中低品位铝土矿溶出沉降性能研究

论文摘要

2003年以来,受电解铝行业扩张的影响,我国氧化铝一直供不应求,氧化铝价格持续在高位徘徊,引发了国内的氧化铝投资热潮。随着新建、扩建氧化铝项目陆续建成投产,氧化铝产能迅速扩张,对铝土矿资源的需求量也大幅增长,矿石资源的短缺加剧了各氧化铝厂对矿石资源的竞争,矿石贫化问题日益突出,矿石品位逐步降低,给现有的氧化铝生产带来了十分不利的影响,严重制约了氧化铝生产企业产能的提高和经济技术指标的优化。矿石品位降低成为困扰氧化铝生产企业的关键问题。为了最大限度地降低铝土矿品位降低带来的不利影响,合理地利用矿石资源,本文针对中铝河南分公司矿石品位逐步降低的状况,开展了中低品位矿石预脱硅、拜耳法溶出、赤泥沉降等有关性能的研究。通过对拜耳法溶出及沉降过程的分析,讨论了影响溶出、沉降性能的主要因素,结合河南分公司生产工艺和设备实际状况,进行了一系列条件试验。主要考察了：(1)矿石A/S、石灰添加量、预脱硅时间对预脱硅效果的影响；(2)矿石A/S、石灰添加量、母液Nk及母液αk对溶出性能的影响；(3)矿石A/S、不同絮凝剂、稀释矿浆浓度及絮凝剂添加量对赤泥沉降性能的影响。通过对试验结果的详细分析讨论,确定了各影响因素的最适宜的选择范围,同时针对中国铝业河南分公司的生产实际,提出了具体的工艺优化措施。在矿石品位逐步降低的情况下,本课题的研究结果有利于促进生产过程中工艺技术指标的优化,提高氧化铝产量和降低各项消耗,为中国铝业河南分公司合理高效地利用中低品位铝土矿生产提供了参考。本课题主要针对如何优化工艺指标方面进行了初步的研究,在实际生产中,还应该从工艺流程方面进行改进和完善。因此,开发低成本利用我国中低品位铝土矿生产氧化铝的工艺技术,实现矿石资源的合理利用,是本课题今后研究的主要方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 我国氧化铝工业
• 1.2.1 我国氧化铝工业的发展
• 1.2.2 我国氧化铝产量统计
• 1.2.3 我国氧化铝工业取得的技术成就
• 1.3 我国铝土矿资源
• 1.3.1 铝土矿的化学组成和矿物组成
• 1.3.2 铝土矿矿石结构特点
• 1.3.3 铝土矿质量的衡量方法
• 1.3.4 我国铝土矿概况
• 1.4 本课题的研究背景和研究现状
• 1.4.1 本课题的研究背景
• 1.4.2 研究目的和意义
• 1.4.3 研究现状
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 一水硬铝石溶出及沉降机理
• 2.1 一水硬铝石拜耳法溶出机理
• 2.1.1 一水硬铝石型铝土矿溶出的理论基础
• 2.1.2 拜耳法生产氧化铝的原理和基本工艺流程
• 2.1.3 一水硬铝石溶出机理
• 2.1.4 一水硬铝石溶出的化学反应
• 2.2 一水硬铝石溶出动力学
• 2.3 影响溶出过程的因素
• 2.3.1 溶出温度的影响
• 2.3.2 循环母液碱浓度的影响
• 2.3.3 配料分子比的影响
• 2.3.4 矿石磨细程度的影响
• 2.3.5 搅拌强度的影响
• 2.3.6 石灰添加量的影响
• 2.3.7 溶出时间的影响
• 2.4 赤泥沉降
• 2.4.1 溶出矿浆稀释的目的
• 2.4.2 拜耳法赤泥沉降性能
• 2.4.3 拜耳法赤泥沉降和压缩性能的影响因素
• 2.4.4 絮凝剂
• 2.5 本章小结
• 第三章 试验设备及试验方法
• 3.1 试验原料及处理
• 3.1.1 铝土矿
• 3.1.2 石灰
• 3.1.3 母液及洗液
• 3.1.4 絮凝剂
• 3.2 试验设备及方法
• 3.2.1 预脱硅试验设备及方法
• 3.2.2 溶出试验设备及方法
• 3.2.3 稀释沉降试验设备及方法
• 3.2.4 液固分离设备
• 3.3 试验分析仪器及设备
• 3.3.1 物料化学成分分析仪器
• 3.3.2 物相分析仪器
• 3.4 试验过程有关计算公式
• 3.4.1 常规指标计算公式
• 3.4.2 配料计算
• 3.5 本章小结
• 第四章 试验结果讨论与分析
• 4.1 预脱硅试验结果讨论与分析
• 4.1.1 预脱硅试验条件
• 4.1.2 预脱硅试验结果
• 4.1.3 试验结果讨论与分析
• 4.1.4 预脱硅试验结论
• 4.2 溶出试验结果讨论与分析
• 4.2.1 溶出试验条件
• 4.2.2 溶出试验结果
• 4.2.3 溶出试验结果讨论与分析
• 4.2.4 溶出试验结论
• 4.3 沉降试验结果讨论与分析
• 4.3.1 沉降试验条件
• 4.3.2 沉降试验结果
• 4.3.3 沉降试验结果分析与讨论
• 4.3.4 沉降试验结论
• 4.4 生产应对措施
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 进一步研究的展望
• 参考文献
• 致谢