浅谈氢氧化铝的碱石灰烧结法

 碱石灰烧结法

适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠（Na2O?Al2O3）、铁酸钠（Na2O?Fe2O3、原硅酸钙（2CaO?SiO2）和钛酸钠（CaO?TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3?H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠（称为钠硅渣）或水化石榴石3CaO?Al2O3?xSiO2?（6－2x)H2O沉淀（其中x≈0.1），而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。

碱石灰烧结法碱石灰烧结法的主要化学反应如下：

烧结：

Al2O3+Na2CO3─→Na2O?Al2O3+CO2

Fe2O3+Na2CO3─→Na2O?Fe2O3+CO2

SiO2+2CaCO3─→2CaO?SiO2+2CO2

TiO2+CaCO3─→CaO?TiO2+CO2

熟料溶出：

Na2O?Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解）

Na2O?Fe2O3+2H2O─→Fe2O3?H2O↓+2NaOH（水解）

脱硅：

⒈7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O?Al2O3?1.7SiO2?nH2O↓+3.4NaOH

3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→ 3CaO?Al2O3?x SiO2?（6-2x)H2O↓+2（1+x)NaOH

分解：

2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2O

NaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH

中国碱石灰烧结法生产氧化铝的主要技术成就是：在熟料烧成中采用低碱比配方，在熟料溶出工艺中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出时的副反应损失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分别达到94～96%和92～94%。Al2O3的总回收率约90%，每吨氧化铝的Na2CO3的消耗量约95公斤。碱石灰烧结法可以处理拜耳法不能经济地利用的低品位矿石，其铝硅比可低至3.5，且原料的综合利用较好，有其特色。

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