤泥后的铝酸钠溶液中添加晶种，在不断搅拌的条件下进行晶种分解，使反应向左进行析出氢氧化铝(qīnɡyǎnɡhuàhuà)。分解后的母液（循环母液）再返回用以溶出下一批矿石。氢氧化铝(qīnɡyǎnɡhuàhuà)经煅烧后便得到产品氧化铝。第六页，共五十页。2Na2O-Al2O3-H2O系中的拜耳法循环图•拜耳法生产氧化铝的工艺有许多个工序组成，其中主要(zhǔyào)有：铝土矿的溶出、溶出浆液的稀释、晶种分解和分解母液蒸发等四个工序。铝土矿的溶出溶出浆液(jiāngyè)的稀释分解(fēnjiě)母液蒸发晶种分解铝酸钠溶液的温度、第七页，共五十页。浓度、苛性比值等各不相同40至Al2O3·200℃·35至AlOαk=1.65233H2OH2O点αk=3.4030点60℃Al2O3,%25(质量(zhìliàng20B’30℃))B15105CADD’051015202530354045Na2O%(质量(zhìliàng))第八页，共五十页。溶解度等温曲线(qūxiàn)•1.溶解度等温曲线包括两个段，交点是该温度下最大点。•2.在所有温度下，氧化铝的溶解度都是随碱浓度增加而增大，当超过某一值，随着碱浓度增大而降低。•3、过饱和度越大，溶液的稳定性越低。•4、当溶液冷却或稀释(xīshì)时，溶液都是处于饱和状态。第九页，共五十页。•从以上的分析可见，在拜耳法生产氧化铝的过程中，最重要的是在不同的工序控制(kòngzhì)一定的溶液组成和温度，使溶液具有适当的稳定性。第十页，共五十页。两种表示(biǎoshì)方法：A、采用物质的摩尔比n(Na2O)/n(Al2O3),其中的Na2O是按苛性碱NaOH浓度计算，叫苛性比，符号K。中国与俄罗斯B、采用物质的质量比m(Na2O)/m(Al2O3),符号为A/C，其中的Na2O按当量Na2CO3计算。美国铝土矿的配入量K＝1.5-1.7按所溶出溶液苛性计算,循环性碱液的K＝3.1-3.4第十一页，共五十页。•铝土矿的溶出率计算公式铝土矿中的含硅矿物在苛性碱溶液中有不同的溶解度，其中(qízhōng)卵白石（SiO2·H2O)化学活性最大，最易溶解，在100℃以下，生成硅酸钠：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O此硅酸钠与铝酸钠溶液起反应生成含水铝硅酸钠沉淀。在高压溶出的条件下，进入赤泥中的含水铝硅酸钠的组成大致相当于Na2OAl2O31.7SiO2nH2O（n可以大于2）。从式可知，每1kg的SiO2要结合1kg的Al2O3和0.6kg的Na2O。第十二页，共五十页。铝土矿中氧化铝的理论(lǐlùn)溶出率：n=[w(Al2O3)–w(SiO2)]/w(Al2O3)×100%={[A/S]–1}/[A/S]×100%No=[1-1/(A/S)]×100%式中A/S为铝土矿的铝硅比（质量比）∴A/S越高，矿Image石越容易溶解，理论溶出率越高。第十三页，共五十页。3.1.2．拜耳法的基本(jīběn)流程步骤：溶出：得到铝酸钠溶液，使氧化铝与杂质分离稀释：降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解，便于赤泥分离分解：使铝酸钠溶液中的氧化铝以氢氧化铝的形式析出蒸发：排出多余(duōyú)的水分，保持水量平衡，使蒸发母液达到浓度要求煅烧：...
