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　　從礦石提取氧化鋁有多種方法，例如:拜耳法、堿石灰燒結(jié)法、拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法等。拜耳法一直是生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，其產(chǎn)量約占全世界氧化鋁總產(chǎn)量的95％左右。70年代以來，對酸法的研究已有較大進(jìn)展，但尚未在工業(yè)上應(yīng)用。

　　拜耳法

　　系奧地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年發(fā)明。其原理是用苛性鈉（NaOH）溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘?jiān)ǔ嗄啵┓蛛x后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種,經(jīng)長時(shí)間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈,并在950～1200℃溫度下煅燒，便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液，蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用。

　　拜耳法的簡要化學(xué)反應(yīng)如下：

　　由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結(jié)晶構(gòu)造不同,它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異,所以要提供不同的溶出條件，主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125～140℃下溶出，一水硬鋁石型鋁土礦則要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的條件下溶出。

　　現(xiàn)代拜耳法的主要進(jìn)展在于：①設(shè)備的大型化和連續(xù)操作；②生產(chǎn)過程的自動(dòng)化；③節(jié)省能量，例如高壓強(qiáng)化溶出和流態(tài)化焙燒；④生產(chǎn)砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。拜耳法的工藝流程見圖1。

　　拜耳法的優(yōu)點(diǎn)主要是流程簡單、投資省和能耗較低，最低者每噸氧化鋁的能耗僅3×106千卡左右，堿耗一般為100公斤左右（以Na2CO3計(jì)）。

　　拜耳法生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果決定于鋁土礦的質(zhì)量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。因?yàn)樵诎荻ǖ娜艹鲞^程中，SiO2轉(zhuǎn)變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，隨同赤泥排出。礦石中每公斤SiO2大約要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的損失。鋁土礦的鋁硅比越低，拜耳法的經(jīng)濟(jì)效果越差。直到70年代后期，拜耳法所處理的鋁土礦的鋁硅比均大于7～8。由于高品位三水鋁石型鋁土礦資源逐漸減少，如何利用其他類型的低品位鋁礦資源和節(jié)能新工藝等問題，已是研究、開發(fā)的重要方向。

　　堿石灰燒結(jié)法

　　適用于處理高硅的鋁土礦，將鋁土礦、碳酸鈉和石灰按一定比例混合配料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)成由鋁酸鈉(Na2O·Al2O3)、鐵酸鈉(Na2O·Fe2O3、原硅酸鈣（2CaO·SiO2）和鈦酸鈉（CaO·TiO2組成的熟料。然后用稀堿溶液溶出熟料中的鋁酸鈉。此時(shí)鐵酸鈉水解得到的NaOH也進(jìn)入溶液。如果溶出條件控制適當(dāng)，原硅酸鈣就不會(huì)大量地與鋁酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，而與鈦酸鈣、Fe2O3·H2O 等組成赤泥排出。溶出熟料得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)過專門的脫硅過程，SiO2O形成水合鋁硅酸鈉(稱為鈉硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提純。把CO2氣體通入精制鋁酸鈉溶液，和加入晶種攪拌，得到氫氧化鋁沉淀物和主要成分是碳酸鈉的母液。氫氧化鋁經(jīng)煅燒成為氧化鋁成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。

　　堿石灰燒結(jié)法的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

　　燒結(jié)：

　　Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2

　　Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2

　　SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2

　　TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2

　　熟料溶出：

　　Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解）

　　Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O↓+2NaOH（水解）

　　脫硅：

　　1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O↓+3.4NaOH

　　3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→ 3CaO·Al2O3·x SiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH

　　分解：

　　2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2O

　　NaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH

　　中國堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的主要技術(shù)成就是：在熟料燒成中采用低堿比配方，在熟料溶出工藝中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出時(shí)的副反應(yīng)損失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分別達(dá)到94～96％和92～94％。Al2O3的總回收率約90％,每噸氧化鋁的Na2CO3的消耗量約95公斤。堿石灰燒結(jié)法可以處理拜耳法不能經(jīng)濟(jì)地利用的低品位礦石，其鋁硅比可低至3.5,且原料的綜合利用較好，有其特色。

　　堿石灰燒結(jié)法的常用流程見圖2

　　拜耳－燒結(jié)聯(lián)合法

　　可充分發(fā)揮<