铝矿石成分对氧化铝生产的影响(2)

铝土矿成分对氧化铝生产的影响

从右图中可以看出，各粒级在不同时间的溶出率有明显的差别。粒级越粗，短时间内效果越差。由此可见，矿石粒度对氧化铝生产的重要性，为了保证矿石溶出粒级

要求，提高磨矿效率，可采用多破少磨的方法降低入磨矿石粒度，提高磨机的产能和产品粒度的均匀性。 设备名称 原料磨 格子磨 圆锥破碎机

电机功率 1000KW 1250KW 280KW

设计产能 50t/h 55 t/h 200~280 t/h

电耗 20kwh/t 22.7kwh/t Max 1.4kwh/t

资料表明，如矿石粒度由-20mm预破至-10mm，需增加300kwh圆锥破碎机一台，可将磨机实际产能由70t/h提高到100t/h，总电耗相应的由17.8降到14.09kwh/t。对优化磨矿工艺，降低生产能耗起到了积极的作用。如矿山能直接将矿石粒度破碎至要求粒度，降低的能耗幅度要更大。经实际考察，要想在原料磨和格子磨入口处添加破碎机，由于自身重量和用电负荷不能承受，添加很困难，是否考虑以后再新建磨机时，在磨头设计添加破碎机，在翻车机后添加破碎机问题较大，一个是很难找到合适的地方，二是破碎飞扬损失会很大，需要更进一步详细的论证。

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铝土矿成分对氧化铝生产的影响

4.2矿石类型的影响

我国一水硬铝石型铝土矿比三水铝石和一水软铝石的氧化铝生产能耗高，主要因为一水硬铝石矿结构致密，一水硬铝石与脉石矿物嵌布紧密，包裹程度较大，与溶液的接触条件较差，很难溶出。据统计，我厂氧化铝生产综合能耗为33.2GJ/t-AO，而澳大利亚宾加拉厂采用三水铝石矿生产氧化铝综合能耗仅为11.17 GJ/t-AO，希腊圣.尼古拉厂采用一水软铝石矿生产综合能耗14.59 GJ/t-AO。 4.3.矿石中AL2O3含量的影响

Al2O3含量越高，对降低铝土矿消耗越有利，我国铝土矿以一水硬铝石居多，但氧化铝含量较高，一般在60-70%，较国外三水铝石矿的消耗小。对拜耳法来说，矿石Al2O3含量提高1%，铝土矿消耗将降低0.02t/t-AO，流程中的杂质含量相对降低，赤泥量降低，碱耗、能耗降低，对生产的正常运行，指标的优化，起到良好的作用。对烧结法来说，熟料中Al2O3含量越高，则熟料折合比越低，赤泥量可以减少，设备的负荷可以减轻,产能相应的提高。但生料中A/S增大时，相对的Fe2O3的含量减少，因此熟料中相应的Na2O·Fe2O3和2CaO·SiO2也减少，导致烧成温度升高，易出现欠烧料。反之，当A/S降低，物料虽然易烧，但烧成范围缩小，熟料窑操作不好控制，还会造成熟料窑烧结带结圈，下料口堵塞等生产故障。因此，，在3.0~5.0范围内，熟料铝硅比偏高控制较好。

混联法氧化铝生产中，生料的铝硅比不可能太高。因为拜耳法赤泥铝硅比只有2.0左右。如果生料铝硅比太高，则处理一吨拜耳法赤

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铝土矿成分对氧化铝生产的影响

泥要配入大量的矿石。这样会使混联法生产氧化铝的优越性显著降低。

4.4.铝土矿中杂质SiO2的影响

在碱法生产氧化铝的过程中，硅是铝土矿中最有害的杂质，溶出时生成铝硅酸钠，引起铝的损失，增加了碱耗。资料表明：用拜耳法生产氧化铝，矿石中SiO2 每增加1%，每吨矿石多消耗氢氧化钠6.6公斤，氧化铝8.5公斤。SiO2主要以高岭石状态存在与碱液在70~95℃下就可反应，作用的速度大于一水硬铝石，生成钠硅渣（Na2O.Al2O3.1.7SiO2.2H2O）进入赤泥中，SiO2含量越高，造成Na2OK和Al2O3的损失越大，拜尔法末次洗涤赤泥的N/S约为0.4-0.5，A/S达到1.3以上，即1kg SiO2消耗0.4-0.5 kgNa2O，1kg SiO2消耗1.3kg以上的氧化铝，使氧化铝的回收率降低，产生的赤泥量也相应增大，对赤泥分离洗涤造成不良影响，并在管道和设备器壁上产生结疤，降低传热效果，妨碍生产正常进行，残留在铝酸钠溶液中的SiO2在分解时会随同氢氧化铝一起析出，影响产品质量。因此，生产过程中要控制和减少SiO2的有害作用

在烧结法系统，，二氧化硅主要以原硅酸钙（β-CaO.SiO2）的形式进入赤泥而外排，当SiO2含量升高时，配钙量也增加，资料表明，矿石中SiO2 每增加1%，则多消耗石灰石3.5公斤，增大了赤泥量，对分离、洗涤系统造成一定影响，二次反应程度加大，氧化铝溶出率下降。

矿石中以伊利石（KAI2[（SI·AI）4O10]（OH）2·nH2O）形态存

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在的SiO2含量很少，在180℃以上才与碱液发生明显的反应，难以用预脱硅的方法除去，构成了对预热器传热效率的严重危害，应该了解其溶解性质。石英化学活性小，即使在260℃下也很少与铝酸钠溶液反应，几乎对生产不构成危害。 4.5铝土矿中杂质TiO2的影响

铝土矿中的含钛矿物多以金红石（TiO2）和锐钛矿（TiO2）存在。锐钛矿在180℃时开始反应，而金红石在210℃以上才反应，氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠Na2O·3TiO2·2H2O。铝土矿中的含钛矿物使一水硬铝石在铝酸钠溶液中的溶解过程显著恶化，使氧化铝溶出率降低，这是因为生成的钛酸钠在一水硬铝石表面形成一层致密的保护膜，阻止碱液渗透到矿石内使Al2O3不能被溶出。这种钛酸钠在铝酸钠溶液中形成膨胀的胶体。即有极大的自由面，恶化了赤泥沉降和洗涤性能。因此，在拜耳法生产中TiO2是有害杂质，它引起Na2O损失，Al2O3溶出率下降和赤泥沉降性能变坏。

在铝土矿溶出时添加石灰是消除TiO2危害的有效措施。此时生成结晶状钛酸钙CaO·TiO2，羟基钛酸钙和含钛水化石榴石，使一水硬铝石表面上不再生成钛酸钠保护层。钛酸钙质松脆多孔，极易脱落，故使Al2O3溶出过程不再受到阻碍，也降低了Na2O的消耗，但钛酸钙将在高温预热器上沉积出一层相当硬而难以脱除的钛结疤，影响设备传热效果给清理工作带来困难。母液中K2O含量升高，能抑制钙钛矿生成，使其结晶缓慢，结晶度变差，从而减轻钛结疤的坚硬程度，对钛结疤的清理起到好的作用，母液中Ns能加速钙钛矿的生成并使

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其结晶完整致密，因此，混联法生产中，必须采取排硫措施，以减轻钛结疤的清理难度。矿石中钛含量的升高，将使烧结法和拜耳法生产中的石灰消耗增大，赤泥量增大，影响沉降性能。

我厂140万吨拜耳法压煮器结疤成分如下：

名称 Ra106预热结疤105~160℃ Ra212预热结疤180~190℃ Ra114反应结疤240~250℃ Ra215反应结疤250~255℃ S 11.80 5.27 6.65 7.03 F 1.24 0.80 56.80 42.30 A 21.80 16.00 13.00 14.40 C 29.8 20.70 12.30 17.30 N 14.04 14.23 5.76 7.88 T 4.36 25.00 2.78 3.52 从结疤的成分上看，低温预热结疤（105~160℃）主要钙霞石型含水铝硅酸钠，高温预热结疤（180~190℃）主要为钙钛矿，反应结疤主要为赤铁矿。

4.6铝土矿中杂质Fe2O3的影响

山西铝土矿中铁主要以赤铁矿形式存在，有时有少量的针铁矿，广西平果铝土矿中铁主要以针铁矿形式存在，在拜耳法溶出过程中，赤铁矿不与苛性碱反应，在300℃下仍是稳定的，针铁矿具有高分散性，不稳定，与一水硬铝石发生同晶置换，针铁矿中Fe被AL取代，形成铝针铁矿，其中的Al2O3很难被溶出，造成氧化铝和碱的损失，使赤泥的沉降和压缩性能变坏，提高温度和添加石灰可以促使针铁矿转变为赤铁矿，赤铁矿被看作是一种有利的铁矿物，而针铁矿则是一种不利的化合物。

在烧结法中，铁含量直接影响着熟料的烧成温度和烧成温度范

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