氧化铝的主要冶炼工艺介绍
氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。
一、烧结法
1.1烧结法的基本原理
将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。
1.2烧结法工艺过程简述
烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。
生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。
熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。
熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。
赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
粗液脱硅：熟料溶出过程中，原硅酸钙不可避免的与溶液发生反应，造成粗液中会有5-6g/l的二氧化硅，这部分杂质将影响成品氧化铝的质量。为了保证产品质量，粗液必须进行专门的脱硅处理，制成精液，使其中的二氧化硅含量降到0.2以下。脱硅后的固体产物称为硅渣。硅渣及其附液中含有相当数量的有用成分，所以要返回配料加以回收。
精液碳分:在碳酸化分解槽中进行的，连续不断的往其中通入二氧化碳气体，可以使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，生产上成为碳酸化分解，有部分精液要添加种子进行晶种分解，以制得种分母液，来提高精液的苛性化系数。
氢氧化铝分离和洗涤:分解后的氢氧化铝浆液送去沉降分离，并按颗粒大小进行分级，细颗粒做晶种，粗颗粒经过洗涤后送去烧制氧化铝。分离后的母液（有种分和碳分）送去蒸发浓缩，返回配料。
氢氧化铝焙烧：氢氧化铝还有部分附着水和结晶水，在循环炉内经过高温脱水并进行一系列的晶型转变，制得氧化铝。
母液蒸发：将分离后的母液（有种分和碳分），在这里称为蒸发原液进过蒸发器浓缩为符合配料要求的蒸发母液，返回配料使用。在蒸发的过程中，又浓缩了流程中的水分，使液量保持了平衡，避免了生产中液量的堵塞。
1.3烧结法工艺流程图
二、拜耳法
2.1拜耳法的基本原理
用苛性钠溶液溶出铝土矿中的氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用对溶液降温、加晶种、增加搅拌的办法，从溶液中分解出Al（OH）3，将分解后
的母液经过蒸发后用来重新溶出新的一批铝土矿。溶出过程是在加温加压下进行的。
拜耳法的实质就是下一反应在不同条件下的交替进行。
Al2O3·（1或3）H2O+2NaOH—2NaAl（OH）4+aq
2.2拜耳法工艺过程简述
拜耳法主要用来处理低硅铝土矿（一般要求铝硅比在7-10之间），其工艺流程中主要的工序有破碎，湿磨溶出，稀释，沉降分离赤泥，赤泥洗涤，晶种分解，煅烧，蒸发和苛化。
破碎：将矿石及其它生产原料破碎成要求粒度，通常分为粗碎，中碎，细碎三段，设备主要有颚式破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机和冲击破碎机。
湿磨：将铝土矿按配料要求配入石灰和循环母液磨制成合格的原矿浆，设备有球磨机。
溶出：在高温、高压条件下，使铝土矿中的氧化铝水合物从矿石中溶解出来，制得铝酸钠溶液，而铁硅等杂质则进入残渣赤泥中。采用的设备是高压溶出器。
稀释：溶出后的浆液，用赤泥洗液加以稀释，以进一步脱除溶液中的硅，且重要的是为沉降分离赤泥和晶种分解创造必要条件。采用的设备常有搅拌装置的稀释槽。
沉降分离赤泥:稀释后的溶出浆液送人沉降槽处理，以使铝酸钠液和赤泥分离开来。
赤泥洗涤：沉降分离出来的赤泥浆液，必须加水洗涤，以回收赤泥附液中的有用成分（碱和氧化铝）。洗涤次数一般为5-8次，洗涤设备使用沉降槽。
晶种分解：将分离后的；铝酸钠精液送入分解槽内，加入Al（OH）3晶种，不断搅拌并逐渐降低温度，使之分解析出Al（OH）3并得到含有NaOH
的母液。
煅烧：用煅烧设备在高温下将Al（OH）3的附着水，结晶水除去，以
获得合格的氧化铝。目前煅烧设备有回转窑，循环流态化煅烧炉和沸腾闪速煅烧炉。
蒸发：种分母液需在蒸发器中浓缩，以提高其碱浓度，保持循环体系中水量平衡，使母液达到符合拜耳法溶出的要求。
苛化：在蒸发时还有一定数量的Na2CO3·H2O从母液中结晶析出，将
其分离出来用Ca（OH）2苛化成NaOH，与蒸发母液一同送往湿磨配料。
2.3拜耳法工艺流程简图
拜耳法氧化铝生产流程
三、烧结-拜耳联合法
氧化铝的主要冶炼工艺介绍
氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。
一、烧结法
1.1烧结法的基本原理
将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。
1.2烧结法工艺过程简述
烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。
生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。
熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。
熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。
赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。
粗液脱硅：熟料溶出过程中，原硅酸钙不可避免的与溶液发生反应，造成粗液中会有5-6g/l的二氧化硅，这部分杂质将影响成品氧化铝的质量。为了保证产品质量，粗液必须进行专门的脱硅处理，制成精液，使其中的二氧化硅含量降到0.2以下。脱硅后的固体产物称为硅渣。硅渣及其附液中含有相当数量的有用成分，所以要返回配料加以回收。
精液碳分:在碳酸化分解槽中进行的，连续不断的往其中通入二氧化碳气体，可以使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，生产上成为碳酸化分解，有部分精液要添加种子进行晶种分解，以制得种分母液，来提高精液的苛性化系数。
氢氧化铝分离和洗涤:分解后的氢氧化铝浆液送去沉降分离，并按颗粒大小进行分级，细颗粒做晶种，粗颗粒经过洗涤后送去烧制氧化铝。分离后的母液（有种分和碳分）送去蒸发浓缩，返回配料。
氢氧化铝焙烧：氢氧化铝还有部分附着水和结晶水，在循环炉内经过高温脱水并进行一系列的晶型转变，制得氧化铝。
母液蒸发：将分离后的母液（有种分和碳分），在这里称为蒸发原液进过蒸发器浓缩为符合配料要求的蒸发母液，返回配料使用。在蒸发的过程中，又浓缩了流程中的水分，使液量保持了平衡，避免了生产中液量的堵塞。
1.3烧结法工艺流程图
二、拜耳法
2.1拜耳法的基本原理
用苛性钠溶液溶出铝土矿中的氧化铝而制得铝酸钠溶液，采用对溶液降温、加晶种、增加搅拌的办法，从溶液中分解出Al（OH）3，将分解后
的母液经过蒸发后用来重新溶出新的一批铝土矿。溶出过程是在加温加压下进行的。
拜耳法的实质就是下一反应在不同条件下的交替进行。
Al2O3·（1或3）H2O+2NaOH—2NaAl（OH）4+aq
2.2拜耳法工艺过程简述
拜耳法主要用来处理低硅铝土矿（一般要求铝硅比在7-10之间），其工艺流程中主要的工序有破碎，湿磨溶出，稀释，沉降分离赤泥，赤泥洗涤，晶种分解，煅烧，蒸发和苛化。
破碎：将矿石及其它生产原料破碎成要求粒度，通常分为粗碎，中碎，细碎三段，设备主要有颚式破碎机、圆锥式破碎机、辊式破碎机和冲击破碎机。
湿磨：将铝土矿按配料要求配入石灰和循环母液磨制成合格的原矿浆，设备有球磨机。
溶出：在高温、高压条件下，使铝土矿中的氧化铝水合物从矿石中溶解出来，制得铝酸钠溶液，而铁硅等杂质则进入残渣赤泥中。采用的设备是高压溶出器。
稀释：溶出后的浆液，用赤泥洗液加以稀释，以进一步脱除溶液中的硅，且重要的是为沉降分离赤泥和晶种分解创造必要条件。采用的设备常有搅拌装置的稀释槽。
沉降分离赤泥:稀释后的溶出浆液送人沉降槽处理，以使铝酸钠液和赤泥分离开来。
赤泥洗涤：沉降分离出来的赤泥浆液，必须加水洗涤，以回收赤泥附液中的有用成分（碱和氧化铝）。洗涤次数一般为5-8次，洗涤设备使用沉降槽。
晶种分解：将分离后的；铝酸钠精液送入分解槽内，加入Al（OH）3晶种，不断搅拌并逐渐降低温度，使之分解析出Al（OH）3并得到含有NaOH
的母液。
煅烧：用煅烧设备在高温下将Al（OH）3的附着水，结晶水除去，以
获得合格的氧化铝。目前煅烧设备有回转窑，循环流态化煅烧炉和沸腾闪速煅烧炉。
蒸发：种分母液需在蒸发器中浓缩，以提高其碱浓度，保持循环体系中水量平衡，使母液达到符合拜耳法溶出的要求。
苛化：在蒸发时还有一定数量的Na2CO3·H2O从母液中结晶析出，将
其分离出来用Ca（OH）2苛化成NaOH，与蒸发母液一同送往湿磨配料。
2.3拜耳法工艺流程简图
拜耳法氧化铝生产流程
三、烧结-拜耳联合法