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稀释矿浆
稀释
溶出矿浆
赤泥洗涤
叶滤
粗液稠浓赤泥浆热水
晶种分解
精液
石灰乳
赤泥洗液
堆场
苛化
氢氧化铝浆液
溶解
蒸发
母液
晶种氢氧化铝
分离
Na2CO3·
H2O
洗涤
洗涤结晶
煅烧
氢氧化铝蒸发母液
氧化铝
2、烧结法
碱石灰烧结法的基本原理是，使炉料中的氧化物经过高温烧结转变为铝酸钠（Na2O·
Al2O3）、铁酸钠（Na2O·
Fe2O3）、原硅酸钙（2CaO·
SiO2）和钛酸钙（CaO·
TiO2）,用水或洗碱液溶出时，铝酸钠溶解进入溶液，铁酸钠水解为NaOH和Fe2O3·
H2O沉淀，而原硅酸钙和钛酸钙不溶成为泥渣，分离出去泥渣后，得到铝酸钠溶液，再通入CO2进行碳酸化分解，便析出Al（OH）3,而碳分母液（主要成分为Na2CO3经蒸发浓缩后可返回配料烧结，循环使用。
Al（OH）3经焙烧即为产品Al2O3（详见工艺流程图）
碱石灰烧结方法的特点：
1、适合低于A/S矿，A/S3～6；
2、流程复杂、能耗高、成本低
3、产品质量较拜耳法低。
石灰石石灰石纯碱
拆包
生料浆磨制及熟料烧结
煤灰
粗液脱硅及硅渣分离
熟料溶出及赤泥分离洗涤
熟料破碎
热水
蒸汽
弃赤泥
硅渣及附液
搅拌分解
氢氧化铝分解
碳酸化分解
CO2
种分母液
氢氧化铝分离
热水
氢氧化铝洗液
氢氧化铝洗涤
碳分母液
焙烧
成品氧化铝
4、联合法
拜耳法和碱石灰烧结法是目前工业上生产氧化铝的主要方法，它们各有其优缺点和运用范围。
而当生产规模较大时，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼有两种方法的优点，而消除其缺点，取得比单一的方法更好的经济效果，同时可以更充分利用铝矿资源。
联合法可分为并联、串联和混联三种基本流程，它主要适用于A/S7～9的中低品位铝土矿。
（详见联合法生产工艺流程图）
石灰铝矿石石灰石纯碱
石灰炉
生料浆配制及熟料烧结
湿磨及溶出
第一赤泥及附液
煤
灰
洗液
稀释及第一赤泥分离
第一赤泥洗涤
洗液
熟料溶出及第二赤泥分离
循环碱液
第二赤泥洗涤
结晶碳酸钠
硅渣及附液
碳分解
蒸汽
搅拌分离
晶种及附液
氢氧化铝分离及晶种分级
分解母液
碳分母液蒸发
洗涤液热水
母液
结晶碳酸钠分离
结晶可化
成品氢氧化铝
去配料
五、电解炼铝对氧化铝的质量要求
电解炼铝对氧化铝的质量要求：
1）、氧化铝的纯度；
2）、氧化铝的物理性质。
氧化铝的纯度是影响原铝质量的主要因素，同时也影响电解过程的技术经济指标。
1、氧化铝中含有更正电性元素的氧化物Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等，这些元素在电解过程中将首先在阴极上析出而使铝的质量降低，同时，电解质中含有磷、钒、钛、铁等杂质，还会使电流效率降低。
2、氧化铝中含有比铝更负电性的元素（碱金属及碱土金属）的氧化物，则在电解时这些元素将与氟化铝反应，造成氟化铝耗量增加。
根据计算，氧化铝中Na2O含量每增加0.1%，每生产1t铝需要多消耗价格昂贵的氟化铝3.8Kg.
因此，电解炼铝用的氧化铝必须具有较高的纯度，其杂质含量应尽可能低。
氧化铝质量与生产方法有关，拜耳法生产氧化铝的纯度要高于烧结法。
我国氧化铝的质量标准
表2我国氧化铝的质量标准
等级
化学成分%
Al2O3≥
杂质≤
SiO2
Fe2O3
Na2O
灼烧
一级
98.6
0.02
0.03
0.55
0.8
二级
98.5
0.04
0.60
三级
98.4
0.06
0.65
四级
89.3
0.08
0.05
0.70
五级
98.2
0.10
1.0
六级
97.8
0.15
1.2
注：
本表摘自GB8178-87
3、氧化铝的物理性质
美洲国家用三水铝石矿为原料，以低浓度碱液溶出，生产砂状氧化铝，欧洲则用一水铝石矿为原料以高浓度碱溶液溶出，生产面粉状氧化铝。
到70年代中期，电解炼铝采用了大型中间下料预培槽和干法烟气净化技术，并得到推广应用。
这种电解槽电流效率高、电耗低、环境污染轻而生产效率高，但对氧化铝物理性质要求严格。
对氧化铝物理性质要求：
粒度较粗而均匀，强度较高，比表面积大。
另外对安息角、堆积密度和流动性也都有一定要求。
而砂状氧化铝很好地满足了这些物理性质的要求。
表3给出了不同类型氧化铝的物理性质。
我国生产的氧化铝，粒度介于面粉状和砂状氧化铝。
表3不同类型氧化铝的物理性质
物理性质
氧化铝类型
面粉状
砂状
中间状
≤44μm的粒级含量/%
20～50
10
10～20
平均直径/μm
50
80～100
50～80
安息角/（˙）
＞45
30～35
30～40
比表面积/（m2/g）
＜5
＞35
密度/（g/m3）
3.90
≤3.70
堆积密度/（g/m3）
0.95
＞0.85
0.85＞
八、氧化铝厂方案比较
生产规模及产品方案
生产规模
按600kt-Al2O3/a氧化铝的建设规模完成施工图设计，考虑将来具有1200kt-Al2O3/a扩建余地。
产品方案
生产冶金级砂状氧化铝的产品，产品的化学成分和物理性质满足合同的要求。
氧化铝产品满足电解所要求的化学成分和物理性质，详见表1和表2
表1氧化铝产品的化学成分
成分
单位
数量
Al2O3
%
>
0.012
0.010
TiO2
0.003
P2O5
0.001
<
0.35
CaO
0.015
Li2O+V2O5+ZnO+K2O
LOI
表2氧化铝产品的物理性质
BET比表面积
m2/g
75～80
磨损系数
～12
堆积密度
g/cm3
0.9～1.0
a-Al2O3的含量
5～10
料径
44微米
≤10
150微米
安息角
°
28～30
8.1越南铝土矿及氧化铝
原料、辅助材料的燃料
8.1.1原料
1）铝土矿
进厂的洗净矿来自TanRai矿山，洗净矿的矿石粒度小20mm。
其中化学成和物理成分见表3和表4
表3化学成分
元素
含量（%）
47.11
2.75
19.63
0.003
2.32
K2O
0.0044
S
0.073
Ga2O3
0.008
25.6
CO2
湿度
表4矿石组成表
矿石类型
代号
三水铝石
Al（OH）3
69.21
Gotit
FeO（OH）
10.19
赤铁矿
a-Fe2O3
10.47
高岭石
Al2SIO5（OH）4
4.69
石英
0.57
1.65
Ilmenhit
FetiO3
1.27
其他
1.95
2）石灰
石灰购自NInhBinh或其他省份。
每50千克包装为一袋，然后用汽车运到氧化铝厂，如果铁路建成通车，则由火车运输。
生石灰化学成如表5所示。
表5石灰规格
成分
单位
平均值
93～94
2～3
≤1.0
粒度
mm
10～50
3）苛性碱
苛性碱购自HoChiMinh城或来自Saigon港口采用进口苛性碱，然后由专用车运到氧化铝厂。
如果铁路建成通车，则由火车运输。
固体苛性碱和苛性碱溶液化学成如表6和7所示。
固定碱
表6固体碱的特性
NaOH
Na2Co3
NaC1
其它
≥96
≤2.5
≤1.4
≤0.01
≤0.60
液体碱
表7液体碱的特性
数值
≥42
Na2CO3
≤0.4
≤1.8
≤0.007
8.1.2燃料和电力
1）焙烧用的发生炉煤气
氢氧化铝焙烧采用的发生炉煤气性质如表8所示
表8发生炉煤气规格
性质
%质量
6
CO
27
H2
14
N2
H2S
0.1
O2
0.2
CH4
0.6
2.1
煤气最低热值
KJ/Nm3
5226
2）电力
通过电缆将国家电网的电源引入氧化铝厂区。
电压为110KV，频率为50HZ。
3）氧化铝生产用水
氧化铝生产用水来自CaiBang湖，水质如表9所示
表9地表不规格
参数
含量
PH
6.7
TSS（总悬浮物）
mg/l
67
N-NO2
0.01
N-NO3
N-NH4
DO
mgO2/l
BOD5
4
COD
C1-
0.3
Pb
Hg
KPH
DauMo
Coli
MPN/100ml
4.500
8.1.3原燃料的来源
外来的石灰和固体碱通过汽车运入厂内，发生炉煤气通过管道从煤气站输送到氧化铝厂。
8.1.4工艺方案
8.1.4.1主要工艺过程描述
根据三水铝石铝土矿的特性和化学组成，采用拜耳法生产工艺，其流程见图1
拜耳法是用苛性碱溶液在一定温度下溶出铝土矿中的氧化铝，制得杂质含量低的铝酸钠溶液，在加入氢氧化铝作种子、降温和搅拌和条件下进行分解产出氢氧化铝，氢氧化铝经焙烧变成氧化铝，分解后的种分母液蒸浓后用于溶出新一批铝土矿，碱液形成一个闭路的循环。
拜耳法流程比较简单，所得产品质量高，成本低，综合能耗低。
图1工艺流程图
本项目的主要的工艺过程描述如下所述。
8.1.4.2铝矿均化堆场
工序任务
铝矿在本工序均化入磨铝土矿的成分并连续稳定地供应生产用矿量，使全厂均衡定生产。
设备描述
本工序主要设备有B=1000，Q=800t/h的胶带输送机，1台Q=800t/h的定臂式混匀堆料机，1台Q=600t/h的桥式混均取料机，料堆及设备均布置在防雨棚内。
流程描述
从矿山胶带输送机送来的铝土矿直接进入预均化堆场，由堆料机纵向分层平铺于堆场，取料机从横向端面取料，以完成铝土矿均化过程。
本工序设置1条均化堆场，采用长条形双料堆，料堆293m，储量为59000t,储存天数为13天。
保证堆取料机运行线路的畅通，对堆、取料机每三个月进行一次小修，每六个月进行一次大修。
8.1.4.3石灰储存化灰
工序任务
本工序将外购石灰制备成石灰乳提供给铝酸钠溶液精滤工序、母液蒸发、碱液调配工序及原矿浆磨制工序。
设备描述
本工序主要设备：
规格为ф1500*12000化灰机，1台，规格为ф3000*3000石灰乳槽，2台（用1备1），规格为ф3000*6000母液槽1台，辅助设备：
胶带输送机、斗式提升机、出料泵、污水槽及污水泵、电动葫芦等。
流程描述
外购石灰由自卸汽车运进厂，卸在石灰仓库内（石灰仓库可储存6天的石灰用量）或直接卸到卸料漏斗内，卸料漏斗下设电磁振动给料机，卸料漏斗内石灰由斗工提升机输送到石灰储仓内，经石灰储仓下料口进入化灰机与来自蒸发的合格碱液进行化灰（即石灰乳制备），制备合格的石灰乳浓度为100-120g/L进入石灰乳槽，用泵送往相关工序，未消化的石灰由化灰机下料口排出至胶带输送机运往本工序外堆存，定期清理运住厂外。
8.1.4.4苛性碱储存及化碱
本工序将外购固体苛性碱制备成碱浓度为300g/L碱液提供给母液蒸发及碱液调配工序使用。
本工序主要设备：
规格为ф10000*20000的液碱储槽，4台其中2台设置在母液蒸发及碱液调配工序。
辅助设备：
碱液液下循环泵、碱液泵、电动单梁起重机等。
外购的苛性碱由汽车运进厂，固碱就堆存在储存堆场内，人工运到化碱池内与来自循环水系统的循环水通过碱液液下循环泵打循环进行化碱，合格碱液由碱液液下循环泵打至液碱储槽，再通过液碱泵输送至母液蒸发及碱液调配工序。
如果是液碱则直接卸车到化碱池内由碱液液下循环泵打至液碱储槽，再通过液碱泵输送至母液蒸发及碱液调配工序。
2台碱液液下循环泵互为备用，2台液碱泵互为备用。
8.1.4.5原矿浆磨制
本工序主要是制备料浆粒度、浓度符合要求的原矿浆，以满足压煮溶出的要求。
本工序主要设备有3台ф3.6*8.5m的溢流型球磨机，产能115t/h,3台ф500*8的水力旋流器，2台ф10铝土矿仓，2台ф10*10m的合格矿浆槽，1台ф10*10m的碱液槽，2台ф6*6m的石灰乳槽。
铝矿由均化堆场来的胶带输送机送至铝土矿仓中。
由碱液调配来的合格碱液储存在碱液槽中。
铝土矿、石灰乳、循环碱液按一定配比加入球磨机，使用一台球磨机及一组旋流器组成一组一段闭路磨矿流程，本工序共有三组闭路磨矿流程。
出磨原矿浆进入水力旋流器分级，水力旋流器溢流进入合格矿浆槽，最后输送至预脱硅工序，水力旋流器底流返回球磨机继续研磨。
本工序正常运行时，使用二组闭路磨矿流程备，备用一组流程。
主要备用设备1台ф3.6*8.5m的溢球型球磨机，1台ф500*800的水力旋流器。
当进行设备维护时，应整组切换磨矿流程。
8.1.4.6预脱硅
预脱硅是为了将来自原矿浆磨制工序的原矿浆在进入高压溶出工序前，预先将原来矿浆中可反应的SiO2转化为水合铝硅酸钠脱除，以便保证成品氧化铝中硅含量，同时减轻溶出工序换热器的结疤，提高加热效率和设备运转率。
铝土矿中的SiO2主要是以高岭石（2SiO2.Al2O3.2H2O）的形式存在，其易溶于热苛性碱液。
当具备一定的反应温度和停留时间，高岭石与铝酸钠溶液反应，生成较稳定的含水铝硅酸钠而析出，完成预脱硅过程。
主要设备：
规格为ф10000*16000脱硅槽，5台用4备1，规格为4-ф159/ф508套管加热器，2组用1备1。
规格为ф8000*14000碱液槽，2台用1备1。
溶出喂料泵、料浆泵、碱液泵、热水泵、污水槽及污水泵、电动葫芦等
来自原料磨制工序的原矿浆被送入套管换热器内加热，用来自电厂的0.6MPa新蒸汽将其加热至102℃后送入阶梯配置的脱硅槽，经8小时预脱硅后的矿浆与碱液调配工序送来的循环碱液混合后，由溶出喂料泵送至压煮溶出工序。
预脱硅槽间通过溜槽连接，料浆自流，逐经通过。
本工序在线运行4台脱硅槽、1组套管换热、1台碱液槽即可满足生产需要，由于脱硅过程与溶出过程的结疤速度不相同，导致预脱硅机组与溶出机组的清理检修周期不一致。
为了保证溶出系统供料稳定，本工序主要设备设置了备用设备。
其中包话1台脱硅槽、1组套管换热管、1台碱液槽作为备用；
本工序所有泵,溶出喂料泵、料浆泵、碱液泵、热水泵均设有1台作为备用。
主要清洗方法和流程
本工序是易结疤工序，为了保证溶出系统供料稳定，清理设施必不可少。
套管换热器采用高压水冲洗清理方法，因预脱硅机组与溶出机组的清理检修周期不一致，本工序利用高压溶出工序的可移动工高压水泵对套管换热器进行清理；
溶出喂料泵出口到溶出器进口这段管道检修清理时为避免清洗水汇入流程影响生产，采用赤泥分离洗涤工序提供的一次洗涤溢流洗液进行清洗衣，清洗后洗液进入流程。
8.1.4.7压煮溶出
工作任务
本工序是通过使有高温蒸汽对预脱硅折铝土矿料浆加热、加压、使铝土矿中的Al2O3尽可能地与NaOH碱液反应，生成NaAlO2而进入溶液，已获得低分子比的溶出液并在铝土矿溶出过程中使进入溶液中的SiO2及其它杂质尽可能地生成适宜的固相产物而从溶液中脱除即赤泥，以满足分解时产品的质量要求。
本工序配有2组3-ф168*10/ф500*10的套管预热器，每组套管加热器分为乏汽加热套管和新蒸汽加热套管，其中乏汽套管共3级，每级管长198m，每级加热面积为290m2；
，新蒸汽加热套管共1级，管长594m，加热面积为810m2，5台ф4*22m的溶洞出器，溶出时间为60min，4台ф5.2m*9.7m的自蒸发器，4台ф0.6*1.7m的冷凝水灌，1台ф1.5*7.5m的洗水加热器，矿浆泵、热水泵等。
流程描述
本工序采用单流法溶出工艺。
预脱硅后矿浆和碱液混和通过套管依次经来自三级料浆自蒸发器的二次汽预热，再由新蒸汽加热至溶出温度，之后矿浆依次进入五级压煮器。
进行60min的溶出，最后依次经过三级料浆自蒸发器逐级减温减压，最后进入第IV级料浆自蒸发器，经由赤泥洗涤工序送来的洗液和氢氧化铝过滤来的氢氧化铝洗液稀释后由泵送至赤泥分离工序。
冷凝水泵备用1台，矿浆泵备用1台，热水泵备用1台。
主要清洗方法和流程：
本工序配有酸洗系统，用以清洗溶出套管系统。
清洗套管时可以逐根管道清洗。
先放空管道内的物料，然后接通酸洗流程，进行清。
套管预热器每1.5～2个月的清洗一次，每次清洗2～3个小时，酸洗后，再通过预脱硅工序的隔膜泵，使用赤泥洗涤工序的洗液清洗残余酸液。
本工序还配有高压清洗水泵，用于清洗相关设备和管道。
定期检修各离心泵、防止叶轮损坏。
管路停止送料时，放空管路内的物料。
8.1.4.8稀释液除砂
工作任务：
来自压煮溶出工序的稀释后矿浆参杂着部分粗颗粒，大于等于150微米的颗粒约占总赤泥量的8%，本项目在赤泥沉降分离洗涤工序前增加除砂系统，避免发生沉降槽底流管道堵塞现象，以便减轻沉降槽及泥浆输送管道的工作负担。
规格为ф1200的水力旋流器，3台（用2备1），规格为1000的单螺旋分级机，3台（用2备1）规格为ф8000*10000溢流槽，2台（用1备1），规格为ф3000*4000的洗水槽，1台。
辅助设备：
溢流泵、洗水泵、污水槽及污水泵等。
来自溶出工序的稀释后溶出浆液进入水力旋流器进行旋流分级，旋流器溢流去往赤泥沉降分离洗涤工序，底流沉砂进入两级单螺旋分级机加入洗水进行洗砂，洗砂水进入赤泥分离洗涤流程，以回收碱。
洗涤后的砂泥用汽车送往赤泥堆场。
根据物料流量计算本工序在线运行2台水力旋流器、1台单螺旋分级机用于一级分级，1台单螺旋分级机用于二级分级即可满足生产需要。
由于除砂过程是高结疤工序，本工序主要设备设置了备用设备。
其中包括1台水力旋流器、1台螺旋分级机、1台碱液槽。
本工序所有搅拌槽均配置2台，正常情况下可全部在线使用，在需要清理检修的情况下，短时间使用1台也可满足生产需要；
本工序的溢流泵、洗水泵均设有1台用为备用。
8.1.4.9赤泥分离洗涤
分离是将溶出浆液中的铝酸钠溶液与溶出后的残渣——赤泥进行分离。
分离出的含浮游
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