氧化铝的基本概念及相关知识Alumina（氧化铝）一词可能来源于Alumen（明矾）而明矾一词最早的文字记载出现在公元前五世纪。

纯氧化铝是1746年J.H.波特（Pott）首先从明矾中提取出来的。

1786年L.B.莫维约（De Morveau）认为明矾的主要成份是Alumina（矾土），约到1820年英国才将Alum译成Alumina，格来维尔（Grevule）于1799年提出的一种矿物中含有AL2O3成分，称这种矿物为“刚玉”刚玉又称为（α－AL2O3）是唯一一种纯氧化铝天然矿物。

1858年苏打－铝土矿烧结法由（法国）路易.勒萨斯提出，1902年帕卡尔提出了生料配比，使其完善，1868~1892年奥地利化学家K.J.拜耳发明了生产氧化铝的拜耳法，用它处理高品位铝土矿。

每生产一吨金属铝消耗近两吨氧化铝（1.91~1.92吨）我厂2002年1.939吨。

我国于1950年开始建设山东铝厂，用碱――石灰烧结法生产氧化铝，该厂于1954年7月1日投产，从此拉开了我国氧化铝工业生产的序幕，继山东铝厂之后，郑州铝厂于1965年、贵州铝厂1978年、山西铝厂1987年，中州铝厂1993年、平果铝厂1995年相继投产。

1、氧化铝的物理化学性质及主要用途氧化铝是一种白色的结晶体，不溶于水，但可溶于酸和碱溶液，它的碱性和酸性都很弱，是一种典型的两性化学物。

氧化铝主要是供电解炼铝用，（90%以上），但是电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、塑料、纺织、磨料、造纸以及制药等许多部门也需要各种特殊性能的氧化铝和氢氧化铝。

并且国内外不少氧化铝厂都重视发展多品种氧化铝生产，例如活性氧化铝、低钠氧化铝、喷涂氧化铝、γ－AL2O3、超α－AL2O3、高纯氧化铝和氢氧化铝，拟薄水铝石以及铝胶等，这些非冶金级的多品种氧化铝占整个氧化铝产量的8~10%左右，品种在200种以上。

2、氧化铝的生产方法分类及细分氧化铝生产方法分为碱法、酸法、酸碱联合法、热法，其中碱法中包括拜耳法、烧结法、拜－烧联合法1、串联法、2、并联法、3、混联法。

3、生产氧化铝的铝矿分类，最重要的铝矿资源及衡量标准铝矿物绝少以纯的状态构成工业矿床，都是与各种脉石矿物共生在一起的。

生产氧化铝的矿物有铝土矿、明矾石、霞石、高岭土和粘土等。

其中最重要的铝矿资源是铝土矿，铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石组成的矿石。

衡量铝土矿质量的最主要标准是氧化铝含量和铝硅比（氧化铝与氧化硅的重量比）此外，铝土矿的质量与氧化铝存在的矿物形态也有很大关系。

不同形态的氧化铝及氧化铝水合物在碱和酸中的溶解速度及溶解度是不同的。

三水铝石最易溶，二水软铝石次之，一水硬铝石则最难溶。

（其折光率、密度和硬度按下列次序增加：三水铝石＿一水软铝石＿一水硬铝石＿刚玉4、表征氧化铝物理性质的常用指标及氧化铝按物理性质分类表征氧化铝的物理性质指标很多，常用的有：粒度、比表面积、磨损指数、堆积密度、安息角、α－AL2O3含量、垂度等。

氧化铝原流动性、粉尘量、保温能力，在冰晶石焰体中的溶解速度和吸附氟化氢的能力等。

都取决于上述各项物理性质。

氧化铝按物理性质可分为：砂粉、中间状、面粉状。

砂状氧化铝特点：平均粒度组成比较均匀，细粒子和过粗颗粒都少；比表面积大；强度高；流动性好。

面粉状氧化铝特点：细粒子含量多，平均粗粒小，比表面积小、强度低，流动性不好，煅烧程度高于砂状氧化铝。

5、与国外相比我国铝土矿的特点。

我国铝土矿的一般特点是高铝、高硅、低镁（除广西平果等少数矿区外），因而我国铝土矿的铝硅比较低，铝硅比多数在4~7 之间，在10以上的优质铝土矿较少。

从矿石类型来说，绝大多数为难溶的一水硬铝石，而国外多数铝土矿的硅含量较低，铝硅比较高，铁含量一般也较高，从矿石类型来说，多为易溶的三水铝石，欧洲以一水软铝石居多，前苏联则各类矿石都有。

6、拜耳法、烧结法和联合法优缺点比较拜耳法流程简单，能耗低，产品质量好，处理优质铝土矿时产品成本最低，但随着矿石铝硅比降低，氧化铝回收率下降，碱耗上升，成本增加。

因此拜耳法只局限于处理优质铝土矿，其A/S 应在10以上。

此外，拜耳法需要消耗价格比较昂贵的苛性碱。

烧结法流程比较复杂，能耗大，单位产品的投资和成本较高，产品质量一般不如拜耳法，但烧结法能有效地处理铝硅比低的高硅铝土矿，而且所消耗的是价格相对较低的碳酸钠。

对中等品位的铝土矿来说，采用拜耳法和烧结法的联合生产流程，可以兼收两种方法的优点，取得较的拜耳法或烧结法更好的经济效果，同时使铝土矿资源得到更充分的利用。

7、我厂氧化铝生产的工艺流程及其特点。

我厂生产氧化铝采用拜耳法－混联法生产工艺（即小拜耳法部分外排和原混联法生产工艺）其主要特点是：⑴拜耳法赤泥经洗涤和过滤脱水后，一部分直接外排赤泥大坝，一部分用烧结法回收其中氧化铝和氧化钠。

⑵结法除处理拜耳法赤泥外，还处理相当数量的中高铝土矿。

⑶以廉价的苏打加入烧结法以补偿生产过程的碱人。

（根据生产需要有时也补入适量液体碱）。

⑷烧结法粗液脱硅的种子取自拜耳法的赤泥浆（分离底流）脱硅后的硅渣经硅渣过滤过滤后，用于烧结法配料。

⑸烧结法精液一部分送入种分系统补碱，一部分供碳酸化分解，形成AL(OH)3进入种分槽作活性精种，8、铝酸钠溶液的稳定性通常是指从过饱和溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短。

影响工业铝酸钠溶液的稳定性主要因素有：1、溶液的苛性比值比值在任何温度下提高工业铝酸钠溶液的都可使溶液的稳定性提高（超高氧化铝浓度的溶液例外）。

2、溶液的温度3、当铝酸钠溶液的浓度和苛性比值相同时，溶液的稳定性随着温度的降低而下降，直至温度降低到30℃为止，温度低于30℃时，溶液又变得比较稳定。

4、溶液的氧化铝浓度5、在一定温度下，苛性比值相同的铝酸钠溶液，氧化铝浓度低或高时，溶液具有很高的稳定性，而中等浓度（氧化铝浓度为70~200g/l）的浓度稳定性较小。

6、溶液中的杂质7、工业铝酸钠溶液浓度中，溶解的杂质SiO3Na2O3NaSO4.NaS以及有机物都不同程度的使溶液的稳定性增高。

9、氧化铝生产氧化硅造成的危害有哪些。

氧化硅是铝土矿中常有的主要杂质，它与碱溶液反应成为含水铝硅酸钠而析出，生产上将含水铝硅酸钠称为钠硅渣，氧化铝生产中固生成钠硅渣而造成的危害包括：1、引起AL2O3和N2aO的损失。

2、钠硅渣进入氢氧化铝后，降低成品质量。

3、在生产设备和管道上，特别是在换热器表面上析出成为结垢，使传热系数大幅度降低，增加能耗和清理工作量。

4、大量钠硅渣的生成增大赤泥量，并且可能成为极分散的细悬浮体，极不利于赤泥的分离和洗涤。

10、拜耳法原矿浆中配入石灰的目的。

在一水硬铝石型铝土矿中，氧化钛呈凝胶状把氧化铝包惠着。

在没有添加石灰的情况下，氧化钛与碱作用生成致密的钛酸钠薄膜，阻碍一水硬铝石的溶出。

加入适量石灰后，1、氧化钛与氧化钙作用生成不溶解的钛酸钙，钛酸钙结晶粗大松脆，在搅拌时容易脱落，可使氧化铝溶出不受影响，加快氧化铝的溶解速度。

2、能消除氧化钛与苛性碱作用生成钛酸钠所造成的碱损失，降低碱耗。

3、减轻加热设备表面上的结垢现象。

4、相对改善赤泥沉降性能，减少了赤泥的比表面，赤泥的沉降性能有所改善。

5、起到消除杂质的作用。

添加CaO后，可以使铝酸钠溶液中钒酸根、铬酸根、氟离子转变为相应的钙盐进入赤泥，降低它们在溶液中的积累浓度。

并且CaO使有机物中草酸根成草酸钙析出也是有利的。

11、影响铝土矿溶出过程的因素1、铝土矿的矿物组成及结构；2、矿浆的磨细程度；3、溶出温度及时间；4、循环母液苛性碱浓度5、配料分子比（即预期溶出液的苛性比值）6、矿浆搅拌强度；7、添加剂作用。

（石灰）12、评价高压溶出过程的质量指标和决定因素。

衡量溶出质量的指标主要是溶出率和溶出苛性比值。

溶出质量指标好坏主要取决于溶出设备。

现场技术操作水平和配料的精、准程度。

13、比较高压溶出器机组和管道化溶出机组优缺点直接加热高压溶出设备流程的优点是：1、用蒸气直接加热，碱浓度被蒸气冷凝水冲淡，大大增加了蒸浓循环母液的蒸气消耗。

2、原矿浆预热温度与溶出温度相差很大，增大了溶出的新蒸气消耗和矿浆冲淡程度；3、一次蒸气热利用率低，也增大了溶出的新蒸气消耗。

管道化溶出设备有以下几个优点：1、管道化可获得高的氧化铝和低的溶出苛性比值，因而可以强化整个拜耳法生产过程；2、管道化溶出操作温度高，并且管内矿浆流动处于紊流状态，搅拌强烈，因而可以加速反应，缩短溶出过程。

3、高温、高压溶出允许用低浓度的循环母液，且碱溶液不会被蒸气冷凝水冲淡，因此分解母液可以不经蒸发或稍加蒸发，大大降低了蒸发汽耗；4、二次蒸气热利用率高，溶出新蒸气消耗降低。

14、有机物的危害及清除的基本方法拜耳法溶液中有机物数量达到一定程度后，造成许多生产问题并降低溶液的产出率。

有机物带来的危害饮用氧化铝产量的降低，使AL(OH)3颗粒过细，氧化铝中杂质含量高，使溶液和AL(OH)3带色，降低赤泥沉降速度，由于钠有机化合物的形成而损失碱，提高溶液的密度，粒度、沸点和使溶液起泡。

清除有机物的基本方法:1、鼓入空气并提高温度以加强其氧化和分解；2、向蒸发母液中添加适量石灰吸附，有机碳和适度降低；3、向蒸发母液中添加草酸钠晶种，使有机物结晶析出；4、将母液蒸发使之析出一水碳酸钠结晶，则有机物被吸附带出，然后经火煅烧除去。

我国氧化铝一般采用此法煅烧后去。

5、通过向低浓度洗液中添加石灰乳（添加石灰10~12kg）排除草酸钠。

6、蒸发氢氧化铝洗液排除流程中草酸钠7、向铝酸钠溶液中添加MgSO4除草酸钠8、向铝酸钠溶液中添加草酸钙排除草酸钠。

8、用二氧化锰从拜耳法种分母液中除去有机物。

10、日本的C.SoTo提出一种新的工艺方法来除去拜耳法溶液中有机物，他认为其他的除有机物的方法只能排除草酸钠和碳酸钠而不能清除有机钠盐，所以拜耳法中的有机钠盐仍不断积聚，他提出将氢氧化铝与拜耳法母液充分混合，使混合料浆浓缩，并在130℃下干燥，再经高温煅烧使其中杂质分解，并生成固体铝酸钠，就可有效的排除流程中有机物，这种方法可有效地排除有机钠盐和与有机钠盐在一起的一些杂质，还可以同时排除草酸钠和碳酸钠。

煅烧温度越高（1200℃）时间越长，有机物排除的效果就越好。

15、氧化铝生产中常说的“结疤”是如何形成的通过氧化铝厂高压溶出、脱硅、种分和蒸发工序结疤的化学成份的特点及主要清除手段。

在氧化铝生产中，有不少物质是过饱和存在于溶液之中，这些溶解度很小的化合物不稳定，会不断从溶液中析出，在溶器表面结晶，这就成为湿法生产设备结垢的原因，结疤在生产中又被成为结疤。

在氧化铝生产中想在加热器表面上不生成结疤是不可能的，只有设法减少结疤的生成速度，延长清理周期和改变结疤成分，以利于清理，这就出现了两个环节，结疤和防止结疤的清除。