氧化鋁生產(chǎn)工藝與技術(shù)

第1章 氧化鋁生產(chǎn)概況 001
1.1 氧化鋁工業(yè)的發(fā)展 001
1.1.1 世界氧化鋁工業(yè)的發(fā)展 001
1.1.2 我國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展 003
1.2 我國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)大型化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 006
1.2.1 我國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)大型化 006
1.2.2 我國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)大型化發(fā)展存在的主要問題 008
1.2.3 我國氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)大型化的發(fā)展趨勢 009
1.3 氧化鋁及其水合物的分類與性質(zhì) 009
1.3.1 氧化鋁及其水合物分類 009
1.3.2 氧化鋁及其水合物的物理化學(xué)性質(zhì) 010
1.4 電解煉鋁對氧化鋁的質(zhì)量要求 011
1.4.1 氧化鋁的純度 011
1.4.2 氧化鋁的物理性質(zhì) 012
1.5 生產(chǎn)氧化鋁的資源 013
1.5.1 鋁土礦 013
1.5.2 高鋁粉煤灰 018
1.5.3 其他煉鋁資源 020
1.6 生產(chǎn)氧化鋁的基本方法 021
1.6.1 堿法生產(chǎn)氧化鋁 021
1.6.2 酸法生產(chǎn)氧化鋁 022
1.6.3 酸堿聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁 023
1.6.4 熱法生產(chǎn)氧化鋁 023
思考題 023
第2章 鋁酸鈉溶液 024
2.1 鋁酸鈉溶液特性參數(shù) 024
2.1.1 鋁酸鈉溶液的濃度 024
2.1.2 鋁酸鈉溶液的摩爾比 025
2.1.3 硅量指數(shù) 025
2.2 Na2O-Al2O3-H2O 系 025
2.2.1 Na2O-Al2O3-H2O 系平衡狀態(tài)圖的繪制 025
2.2.2 30℃下的Na2O-Al2O3-H2O 系平衡狀態(tài)圖 026
2.2.3 其他溫度下的Na2O-Al2O3-H2O 系平衡狀態(tài)圖 028
2.2.4 Na2O-Al2O3-H2O 系平衡固相 028
2.3 鋁酸鈉溶液的性質(zhì)及結(jié)構(gòu) 031
2.3.1 鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性 031
2.3.2 鋁酸鈉溶液的其他物理化學(xué)性質(zhì) 032
2.3.3 鋁酸鈉溶液的結(jié)構(gòu) 034
思考題 035
第3章 鋁土礦的拜耳法溶出與赤泥的分離洗滌 036
3.1 拜耳法的原理和基本工藝流程 036
3.1.1 拜耳法的原理 036
3.1.2 拜耳法的基本工藝流程 038
3.2 原礦漿的制備 039
3.2.1 原礦漿制備的特點(diǎn) 039
3.2.2 原礦漿制備的影響因素 040
3.2.3 原礦漿的配料計(jì)算 041
3.2.4 原礦漿制備的基本工藝和設(shè)備 043
3.3 鋁土礦的溶出 045
3.3.1 鋁土礦溶出過程的化學(xué)反應(yīng) 045
3.3.2 鋁土礦溶出過程的計(jì)算 053
3.3.3 鋁土礦溶出過程的影響因素 054
3.3.4 鋁土礦溶出過程的工藝及設(shè)備 058
3.3.5 鋁土礦溶出過程中結(jié)疤的生成與防治 067
3.4 赤泥的分離與洗滌 069
3.4.1 赤泥分離洗滌的步驟 069
3.4.2 赤泥漿液稀釋的作用 070
3.4.3 赤泥漿液的特性 071
3.4.4 赤泥沉降分離的影響因素 072
3.4.5 赤泥沉降與分離設(shè)備 075
3.4.6 赤泥洗滌效率的計(jì)算 077
3.4.7 粗液控制過濾的工藝及設(shè)備 078
思考題 080
第4章 鋁酸鈉溶液的晶種分解和氫氧化鋁的煅燒 081
4.1 鋁酸鈉溶液的晶種分解 081
4.1.1 晶種分解過程的機(jī)理 081
4.1.2 晶種分解過程的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 083
4.1.3 晶種分解過程的影響因素 084
4.1.4 晶種分解工藝與設(shè)備 088
4.2 氫氧化鋁的煅燒 096
4.2.1 氫氧化鋁煅燒過程的相變 096
4.2.2 氫氧化鋁煅燒過程中結(jié)構(gòu)與性能的變化 097
4.2.3 氫氧化鋁煅燒工藝與技術(shù) 098
思考題 103
第5章 分解母液的蒸發(fā)與一水碳酸鈉的苛化 104
5.1 分解母液的蒸發(fā) 104
5.1.1 分解母液蒸發(fā)的目的 104
5.1.2 母液中的雜質(zhì)在蒸發(fā)過程中的行為 104
5.1.3 蒸發(fā)設(shè)備及蒸發(fā)流程 106
5.1.4 多級蒸發(fā)裝置的熱工計(jì)算 110
5.1.5 蒸發(fā)過程的阻垢措施 116
5.2 一水碳酸鈉的苛化 117
5.2.1 苛化的目的 117
5.2.2 苛化的方法 117
5.2.3 苛化的工藝流程 119
思考題 120
第6章 堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁 121
6.1 堿石灰燒結(jié)法的原理和基本工藝流程 121
6.1.1 堿石灰燒結(jié)法的原理 121
6.1.2 堿石灰燒結(jié)法的基本工藝流程 122
6.2 鋁酸鹽爐料燒結(jié)過程的物理化學(xué)反應(yīng) 123
6.2.1 燒結(jié)過程的目的與要求 123
6.2.2 固相反應(yīng) 124
6.2.3 燒結(jié)過程中的物理化學(xué)反應(yīng) 125
6.2.4 鋁酸鹽爐料配方 128
6.2.5 生料加煤 129
6.3 鋁酸鹽爐料燒結(jié)工藝 130
6.3.1 熟料燒結(jié)的設(shè)備系統(tǒng) 130
6.3.2 熟料燒結(jié)窯內(nèi)的階段反應(yīng) 131
6.3.3 影響熟料質(zhì)量的主要因素 132
6.3.4 熟料燒結(jié)窯的結(jié)圈問題 133
6.3.5 提高熟料燒結(jié)窯產(chǎn)能和降低熱耗的途徑 134
6.4 鋁酸鹽熟料的溶出 135
6.4.1 熟料溶出的目的和要求 135
6.4.2 熟料溶出過程的主要反應(yīng) 136
6.4.3 溶出時(shí)原硅酸鈣的行為和二次反應(yīng) 137
6.4.4 減少二次反應(yīng)損失的措施 139
6.4.5 熟料溶出工藝 140
6.5 鋁酸鈉溶液的脫硅 141
6.5.1 脫硅過程的目的和要求 141
6.5.2 不加石灰的脫硅過程 141
6.5.3 添加石灰的脫硅過程 144
6.5.4 脫硅工藝 146
6.6 鋁酸鈉溶液的碳酸化分解 147
6.6.1 碳酸化分解的目的和要求 147
6.6.2 碳酸化分解的原理 147
6.6.3 碳酸化分解過程中SiO2 的行為 148
6.6.4 影響碳酸化分解過程的主要因素 149
6.6.5 碳酸化分解過程工藝 151
思考題 152
第7章 生產(chǎn)氧化鋁的其他方法 153
7.1 拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁 153
7.1.1 并聯(lián)法 153
7.1.2 串聯(lián)法 154
7.1.3 混聯(lián)法 155
7.2 高鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁 156
7.2.1 堿石灰燒結(jié)法 157
7.2.2 鹽酸法 158
7.2.3 酸堿聯(lián)合法 159
7.2.4 亞熔鹽法 159
7.2.5 硫酸銨法 160
7.3 其他方法生產(chǎn)氧化鋁 161
7.3.1 選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁 161
7.3.2 石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁 162
7.3.3 富礦燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁 163
7.3.4 高壓水化學(xué)法生產(chǎn)氧化鋁 164
思考題 166
第8章 氧化鋁生產(chǎn)過程中鎵和釩的回收 167
8.1 鎵的回收 167
8.1.1 氧化鋁生產(chǎn)過程中回收鎵的意義 167
8.1.2 從拜耳法溶液中回收鎵 168
8.1.3 從燒結(jié)法溶液中回收鎵 172
8.2 釩的回收 175
8.2.1 氧化鋁生產(chǎn)過程中回收釩的意義 175
8.2.2 從拜耳法母液中回收釩 175
思考題 177
第9章 赤泥的綜合利用 178
9.1 赤泥的概況 178
9.1.1 赤泥的產(chǎn)生和排放 178
9.1.2 赤泥的組成特性 179
9.1.3 赤泥的物理特性 180
9.1.4 赤泥的污染特性 181
9.2 赤泥的脫堿處理 181
9.2.1 物理法脫堿 182
9.2.2 化學(xué)法脫堿 182
9.2.3 生物法脫堿 185
9.3 赤泥中有價(jià)金屬的回收 186
9.3.1 鐵的回收 186
9.3.2 鋁的回收 187
9.3.3 稀有金屬的回收 188
9.3.4 稀土元素的回收 189
9.4 赤泥的其他應(yīng)用領(lǐng)域 190
9.4.1 建筑領(lǐng)域 190
9.4.2 材料領(lǐng)域 191
9.4.3 化工領(lǐng)域 192
9.4.4 環(huán)境領(lǐng)域 192
9.4.5 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 193
9.5 赤泥綜合利用展望 194
思考題 194
參考文獻(xiàn) 195