氧化铝生产中成品原矿浆冲淡原因分析及控制

肖杨 国家电投集团山西铝业有限公司

我国是全球最大的氧化铝生产国，中国生产的氧化铝占全球半数，并且中国氧化铝的销售数量也不断增加。但是我国的氧化铝生产的铝土矿进口的对外依存度也是非常高的，因此生产氧化铝的成本是非常高昂的，这就要求生产氧化铝的企业重视氧化铝的生产工艺和生产质量。随着中国电解铝、陶瓷、电子以及机械等行业的迅速发展，氧化铝的市场需求不断增加，并且氧化铝的生产产量也在不断的上涨。中国城镇化速度的加快也推进了氧化铝生产行业的发展。氧化铝生产的工艺技术相对是比较复杂的，从氧化铝生产项目的起始、设计、开工等需要很长的生产周期，并且投入的资源和资金也非常高，具有加大的风险。氧化铝生产需要巨大的资源能源以及技术工人的投入，不仅需要具有实践经验的专家和技术人员的实时监控管理，更需要优质资源的投入，因此氧化铝工业项目更加需要优化建设。本篇针对氧化铝生产成品冲淡的原因入手，希望能够从氧化铝生产的过程中优化成品生产的质量，避免盲目发展和低水平生产氧化铝。

一、氧化铝生产过程概述

（一）氧化铝以及其水合物

氧化铝的外观为白色粉末，结晶状态为六方晶体结构，氧化铝是典型的两性氧化物，不溶于水，可以溶于无机酸和碱性溶液，由于氧化铝结晶的形式不同，在酸、碱溶液中的溶解度和溶解的速度也是不同的。氧化铝水合物中并不含有水分子，氧化铝水合物是铝土矿中主要的矿物质。

（二）氧化铝生产方法

首先要讨论的是碱法生产氧化铝，就是用氢氧化钠等处理铝土矿，使得铝土矿质的氧化铝水合物和碱相互反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则会成为不溶性的化合物进入到固体残渣中。而这种残渣被称为赤泥，而铝酸钠溶液在与赤泥进行分离之后，经过一系列的净化处理就会分解出与碱液分离的物质，进而经过洗涤和焙烧之后就会获得氧化铝产品，现阶段的氧化铝生产产业都会采用碱法生产氧化铝。

其次是酸法生产氧化铝，用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处理吕旷氏，得到含氯的盐溶液，然后用碱中和这些盐溶液，使得铝成氢氧化铝能够析出，焙烧氢氧化铝以及各种铝盐的是水合物晶体，然后就能够得到氧化铝成品。在用酸法处理铝矿石的时候，存在于矿石中的铁、钛、钒等杂质都会进入到酸溶液中与酸溶液发生反应，这不仅会消耗酸溶液，也会将其与铝盐分离，酸法生产氧化铝需要价格高昂的耐酸设备。对于稀缺铝土矿资源的情况可以合理地使用酸法生产氧化铝。酸碱联合生产氧化铝的方法就是先用酸溶液将含有铁、钛等杂质的氢氧化铝从铝矿石中提取处理，进而再用碱法进行铁杂质的处理。

最后讨论的是氧化铝生产成品的过程，在生产氧化铝的过程中需要高温和高压的环境和条件将苛性碱进行溶出，这样才能够保障生产出来后续化学反应所需要的铝酸钠溶液，而生产氧化铝的第一道工序就是对成品原矿浆的准备和调制，成品原矿浆需要按照一定标准的比例进行调配，进而通过研磨制作成为合格的成品原矿浆。而原矿浆冲淡的过程是指将苛性碱与经过一系列磨制、储存后等活动后成品原矿浆中的苛性碱比较得出来的值。而成品原矿浆的冲淡值对生产氧化铝的后续工作的稳定性具有一定的影响，影响到生产氧化铝企业的经济效益，拜耳法和烧结法生产氧化铝都会受到成品原矿浆冲淡的影响，也是本篇想要探寻的生产氧化铝成品原矿浆冲淡的原因和控制措施。下面主要分析磨制过程中生产氧化铝母液的调配对冲淡的影响以及原浆细度对冲淡的影响。

（三）母液调配对生产氧化铝的影响

原矿浆是拜耳法生产氧化铝的一个重要的材料，尽管对拜耳法的整个生产流程都非常熟悉，但是也应该对原矿浆中影响氧化铝生产的指标进行分析和了解。生产氧化铝的第一道工序就是磨制和调配生产氧化铝母液，循环母液起着非常重要的作用，需要通过研磨等一系列工作制造出循环母液。而原矿浆冲淡的过程是指将苛性碱与经过一系列磨制、储存后等活动后成品原矿浆中的苛性碱比较得出来的值。因此循环母液对于氧化铝生产成品原矿浆冲淡具有一定的影响。如果生产氧化铝的铝土矿中的固含成分过高就会影响到铝土矿在高温高压后的溶出反应速度，进而降低溶出率，增大赤泥的产量以及降低氧化铝的回收率。但是如果铝土矿值的固含量过低则会影响到溶出率升高，进而使得生产氧化铝的分解率和循环效率。

（四）原矿浆细度对氧化铝生产成品原矿浆冲淡的影响

原矿浆的细度，如果原矿浆的细度增粗就会使得生产氧化铝的设备管道磨损，使得预脱硅槽的沉淀增多，影响铝土矿溶出反应的完全程度，而原矿浆细度过细则会使得氧化铝的溶出赤泥变细，使得赤泥的沉降性能下降，进而影响到拜耳法生产氧化铝中赤泥的沉降分离作业。另外原矿浆中氧化钙含量也会影响氧化铝生产的溶出，因此要合理加入适量的氧化钙，保持合理的氧化铝生产溶出率。

二、氧化铝生产中成品原矿浆冲淡具体原因分析

上述我们分析了氧化铝生产的多种方法，也分析了原矿浆中影响氧化铝生产的几个指标，因此下面对原矿浆冲淡的原因进行分析，主要的原因有两个，一个是脱硅反应引发的原矿浆冲淡，另一个是含水量引起的原矿浆冲淡现象。

（一）脱硅反应引发的原矿浆冲淡

脱硅反应的产生主要是在生产氧化铝过程中苛性碱与二氧化硅以及氧化铝的相互反应现象，在经过化学反应之后就会生产出钠硅渣，使得溶出的苛性碱出现部分的损失。脱硅反应的出现就会引起原矿浆的冲淡现象，并且如果原矿浆中铝土矿石的质量较低还会加剧氧化铝成品原矿浆的冲淡反应。

（二）水分引起的原矿浆冲淡现象

对于含水量引起的原矿浆冲淡现象，我们主要从水的来源进行分析。首先是原矿浆中磨制的铝土矿中本身的含水量，铝土矿在外界环境中总会附着水分或者在清洗铝土矿时残留的水分等都会跟随铝土矿磨制后增加到氧化铝原矿浆中，进而对氧化铝的生产过程造成一定的影响，也会引起氧化铝原矿浆冲淡的现象。另外，也会有一些生产过程中的水分进入到原矿浆中，比如清理生产机器设备的残留水分、卫生清洁用水以及污水等，这些用水的特征是在短时间内产生以及具有较大的水流量，使得引发氧化铝原矿浆的冲淡现象。

三、氧化铝生产中成品原矿浆冲淡产生的危害

（一）原矿浆冲淡不利于溶出

原矿浆冲淡反应会对氧化铝生产过程中的溶出反应造成一定的影响，使得氧化铝生产溶出效果不合格。影响原矿浆冲淡的原因有脱硅反应，而脱硅反应会对氧化铝生产过程中的溶出速度造成一定的影响，如果氧化铝生产中成品原矿浆冲淡反应过高就会降低溶出反应的速率，不利于氧化铝生产的后续工作，更会产生氧化铝生产成品原矿浆的浪费等现象。

（二）原矿浆冲淡不利于蒸发

原矿浆冲淡现象出现的另一原因是原矿浆中含水量的多少，而氧化铝生产过程中需要的一项重要工序就是蒸发，其中苛性碱就需要通过高温蒸发得出，但是如果原矿浆中含水量过大就会增加蒸发出苛性碱的困难，不利于后续的溶出效果和蒸发效果。并且蒸发非常耗费能源，一旦加大蒸发的能耗就会增加氧化铝生产企业的成本，造成氧化铝生产环节的薄弱项。

（三）原矿浆冲淡增加生产成本

上述对原矿浆冲淡危害的分析得出无论是原矿浆冲淡对溶出效果的影响还是对生产氧化铝蒸发的危害都会加剧氧化铝生产企业的生产和维护的成本，无论是能耗的增加还是资源、经济的投入，都不利于企业经济利益的获取。

四、氧化铝生产中成品原矿浆冲淡的解决措施

通过上述对原矿浆冲淡现象出现原因以及危害的分析，我们将制定针对化的控制措施，以便能够提高氧化铝的生产质量和效率，使得我国氧化铝生产企业的竞争力进一步增长。

（一）降低铝土矿以及其他方面的含水量

含水量是影响氧化铝生产中成品原矿浆冲淡的重要因素，因此一定要对成品原矿浆中的含水量进行控制和清理。采取的主要措施有，对清洗过后的铝土矿石进行晾晒，使得铝土矿含水量大大降低，也要制定铝土矿的储存计划，避免在外界储藏环境中出现水分的附着等。还要对天气环境多加注意，避免雨水以及污水对铝土矿的影响。其他方面含水量的控制主要指对设备机器水分的清洁，在清洗过机器后要对机器设备进行水分的擦拭。

（二）控制铝土矿石的质量

铝土矿是生产氧化铝以及控制氧化铝成品原矿浆冲淡现象的重要原材料，因此要对铝土矿石的质量加以控制，经过多道检查和筛选的工序才能够进入到成品原矿浆的磨制中，更要将铝土矿石均化和蒸发水分，使得铝土干燥地进入燥的进入磨制工序。这也是控制原矿浆细度的重要措施，铝土矿的质量决定着研磨的细度和质量，也对生产设备有一定的影响，因此必须要对铝土矿的质量进行严格的把控。

（三）增加专业技术人员的监督管理

增加设置专业技术人员的监督管理，在铝土矿进入到磨制工序之前要增派专门的人员对铝土矿石的干燥程度进行检查和筛选，避免出现含水量过高的矿石进入到原矿浆的磨制程序中。另外，专业技术人员也要对原矿浆中的脱硅反应做出调整，使得原矿浆冲淡反应不影响氧化铝生产的溶出和蒸发工序。专业技术人员也要实施动态化的监督氧化铝生产中成品原矿浆。

五、结语

综上所述，氧化铝生产中成品原矿浆冲淡现象对氧化铝生产的溶出、蒸发工序具有较大的影响，也是现阶段氧化铝生产企业关注的重点问题。因此要控制成品原矿浆的冲淡现象就要从铝土矿石入手，尽最大可能地保持铝土矿石的干燥性，以便降低成品原矿浆的冲淡现象，进而为生产企业节省成本，使得我国氧化铝生产行业获得进步。