初探拜耳法原礦漿磨礦效果的控制

羅德志

摘 要：本文將從影響磨礦的影響因素、拜耳法在其中的相關(guān)作用，以及相關(guān)的問題因素的控制措施等方面來進(jìn)行闡述拜耳法生產(chǎn)中原礦漿磨礦效果的控制。

關(guān)鍵詞：拜耳法；磨礦；控制

拜耳法是一種工業(yè)上用來從鋁土礦石中生產(chǎn)提取氧化鋁產(chǎn)品的化工過程，主要是用于處理低硅鋁土礦來獲得氧化鋁和氫氧化鋁產(chǎn)品，其流程比較簡單，操作起來也比較方便，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量高，經(jīng)濟效果非常不錯，目前是世界上生產(chǎn)氧化鋁和氫氧化鋁的主要工藝。

一、拜耳法的基本原理及生產(chǎn)過程

1.拜耳法主要包括兩個過程，一是在常溫下在氧化鈉與氧化鋁摩爾比為1.8的鋁酸鈉溶液添加氫氧化鋁作為晶種然后不斷地進(jìn)行攪拌，溶液中則會有氫氧化鋁徐不斷地析出。而是直到其中的氧化鈉與氧化鋁的摩爾比達(dá)到6的時候為止，這個時候已經(jīng)析出了大部分的氫氧化鋁溶液。二是如果繼續(xù)加熱的話，則可以溶出鋁土礦中的氧化鋁水和物。通過對這兩個過程的操作則可以一批批地處理鋁土礦，并從中得出純的氫氧化鋁產(chǎn)品。

2.拜耳法的具體生產(chǎn)步驟

拜耳法的生產(chǎn)工藝主要是由三個階段組成，分別為溶出、分解和焙燒，這三個階段中的每一個對整個生產(chǎn)過程都非常重要，所以在生產(chǎn)過程中，一定要嚴(yán)格把控每一階段的進(jìn)程，三個階段又可以大致分為以下幾個具體的步驟。

①原礦漿的制備。要制備原礦漿，第一步將鋁土礦進(jìn)行破碎到符合要求的粒度，然后再將其和含有游離的Na0H的循環(huán)母液按照符合規(guī)定的比例一起送入濕磨內(nèi)進(jìn)行細(xì)細(xì)的研磨，然后制得需要的原礦漿，隨后在礦漿槽內(nèi)貯存和保溫。

②高壓溶出。將第一步制得的原礦漿進(jìn)行預(yù)熱，然后加入到壓煮器組中，在高壓下進(jìn)行溶出。這時鋁土礦中含有的氧化鋁將會溶解成鋁酸然后鈉進(jìn)入溶液，而氧化鐵、氧化鈦等雜質(zhì)將會進(jìn)入固相殘渣中。溶出得到的礦漿經(jīng)過蒸發(fā)器降溫減壓之后就送入緩沖槽。

③壓煮礦漿的稀釋及赤泥分離和洗滌。由于一般情況下壓煮礦漿的含氧化鋁的濃度會比較高，所以為了方便赤泥的沉降分離以及下一步的晶種分解，一般會先在壓煮礦漿中首先加入赤泥洗液對它進(jìn)行稀釋，然后再利用沉降槽對赤泥和鋁酸鈉溶液進(jìn)行分離。而分離后的赤泥會經(jīng)過數(shù)次的洗滌之后再排放到赤泥堆場，其中洗滌的作用是為了其中回收所含的附堿，為了節(jié)約成本。

④晶種分解。將上一步與赤泥分離后的鋁酸鈉溶液（生產(chǎn)上稱粗液）經(jīng)過過濾凈化后得到較為精細(xì)的溶液即精液，然后再用熱交換器將其冷卻到一定的溫度，加入晶種之后分解之后結(jié)晶析出得到氫氧化鋁。

⑤氫氧化鋁的分級與洗滌：將上一步得到的氫氧化鋁漿液進(jìn)行沉降分離，然后按顆粒的大小程度進(jìn)行分離，然后把較細(xì)的晶粒作為晶種，較粗的晶粒進(jìn)行洗滌之后再焙燒制得氧化鋁。最后將分離得到的氫氧化鋁的種分母液和洗液經(jīng)熱交換器預(yù)熱后再進(jìn)行蒸發(fā)。

⑥氫氧化鋁的焙燒。由實驗步驟直接制得的氫氧化鋁內(nèi)含有部分附著水和結(jié)晶水，所以需要對第一次制得的氫氧化鋁進(jìn)行高溫焙燒脫水，而焙燒可以通過在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)或流化床高溫進(jìn)行，由此得到更干燥純凈的氫氧化鋁。

⑦母液蒸發(fā)和蘇打的苛性化。值得符合濃度要求的循環(huán)母液，則需要對預(yù)熱后的母液再經(jīng)蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮后才能得到，然后再加入Na0H，再進(jìn)行返回濕磨，繼續(xù)溶出下一批礦石。

3.磨機襯板的選用和使用時間：

磨機襯板材質(zhì)的選擇和使用時間對磨礦效果也有很大的影響。目前，在氧化鋁行業(yè)中，磨機所使用的襯板材質(zhì)主要有錳鋼襯板和高分子材料橡膠襯板。錳鋼襯板材質(zhì)比較堅硬，當(dāng)顆粒礦石介于錳鋼襯板與拋落的鋼棒、鋼球之間時，大顆粒礦石更容易被砸碎，磨礦效果更好；橡膠襯板由于有一定的彈性，顆粒礦石被砸碎效果較差，但其材質(zhì)更輕，能耗更低，而且使用壽命較錳鋼襯板長。根據(jù)不同的襯板特性，錳鋼襯板多用于棒磨機對大顆粒礦石進(jìn)行粗磨，耐磨襯板則使用與球磨機對細(xì)小顆粒進(jìn)行研磨，且能達(dá)到一定的研磨效果。

4.磨機運轉(zhuǎn)速度：

磨礦介質(zhì)在磨機內(nèi)主要是做拋物運動，鋼棒、鋼球被磨機由底部帶至高點，做拋物線運動，落下的介質(zhì)將較粗顆粒砸小，打碎。磨礦介質(zhì)在磨機內(nèi)做拋物線運動時，有一個較合理的落點，高于此落點或者低于此落點，均不能達(dá)到良好的磨礦效果，即磨機運轉(zhuǎn)過快或者過慢均不能達(dá)到良好的磨礦效果。但磨礦介質(zhì)合理的落點除了與襯板狀況有一定關(guān)系，也跟磨機的運轉(zhuǎn)速度和本身筒體尺寸有關(guān)，而設(shè)備的尺寸在設(shè)備選擇的時候就已經(jīng)確定，也會根據(jù)設(shè)備尺寸選擇合理的運轉(zhuǎn)速度，并以此來選擇搭配相應(yīng)的驅(qū)動和傳動設(shè)備。

三、影響磨礦因素的相關(guān)判斷方法和控制

1.最簡單的方法，通過在正常的生產(chǎn)過程中，注意聽磨內(nèi)的研磨體和物料以及磨機之間的相互碰撞等產(chǎn)生的聲音來對研磨情況進(jìn)行一個大致的判斷，通過研磨的聲音可以大概判斷磨內(nèi)的液固比以及磨礦的濃度的情況。具體的方法可以根據(jù)聲音的清晰程度來判斷，若聲音顯得比較沉悶的話，則說明磨礦濃度比較高、磨內(nèi)的液固比比較低，磨礦的效果不怎么好；如果磨機發(fā)出有規(guī)律的類似于輕微的鼓聲的話則說明情況相反，研磨效果還算不錯。

2.觀察磨機出口料漿情況。通過對磨機出口料漿的觀察可以對磨礦濃度做出一個基本判斷，一般以出口壁上掛起黃豆大小為標(biāo)準(zhǔn)，如果掛聊天后的話，則說明磨礦的濃度比較高，磨內(nèi)的液固比交底，若掛料太少的話則說明情況相反。

3.通過對水旋器溢流進(jìn)行取樣，并使用一定尺寸的篩網(wǎng)，通過觀察余留在篩網(wǎng)上的礦砂的多少、粗細(xì)等情況來判斷水利旋流器的分級效果和磨礦效果，并根據(jù)具體的情況對磨機進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整。

4.還可以通過記錄好各種相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)臺賬，包括磨機的運行時間、襯板的使用時間、磨礦介質(zhì)的補充時間和補充量、水旋器相關(guān)備件的使用時間等相關(guān)數(shù)據(jù)。我們通過查閱相關(guān)的生產(chǎn)記錄、磨機的使用情況以及磨內(nèi)研磨的情況等來判斷填充率等是否合理。沒有什么能比直接查閱相關(guān)的生產(chǎn)記錄更方便的了，可以由此了解不同時段的研磨體消耗、物料配比等各種指標(biāo)的相關(guān)情況，結(jié)合這些查閱到的信息再結(jié)合實際生產(chǎn)需要來對生產(chǎn)過程中的各項指標(biāo)進(jìn)行一個適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。除此之外，我們還需要通過對相關(guān)設(shè)備的運行狀況進(jìn)行巡視檢查來確保工作的穩(wěn)定，比如通過檢查定量給料機的運行狀況來確保其給礦量的準(zhǔn)確性、通過檢查水旋器的底流溢流狀況來確保水旋器的分級效果，等。

結(jié)語：

總之，拜耳法是現(xiàn)如今世界上氧化鋁的主要生產(chǎn)方法，在生產(chǎn)過程對原礦漿磨礦效果的控制是非常關(guān)鍵的，其對后續(xù)的溶出效果和氧化鋁的質(zhì)量起著非常重要的作用，所以在生產(chǎn)過程中對各個指標(biāo)的控制一定要嚴(yán)格。明確了影響磨礦效果的各種因素和相關(guān)的判斷方法之后，對使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程的磨礦效果的控制來說非常重要，所以相關(guān)的專業(yè)知識儲備是很必要的。

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