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1　绪论1

1.1　氧化铝工业1

1.2　氧化铝生产企业介绍2

1.2.1 国外主要氧化铝生产企业2

1.2.2 我国氧化铝生产企业6

1.3　铝土矿资源8

1.3.1 世界铝土矿概况9

1.3.2　我国铝土矿概况11

1.4　氧化铝生产的基本方法11

1.4.1 电解炼铝对氧化铝的质量要求11

1.4.2　氧化铝生产方法12

1.5　拜耳法生产氧化铝14

1.5.1 拜耳法生产氧化铝的基本过程14

1.5.2 拜耳法生产氧化铝的分类14

1.5.3 拜耳法生产氧化铝的特点14

1.5.4 改良拜耳法在我国的开发应用15

2　铝酸钠溶液性质和拜耳法基本原理20

2.1 Na2O-Al2O3-H2O系20

2.1.1 30℃下的Na2O-Al2O3-H2O系20

2.1.2 其他温度下的Na2O-Al2O3-H2O系22

2.2　铝酸钠溶液的稳定性25

2.3　铝酸钠溶液的物理化学性质25

2.3.1 铝酸钠溶液的密度25

2.3.2 铝酸钠溶液的电导率26

2.3.3　铝酸钠溶液的饱和蒸气压27

2.3.4　铝酸钠溶液的黏度28

2.3.5 铝酸钠溶液的热容及焓28

2.3.6 氧化铝水合物在碱溶液中的溶解热29

2.4　铝酸钠溶液结构30

2.5　拜耳法的原理30

2.5.1　拜耳法的原理30

2.5.2　拜耳法的基本流程32

3　铝土矿中氧化铝的溶出34

3.1　铝土矿的溶出性能及动力学34

3.1.1 三水铝石型铝土矿34

3.1.2 一水软铝石的溶出36

3.1.3 一水硬铝石型铝土矿的溶出37

3.2　氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率41

3.2.1 氧化铝的溶出率41

3.2.2 赤泥的产出率及碱耗42

3.3　溶出过程的配料计算43

3.4　影响铝土矿溶出过程的因素45

3.4.1 溶出温度的影响45

3.4.2　搅拌强度的影响46

3.4.3　循环母液碱浓度的影响47

3.4.4 配料摩尔比的影响47

3.4.5　矿石细磨程度的影响49

3.4.6 溶出时间的影响50

3.4.7 CaO和其他添加剂对溶出过程的影响50

3.4.8 MgO对一水硬铝石拜耳法溶出过程中的影响63

3.5　铝土矿溶出过程的强化64

3.5.1　铝土矿的机械活化64

3.5.2　铝土矿的预焙烧65

3.5.3　铝土矿的磁化预焙烧66

3.5.4　铝土矿的焙烧预脱硅66

3.5.5　铝土矿的焙烧压力预脱硅-过量石灰拜耳法浸出67

3.5.6 铝土矿的高温氢处理67

4　铝土矿中各种杂质在溶出中的行为69

4.1　含硅矿物在溶出过程中的行为69

4.1.1　含硅矿物与碱液的作用69

4.1.2 SiO2在铝酸钠溶液中的平衡溶解度83

4.1.3　铝酸钠溶液中硅矿物析出的平衡固相94

4.2　含铁矿物在溶出过程中的行为98

4.2.1　铁矿物在溶出过程中的行为98

4.2.2　铝酸钠溶液中铁的存在形式103

4.2.3　铁矿物对氧化铝溶出率的影响103

4.3　含钛矿物在溶出过程中的行为103

4.3.1　钛矿物与溶液的反应104

4.3.2　含钛矿物在铝土矿溶出过程中的危害110

4.3.3 消除TiO2不良影响的措施112

4.4　含硫矿物在溶出过程中的行为116

4.4.1　含硫矿物与溶液的作用116

4.4.2　含硫矿物在拜耳法生产中的危害118

4.4.3　铝酸钠溶液的脱硫121

4.4.4　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122

4.5　有机物在溶出过程中的行为123

4.5.1 拜耳法铝酸钠溶液中有机物的来源123

4.5.2 有机物与溶液的作用124

4.5.3　有机物对溶出过程的危害127

4.5.4　有机物的消除128

5　铝土矿溶出过程工艺130

5.1　溶出技术的发展过程130

5.1.1　单罐压煮器加热溶出130

5.1.2 多罐串联连续溶出压煮器组131

5.1.3 管道化溶出133

5.2　管道化溶出技术的优越性137

5.2.1 热耗低138

5.2.2　投资低138

5.2.3 生产操作和维护简便139

5.3　国外三种不同的管道加热溶出装置139

5.3.1　德国联合铝业公司（VAW）的多管单流法溶出装置139

5.3.2　匈牙利多管多流溶出装置141

5.3.3 法国的单管预热-高压釜溶出装置142

5.4　我国拜耳法溶出技术的进步142

5.4.1 蒸汽直接加热的压煮器溶出142

5.4.2　管道化溶出技术研究143

5.5　高压水化学法148

5.5.1　高压水化学法的原理148

5.5.2 高压水化学法生产氧化铝的工艺流程150

5.5.3　高压水化学法的改进和前景153

6　拜耳法矿浆预热及溶出过程中结疤的生成与防治155

6.1　拜耳法过程中结疤生成的机理及危害155

6.2　结疤形成的影响因素158

6.2.1 矿浆加热界面温度对结疤形成的影响158

6.2.2　脱硅晶种对结疤形成的影响166

6.2.3 石灰添加量及添加方式对矿浆预热及溶出过程结疤形成的影响168

6.3　结疤的防治183

6.3.1　矿浆预脱硅183

6.3.2　双流法工艺184

6.3.3　其他方法185

6.4　结疤的清理185

7　赤泥的分离和洗涤187

7.1　概述187

7.2　拜耳法赤泥浆液的特性188

7.3　影响赤泥沉降分离的因素188

7.3.1　矿物的形态188

7.3.2　溶出浆液的稀释浓度189

7.3.3　稀释浆液的温度190

7.3.4 黏度190

7.3.5　底流液固比191

7.3.6　絮凝剂的使用191

7.3.7　有机物195

7.4　赤泥沉降设备198

7.4.1　沉降槽198

7.4.2　过滤机199

8　铝酸钠溶液晶种分解202

8.1　铝酸钠溶液分解机理202

8.2　铝酸钠溶液分解过程中晶粒的附聚203

8.2.1 附聚的概念203

8.2.2 影响附聚的因素204

8.2.3 附聚效率的衡量204

8.2.4 附聚动力学方程205

8.3　铝酸钠溶液晶种分解过程中的二次成核209

8.3.1 二次晶核形成机理209

8.3.2　成核率210

8.3.3　诱导期与二次成核211

8.4　铝酸钠溶液分解过程中氢氧化铝晶体的长大212

8.4.1 晶体的长大212

8.4.2 晶体生长动力学213

8.5　影响铝酸钠溶液分解的主要因素218

8.5.1　分解原液的浓度和摩尔比的影响220

8.5.2　温度制度的影响221

8.5.3 晶种数量和质量的影响222

8.5.4　搅拌速度的影响224

8.5.5 分解时间及母液摩尔比的影响225

8.5.6　杂质的影响225

8.6　添加剂对分解过程的影响226

8.6.1 添加剂研究的目的和意义226

8.6.2 添加剂的分类226

8.6.3 添加剂强化铝酸钠溶液分解过程的机理228

8.6.4 添加剂对分解动力学的影响232

8.6.5 添加剂对氢氧化铝晶体生长的影响232

8.7　铝酸钠溶液分解工艺235

8.7.1 铝酸钠溶液分解作业条件235

8.7.2 铝酸钠溶液分解工序的主要设备235

8.8　关于砂状氧化铝生产工艺237

8.8.1 国外砂状氧化铝生产发展概况238

8.8.2 我国生产砂状氧化铝发展概况及存在问题239

9　氢氧化铝的煅烧248

9.1　氢氧化铝煅烧过程的物理化学248

9.1.1 氢氧化铝煅烧过程的相变248

9.1.2　氢氧化铝煅烧过程中结构与性能的变化249

9.2　氢氧化铝煅烧工艺技术251

9.2.1　传统回转窑焙烧工艺251

9.2.2 改进回转窑焙烧工艺252

9.2.3 流态化焙烧工艺255

10　分解母液的蒸发和一水碳酸钠的苛化261

10.1　概述261

10.2　蒸发器的类型261

10.3　蒸发器的结垢和阻垢262

10.3.1 杂质在母液中的结垢行为262

10.3.2 蒸发过程的阻垢措施264

10.4　蒸发工艺的应用265

10.4.1 蒸发工艺过程265

10.4.2 国内外蒸发技术和装置的应用267

10.5　一水碳酸钠的苛化268

10.5.1 一水碳酸钠苛化的原理268

10.5.2 Na2O-CaO-CO2-Al2O3-H2O系平衡状态图269

10.5.3 一水碳酸钠苛化工艺269

10.5.4 有机物对蒸发析出的一水碳酸钠粒度的影响270

参考文献271