氧化铝生产过程中溶出工艺流程的改进研究

刘立中

摘要：本文对氧化铝生产过程中溶出工艺流程基本内容进行分析，并提出加大矿源规范管理力度、调整硅量指标以及防止碳酸钠结晶变性被有机物影响等改进措施，希望能为进一步提高氧化铝生产溶出工艺水平提供有效建议。

关键词：氧化铝;溶出工艺;工艺流程

引言

随着有色金属铝消耗量日益增加，现有氧化铝生产溶出工艺无法满足从氧土矿石中高质量提取氧化铝的要求，因此，需要进一步改进氧化铝生产过程中溶出工艺流程，以此来达到促进氧化铝生产效率与质量提升目的。如何有效改进氧化铝生产过程中溶出工艺流程，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1.氧化铝生产过程中溶出工艺流程基本内容

负责性、繁琐性是氧化铝生产过程中溶出工艺明显特征，其中碱法、酸法、酸碱联合法等是现阶段氧化铝生产中较为常用的几种方法。碱法生产氧化铝是目前工业上普遍选用的方式，若根据生产过程特性进行划分，碱法又能被划分三个类别，分别是烧结法、拜耳法以及二者相互联合法。

在碱法氧化铝生产过程中，利用碱对铝矿石进行处理，氧化铝与碱产生化学反应，生成氯酸钠溶液。矿石中所含有的大量杂质，如铁、钛、二氧化硅等，将以不可溶的化合物进入固体残渣中。拜耳法氧化铝生产过程中，需要经过6个工序产后护理，此方法氧化铝生产核心是高压溶出工序，对整个生产工艺质量有着较大影响，处理后的氧化铝水合物在铝土矿中被溶解成铝酸钠溶液，最终得到原材料金属铝[1]。

现下氧化铝生产过程中溶出工艺流程仍有较大改进空间，根据实际情况，提出针对性改进措施，优化氧化铝生产溶出工艺，提升工艺生产效率与质量，在一定程度上也能起到控制环境污染的作用。

2.如何有效改进氧化铝生产过程中溶出工艺流程

2.1加大矿源规范管理力度

氧化铝生产前期矿源获取选择，在一定程度上直接影响着碳酸钠结晶变性问题，这也是导致氧化铝生产溶出工艺质量降低的主要因素之一，碍于铝矿的矿床分布较广，特别是民用矿源来自各个地域，在实际开采过程中，并未按照相关规范进行铝矿开采，致使矿石原料中相对固定的成分越来越少，泥矿、黑铝土矿这一矿源数量增多。以灰铝土矿的混合物为例，多杂质、有机物等物质含有是此类型铝土矿普遍具有的特性，若将其用作原材料来使用，不仅直接影响着整个氧化铝溶出工艺质量，在一定程度上也会为生产工艺带来危害，因此，加大矿源规范管理力度显得尤为重要[2]。目前多种类矿源中表现溶出性能效果最佳测材料莫属于黑铝土矿，一般情况下，为保证氧化铝溶出工艺质量，必须对铝矿硫元素、二氧化碳元素含量严格把控，前者低于整体原料0.8%，后者低于整体原料2%。明确划分矿源品类，加强检测同一批量采购的矿源质量，在具体生产周期内，无特殊要求，不能肆意氧化铝生产原料成分与结构，从根源上对氧化铝溶出工艺各项技术条件与指标的稳定性全方面控制，最大程度上保障氧化铝生产过程中溶出工艺质量。

2.2调整硅量指标

碳酸钠结晶被SiO2干扰，晶粒细化是必然现象，细化的晶粒表面呈黄褐色，存在板结变硬情况。基于此，可以判定出，板结变硬情况在碳酸钠结晶过程中出现，说明母液中SiO2含量有所增加，需要对其指数加以调整，既能有效改善碳酸钠结晶变性情况，又能减少对氧化铝溶出工艺质量的负面影响。发挥沉降系统功能作用，促进溶出原液中硅元素含油量进一步升高，切实解决溶液中SiO2含量过高问题对氧化铝生产过程中溶出工艺质量的不利影响。

除此之外，也可选择在原液中加入氧化剂去除SiO2的方式来促进溶出原液中硅元素含量提升，原液中氧化剂成本不断增加，其SiO2含量也会随之变少，为了让硅元素从溶液中彻底脱离，可加入适量漂白粉，原理上基本相似，将漂白粉作为氧化剂来使用，通过对原液中碱元素消耗量加以控制，减少原有消耗量，可实现氧化铝生产效率提升。将石灰乳在氧化铝生产过程中溶出工艺流程中添加，也能起到硅元素含量在原液中提升的作用。

2.3防止碳酸钠结晶变性被有机物影响

在有机物干扰影响下，极易促使碳酸钠结晶出现变性情况，一定程度上也导致整个氧化铝溶出工艺质量受到影响，晶体细化是碳酸钠结晶变性时产生的必然现象，吸附晶体表面的杂质抑制了碳酸钠晶体生长。在此方面情况作用下，其粘液的粘性也会有所提升，严重阻碍了碳酸钠结晶过程，同时也进一步提升了氧化铝溶出工艺操作难度。

现阶段能够将有机物含量从原液中减少的方式主要包括以下几种：（1）在氧化铝生产过程中溶出工艺流程中，对原料中有机物成分进行检验，控制含有有机物成分的原料被使用到溶出工艺中，为了达到将有机物从原料中分离的效果，在正式加工前期，可添加烧结工序;（2）将一定量的石灰添加在原料中，发挥石灰吸附性能作用，将有机物从原料中吸附出去，或者借助氧化剂来净化氯酸钠溶液，将有机物成分从原料中去除，根据实际情况选择合适的氧化剂，降低氧化铝生产成本投入;（3）进入硫化塔的原液，能够起到将原料中草酸盐有机物成分进行分解的作用，为防止原液中高分子有机物对草酸钠产生抑制影响，可适量添加细粒草酸钠，达到抵消抑制作用目的。

2.4控制碳酸钠、硫酸钠过量积累

控制氧化铝生产过程中溶出工艺流程中的铝酸钠溶液中的碳酸钠、硫酸钠含量，保持碳酸钠、硫酸钠与母液溶出量相互平衡，当碳酸钠、硫酸钠在原液中含量过高，则会打破其平衡性。

碳酸钠、硫酸钠在原液中沉淀量过高，则会促使溶液黏性提升，进而加大溶出母液工序难度，母液浓缩程度无法保证，问题严重则会导致加热管或出料系统发生故障，氧化铝生产过程中溶出工艺效率与质量直接受到影响。基于此，在氧化铝生产过程中溶出工艺流程中，需要对原液中的碳酸钠、硫酸钠含量加以控制，每升含量不应超过30g。一般情况下，每升含量高于60g属于碳酸钠在原液中正常含有量，通过在溶出工艺中對原液中碳酸钠、硫酸钠积累量加以控制，能够有效避免过多碳酸钠、硫酸钠积累对溶出工艺质量的不利影响[3]。

2.5完善现有应急机制。

在实际生产氧化铝过程中，就溶出工艺而言，其中闭路循环作为此流程中关键环节，物料溶液在整个溶出工艺流程均有涉及，若某一环节与整个流程出现脱节，将会造成整个氧化铝生产工艺流程无法运行。基于此，需要健全与完善现有应急机制，严格把控氧化铝溶出工艺流程，有效预防某一环节脱节问题，通过及时进行补救，减少此方面情况对氧化铝生产过程的不利影响。沉降环节加大控制力度尤为重要，碳酸钠变性停滞时间得到一定缩短，有利于促进氧化铝生产质量提升。为了强化设备过滤环节的真空吸附效果，可结合实际情况，在此基础上对原有母液过滤设备功能加以改进和完善，将杂质高效率从母液中清除干净，为氧化铝生产过程中溶出工艺顺利进行提供基础保障。

结束语

综上所述，采取上述几种措施改进氧化铝生产过程中溶出工艺流程，在一定程度上获得了良好成效，但在工艺方面仍有部分问题需要解决，进一步完善与优化生产工艺非常必要，不仅要实时监控溶出过程，也要避免大量污垢在设备上沉积，综合考虑这两方面情况，为今后深入研究氧化铝溶出工艺指明方向。

参考文献：

[1]张琪.氧化铝生产过程中溶出工艺流程的改进研究[J].世界有色金属，2020（1）：149，151.DOI：10.3969/j.issn.1002-5065.2020.01.094.

[2]刘伟.氧化铝生产过程中溶出工艺流程的改进研究[J].百科论坛电子杂志，2021（14）：342.DOI：10.12253/j.issn.2096-3661.2021.14.338.

[3]王大兵，李雪伟，王虎.氧化铝清洁生产工艺流程中的质量控制研究[J].世界有色金属，2020（7）：185-186.DOI：10.3969/j.issn.1002-5065.2020.07.088.