氧化铝生产工艺

　　第1章绪论1
　　11氧化铝工业的发展1
　　12我国氧化铝工业2
　　121我国氧化铝工业的发展2
　　122我国氧化铝生产所取得的主要技术成就3
　　123我国氧化铝工业存在的主要问题5
　　13氧化铝生产基本方法7
　　131电解炼铝对氧化铝的质量要求7
　　132氧化铝生产方法8
　　第2章铝土矿11
　　21铝土矿的化学组成及矿物组成11
　　22铝土矿矿石结构特点13
　　23世界铝土矿概况13
　　24我国铝土矿概况15
　　第3章铝酸钠溶液17
　　31Na2OAl2O3H2O系17
　　31130℃下的Na2OAl2O3H2O系17
　　312其他温度下的Na2OAl2O3H2O系19
　　313铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3比值21
　　32铝酸钠溶液的稳定性22
　　33铝酸钠溶液的物理化学性质23
　　331铝酸钠溶液的密度23
　　332铝酸钠溶液的电导率23
　　333铝酸钠溶液的饱和蒸汽压24
　　334铝酸钠溶液的黏度25
　　335铝酸钠溶液的热容及热焓25
　　336氧化铝水合物在碱溶液中的溶解热26
　　34铝酸钠溶液结构27
　　341胶体说27
　　342络合离子说28
　　343水化离子说30
　　344缔合离子说30
　　第4章拜耳法的原理和基本工艺流程32
　　41拜耳法的原理32
　　42拜耳法的基本流程34
　　421原矿浆制备34
　　422高压溶出34
　　423溶出矿浆的稀释及赤泥的分离洗涤35
　　424晶种分解36
　　425氢氧化铝的分离与洗涤36
　　426氢氧化铝煅烧36
　　427种分母液的蒸发及一水苏打的苛化36
　　第5章铝土矿中氧化铝的溶出38
　　51液固多相反应38
　　52铝土矿的溶出性能及动力学40
　　521三水铝石型铝土矿40
　　522一水软铝石的溶出42
　　523一水硬铝石型铝土矿的溶出43
　　53氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率47
　　531氧化铝的溶出率47
　　532赤泥的产出率及碱耗48
　　54溶出过程的配料计算49
　　55影响铝土矿溶出过程的因素51
　　551溶出温度的影响51
　　552搅拌强度的影响52
　　553循环母液碱浓度的影响53
　　554配料分子比的影响53
　　555矿石细磨程度的影响55
　　556溶出时间的影响56
　　56铝土矿溶出过程的强化56
　　561铝土矿的预处理56
　　562溶出过程的添加剂60
　　第6章铝土矿中各种杂质在溶出中的行为65
　　61含硅矿物在溶出过程中的行为65
　　611硅矿物的溶出65
　　612铝酸钠溶液中硅矿物析出的平衡固相70
　　62含铁矿物在溶出过程中的行为73
　　621铁矿物在溶出过程中的行为73
　　622铝酸钠溶液中铁的存在形式78
　　623铁矿物对氧化铝溶出率的影响79
　　63含钛矿物在溶出过程中的行为79
　　631钛矿物与苛性碱溶液的反应79
　　632含钛矿物在溶出过程中的危害80
　　633消除TiO2不良影响的措施81
　　64氧化钙和氧化镁在溶出过程中的行为85
　　641氧化钙与铝酸钠溶液的反应85
　　642溶出过程中添加CaO的作用90
　　643石灰的作用机理92
　　644石灰的质量93
　　645MgO对一水硬铝石拜耳法溶出过程中的影响95
　　65含硫矿物在溶出过程中的行为96
　　651硫矿物与溶液的作用96
　　652含硫矿物在拜耳法生产中的危害98
　　653铝酸钠溶液的脱硫101
　　654铝酸钠溶液中硫化合物对结晶水合铝硅酸钠成分和结构的影响103
　　66有机物在溶出过程中的行为103
　　661有机物与溶液作用103
　　662有机物的清除107
　　第7章铝土矿溶出过程工艺109
　　71溶出技术的发展过程109
　　711单罐压煮器加热溶出109
　　712多罐串联连续溶出压煮器组110
　　713管道化溶出113
　　72管道化溶出技术的优越性116
　　721热耗116
　　722投资117
　　723生产操作和维护117
　　73国外三种不同的管道加热溶出装置118
　　731德国联合铝业公司(VAW)的多管单流法溶出装置118
　　732匈牙利多管多流溶出装置120
　　733法国的单管预热高压釜溶出装置121
　　74我国拜耳法溶出技术的进步121
　　741蒸汽直接加热的压煮器溶出121
　　742管道化溶出技术研究122
　　75高压水化学法127
　　751高压水化学法的原理128
　　752高压水化学法生产氧化铝的工艺流程129
　　753高压水化学法的改进和前景133
　　第8章溶出过程中结疤的生成与防治135
　　81结疤的形成及危害135
　　82结疤形成的物理化学137
　　83结疤的防治142
　　84结疤的清理146
　　第9章赤泥的分离和洗涤147
　　91概述147
　　92拜耳法赤泥浆液的特性148
　　93影响赤泥沉降分离的因素149
　　931矿物的形态149
　　932溶出浆液的稀释浓度150
　　933稀释浆液的温度151
　　934黏度的影响151
　　935底流液固比152
　　936絮凝剂的使用152
　　94赤泥沉降设备157
　　941沉降槽157
　　942过滤机158
　　95赤泥洗涤效率的计算160
　　第10章铝酸钠溶液晶种分解162
　　101概述162
　　102铝酸钠溶液分解机理163
　　103铝酸钠溶液分解过程中晶粒的附聚165
　　1031附聚的概念165
　　1032影响附聚的因素165
　　1033附聚效率的衡量166
　　1034附聚动力学方程166
　　104铝酸钠溶液晶种分解过程中的二次成核171
　　1041二次晶核形成机理171
　　1042成核率172
　　1043诱导期与二次成核173
　　105影响铝酸钠溶液分解的主要因素173
　　1051分解原液的浓度和分子比的影响174
　　1052温度制度的影响176
　　1053晶种数量和质量的影响177
　　1054搅拌速度的影响179
　　1055分解时间及母液分子比的影响179
　　1056杂质的影响180
　　106添加剂对分解过程的影响180
　　107铝酸钠溶液分解工艺182
　　1071铝酸钠溶液分解作业条件182
　　1072铝酸钠溶液分解工序主要设备182
　　108关于砂状氧化铝生产工艺184
　　1081国外砂状氧化铝生产发展概况185
　　1082我国生产砂状氧化铝发展概况186
　　第11章氢氧化铝的煅烧187
　　111氢氧化铝煅烧过程的物理化学187
　　1111氢氧化铝煅烧过程的相变187
　　1112氢氧化铝煅烧过程中结构与性能的变化188
　　112氢氧化铝煅烧工艺技术190
　　1121传统回转窑焙烧工艺190
　　1122改进回转窑焙烧工艺191
　　1123流态化焙烧工艺194
　　第12章分解母液的蒸发和一水碳酸钠的苛化202
　　121概述202
　　122蒸发器的类型202
　　123单级蒸发203
　　124多级蒸发204
　　1241多级蒸发过程204
　　1242多级蒸发装置的热工计算204
　　125蒸发器的结垢和阻垢210
　　1251杂质在母液中的结垢行为210
　　1252蒸发过程的阻垢措施213
　　126蒸发设备构造214
　　127蒸发工艺的应用217
　　1271蒸发工艺过程217
　　1272国内外蒸发技术和装置的应用218
　　128一水碳酸钠的苛化219
　　1281一水碳酸钠苛化的原理219
　　1282Na2OCaOCO2Al2O3H2O系平衡状态图221
　　1283一水碳酸钠苛化工艺221
　　第13章碱石灰烧结法生产氧化铝的原理和基本流程222
　　131烧结法的原理222
　　132烧结法的基本流程223
　　第14章铝酸盐炉料烧结过程的物理化学反应225
　　141概述225
　　142固相反应概念226
　　143烧结法熟料烧结的物理化学及相平衡227
　　1431Na2CO3与Al2O3之间的相互作用227
　　1432Na2CO3与Fe2O3之间相互作用228
　　1433Na2CO3与Al2O3和Fe2O3间的相互作用229
　　1434Na2CO3与SiO2间的相互作用229
　　1435Na2CO3与Al2O3和SiO2间的相互作用230
　　1436Na2CO3与Al2O3、Fe2O3、SiO2间相互作用230
　　1437CaO与SiO2间的相互作用230
　　1438CaO与Al2O3间的相互作用231
　　1439CaO与Fe2O3相互作用232
　　14310Na2CO3与CaO和SiO2间的相互作用232
　　14311CaO与Al2O3及Fe2O3间的相互作用232
　　14312Na2O·Al2O3·2SiO2及CaO间的相互作用232
　　14313Na2O·Al2O3、Na2O·Fe2O3及2CaO·SiO2之间的相互作用233
　　14314熟料配方234
　　144烧成温度及烧成温度范围235
　　145熟料烧结236
　　1451生料在烧结过程中的物理化学反应程序236
　　1452关于生料加煤237
　　1453关于石灰配料问题239
　　1454熟料形成的热化学239
　　第15章铝酸盐炉料烧结过程工艺241
　　151回转窑中熟料煅烧过程和热工特性241
　　1511煅烧过程241
　　1512熟料窑的结圈问题242
　　1513窑的热工特性243
　　152熟料窑的发热能力与窑的产能245
　　153熟料窑中物料的运动速度与窑的产能246
　　154熟料窑烧成制度247
　　第16章熟料溶出及赤泥分离249
　　161溶出过程的反应249
　　162熟料溶出时氧化硅的溶解250
　　1621硅酸二钙分解的特性250
　　1622溶出时熟料中SiO2进入铝酸钠溶液的动力学251
　　163溶出副反应（二次反应）问题252
　　164溶出用溶液（调整液）中Na2CO3的作用253
　　165减少溶出副反应损失的措施及经验254
　　166熟料中二价硫含量与湿磨溶出的关系255
　　167烧结法赤泥沉降性能256
　　第17章铝酸钠溶液的脱硅过程259
　　171概述259
　　172铝酸钠溶液中含水铝硅酸钠的析出259
　　1721SiO2在铝酸钠溶液中的行为259
　　1722含水铝硅酸钠在碱溶液和铝酸钠溶液中的溶解度261
　　1723影响含水铝硅酸钠析出过程的因素263
　　173铝酸钠溶液添加石灰的脱硅过程266
　　1731添加石灰脱硅过程的机理266
　　1732添加石灰脱硅过程的主要影响因素266
　　1733从石灰脱硅渣中回收氧化铝269
　　174铝酸钠溶液脱硅过程的工艺269
　　1741蒸汽直接加热一次脱硅与加石灰二次脱硅270
　　1742间接加热连续脱硅272
　　1743铝酸钠溶液的深度脱硅273
　　1744粗液两段常压脱硅工艺276
　　第18章铝酸钠溶液的碳酸化分解279
　　181碳酸化分解过程的原理279
　　1811碳酸化分解过程中的铝酸钠溶液的结构279
　　1812铝酸钠溶液碳酸化分解机理280
　　182影响碳分过程的主要因素283
　　1821精液的成分与碳酸化深度（分解率）284
　　1822原液分子比286
　　1823二氧化碳气体的纯度、浓度和通气时间287
　　1824温度288
　　1825晶种290
　　1826搅拌291
　　183碳分过程中氧化硅的行为291
　　184碳酸化分解率的连续控制294
　　185碳分过程的工艺295
　　第19章富矿烧结生产氧化铝298
　　191富矿烧结工艺发展的意义298
　　1911传统烧结法的发展限制298
　　1912富矿烧结工艺发展意义299
　　1913富矿烧结需解决的问题300
　　192富矿的烧结300
　　1921富矿熟料的烧结温度301
　　1922富矿熟料的碱比302
　　1923富矿熟料的钙比303
　　1924富矿熟料的主矿物304
　　1925富矿熟料与普矿熟料成分的对比305
　　193富矿熟料的溶出305
　　1931溶出液固比（L/S）对不加钙富矿熟料溶出效果的影响306
　　1932溶出时间对不加钙富矿熟料溶出效果的影响306
　　1933加钙富矿熟料的溶出307
　　1934溶出赤泥与沉降307
　　194溶出浆液的脱硅309
　　1941富矿熟料溶出泥浆不分离加压脱硅309
　　1942加钙富矿熟料溶出泥浆不分离加压脱硅310
　　1943不同晶种对溶出泥浆不分离加压脱硅的影响311
　　1944不同富矿熟料脱硅效果对比312
　　第20章关于我国氧化铝工业的可持续发展313
　　201我国氧化铝工业的发展方向313
　　202低成本处理我国中低品位铝土矿合理工艺的讨论314
　　2021选矿拜耳法314
　　2022石灰拜耳法316
　　2023富矿烧结法317
　　2024混联法氧化铝厂的改进与优化318
　　参考文献322

　　本书全面介绍了拜耳法和烧结法生产氧化铝的基本理论、工艺和新技术，总结和归纳了氧化铝研究领域的新成果，根据我国铝土矿资源状况，提出了我国氧化铝工业可持续发展的方向。
　　主要内容包括：世界和我国氧化铝工业的发展状况及我国铝土矿资源的特点；铝酸钠溶液特性、拜耳法和烧结法生产氧化铝的原理及其工艺；影响拜耳法生产氧化铝的溶出过程、赤泥沉降性能、晶种分解过程、蒸发过程和氢氧化铝焙烧过程的因素及工艺优化；烧结法熟料烧成、熟料浸出、铝酸钠溶液脱硅以及碳酸化分解等技术；拜耳法和烧结法生产氧化铝最新技术的开发与应用；我国氧化铝工业可持续发展的方向。
　　本书适合从事氧化铝生产的科研人员和工程技术人员阅读，也可作为有色冶金专业的大学本科生教材。