高壓水化學法(hydrothermal process fox a-lumina production)是指一種苛性鹼濕法處理高矽含鋁原料的氧化鋁生產方法。蘇聯在20世紀50年代末所提出，一直在不斷改進，但仍未用於工業生產。本法的物料不需經過高溫燒結處理，因而能耗較低，並且得到價格高於碳酸鈉的苛性鹼產品。但由於溶出液的苛性比高達9-10。而Al2O3濃度僅為70-80g/L，因而單位產品物料流最和蒸發量都很大，再加上溶液的Na2O濃度高達400-500g/L，蒸發、分離和脫矽都較困難，因而仍未獲得工業套用。
基本介紹
- 中文名：高壓水化學法
- 外文名：hydrothermal process fox a-lumina production
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 屬性：氧化鋁生產方法
簡介,原理,工藝,總結,
簡介
高壓水化學法(hydrothermal process fox a-lumina production)是指一種苛性鹼濕法處理高矽含鋁原料的氧化鋁生產方法。蘇聯在20世紀50年代末所提出，一直在不斷改進，但仍未用於工業生產。
原理
高矽含鋁原料、石灰和苛性鹼溶掖混合後在533-573K溫度下加壓溶出原料中的Al2O3，使溶液的摩爾比降至12左右。此時原料中的SiO2在苛性鹼溶液含Na2O 250-500g/L時，變成Na2O·2CaO，2SiO2·H2O，進一步處理變為CaO·SiO·H2O渣，而在苛性鹼溶液含Na2O 120-150g/L時，石灰多則變成2CaO·SiO2·0.5H2O渣，石灰少則變成CaO·SiO2·H2O渣。理論上SiO2不造成Na2O和Al2O3損失。
工藝
主要由溶出、脫矽、蒸發、溶解、加種子分解、鍛燒等過程組成。
將高矽鋁礦，石灰和苛性比為35-38、苛性氧化鈉濃度為400-500g/L的循環苛性鹼液按CaO:SiO2=1:1(摩爾比)、Na2O:Al2O3=9:10(摩爾比)配成原礦漿，在3-4MPa壓力下溶出10min，得到含Al2O3 70-80g/L和含SiO2 3-4g/L的鋁酸鈉溶液和主要成分為Na2O·2Cao·2SiO2·H2O的易於分離洗滌的泥渣。氧化鋁溶出率達90%-92%。
因泥渣還含有Na2O需予以回收。回收氧化鈉是將洗滌後的泥渣與石灰乳混合，在1.8MPa壓力下溶出1h,得到緻密的2CaO·SiO2·H2O沉澱和含Na2O 70-75g/L的溶液，氧化鈉回收率達97%-98%。或在3MPa壓力下，用水或稀鹼溶液溶出泥渣4h，得到含Na2O 20-25g/L的溶液及CaO·SiO2·H2O沉澱。氧化鈉回收率為85%-90%。
蒸發所得鋁酸鈉溶液至含Na2 500-510g/L，然後將其由353K逐步降溫至303-293K，此時有80%以上的Al2O3，以夾帶母液的水合鋁酸鈉(Na2O·Al2O3·2.5H2O)晶體析出，同時得到苛性比為35-38、用於返回配製原礦漿的循環苛性鹼。加種子分解用水溶解水合鋁酸鈉得到的苛性比1.4-1.6的鋁酸鈉溶液，得到Al(OH)3。Al(OH)3經緞燒獲得Al2O3成品。由於鋁酸鈉溶液中的SiO2會使水合鋁酸鈉的結晶析出速度大為降低，並使晶體細小，難以分離洗滌。所以在蒸髮結晶前，溶液需在常壓下煮沸1h，使其中大部分的SiO2變成Na2O·Al2O3·1.7SiO2·H2O沉澱而與鋁酸鈉溶液分離，得到含SiO2 1.5g/L以下的鋁酸鈉溶液。
總結
本法的物料不需經過高溫燒結處理，因而能耗較低，並且得到價格高於碳酸鈉的苛性鹼產品。但由於溶出液的苛性比高達9-10。而Al2O3濃度僅為70-80g/L，因而單位產品物料流最和蒸發量都很大，再加上溶液的Na2O濃度高達400-500g/L，蒸發、分離和脫矽都較困難，因而仍未獲得工業套用。
