氧化鋁生產過程中溶出工藝流程的改進研究

張 琪

（龍口東海氧化鋁公司，山東 煙臺 264000）

1 加強礦源規范管理

通過對氧化鋁生產過程中的溶出工藝流程進行探究發現，造成氧化鋁生產過程中碳酸鈉結晶變性的主要原因在于生產前獲取的礦源。碳酸鈉結晶變性是影響氧化鋁溶出工藝質量降低的主要原因[2]。鋁礦的礦床分布較為廣泛，尤其是民礦的來源更加復雜，開采的隨機性更強，因此相對的固定成分波動小的鋁礦石原料稀少，其中更有泥礦、黑鋁土礦[1]。灰鋁土礦的混合出現，這些鋁土礦中本身就含有大量的雜質，再加上有機物及其它元素及微量元素的混合，利用其作為原材料會整個生產工藝造成巨大的影響和危害，因此必須加強對礦源的規范管理。在眾多類型的礦源當中黑鋁土礦的溶出性能更好，在氧化鋁溶出工藝流程中，嚴格控制鋁礦中的硫元素含量小于整體原料的0.8%，嚴格控制二氧化碳元素的含量小于整體原料的2%，只有這樣才能保證氧化鋁溶出工藝流程的順利進行。對礦源品類的劃分進行強化，對于一些批量購進的礦源要定期對其進行檢測，在一定的生產周期當中不能將氧化鋁生產原料的成分和結構進行隨意的改動，穩定生產過程的各項技術條件和指標，保證氧化鋁溶出工藝的正常運行。

2 提高硅量指標

在氧化鋁生產過的溶出工藝流程中，SiO2會造成碳酸鈉結晶晶粒的細化，使碳酸鈉結晶晶粒變成黃褐色并同時存在板結變硬的問題產生。以此可以推斷出，當碳酸鈉結晶板結時，母液當中的SiO2含量就會增加。因此提升溶出原液當中的SiO2指數，可以有效的改善碳酸鈉結晶變性的問題。利用沉降系統提高溶出原液中硅元素的含量，從而解決溶液中SiO2含量偏高對氧化鋁溶出工藝的生產質量造成的影響。

提升溶出原液中硅元素的含量還可以通過利用氧化劑去除原液中的SiO2的方法，在原液中的SiO2會隨著氧化劑成分的增加而減少，當加入漂白粉時，溶液中的硅元素脫離的最為徹底。同時利用漂白粉作為氧化劑還可以降低原液中堿的消耗，更有利于提升氧化鋁生產的效率。其次在溶出工藝流程中還可以通過添加石灰乳的方法提高原液中硅元素的含量。

3 避免有機物對碳酸鈉結晶變性的影響

有機物是氧化鋁溶出工藝中造成碳酸鈉結晶變性的主要原因，不僅會讓晶體細化，還會造成晶體表面吸附一層雜質，影響碳酸鈉結晶晶體的生長。同時還會使溶液的粘性增強，阻擋碳酸鈉的結晶過程，使溶出原液的沉降以及分離工序變得十分復雜。

減少原液中的有機物含量的方法主要有以下幾種：首先盡量避免含有有機物成分的原料進入到溶出工藝流程當中，可以在進行加工前增加一步燒結法，將原料中的有機物分離；還可以在原料中添加1g～2g的石灰，利用石灰的吸附功能將有機物吸附出去；或利用氧化劑將鋁酸鈉溶液凈化，去除掉其中的有機物成分，氧化劑最好使用硝酸鈉或漂白粉，節約生產成本。

或利用流化塔將原液中的草酸鹽一類的有機物分解出來，選取大量的細粒草酸鈉防止原液中含有的高分子有機物抑制草酸鈉的作用。

4 避免過多碳酸鈉、硫酸鈉的積累

將進入到氧化鋁溶出工藝流程中的鋁酸鈉溶液中的碳酸鈉、硫酸鈉控制在與母液溶出量的一定比例之內，保持二者的平衡關系，原液中含有過多的碳酸鈉、硫酸鈉會破壞平衡，如圖1所示。

圖1 母液中沉淀的形成

大量的沉淀還會造成溶液的黏度增加，導致母液在進行溶出工藝的過程中濃縮困難，最終造成加熱管以及出料系統出現故障，影響生產工藝的效率。因此在溶出工藝過程中將碳酸鈉、硫酸鈉控制在每升小于30g的含量。但通常情況下，當碳酸鈉、硫酸鈉產生結晶變性時，碳酸鈉的含量通常會高于每升60g，在溶出工藝流程中要嚴格控制碳酸鈉、硫酸鈉在母液中的積累量。

5 建立應急機制

在氧化鋁生產過程中的溶出工藝流程是一個閉路的循環流程，其中物料溶液會貫穿整個流程工藝，因此一個環節出現問題時，會導致整個工藝流程出現問題。因此，應當在每一個環節中建立相應的應急機制，當一個環節出現問題時，對其進行及時的補救，使其不會影響到其它環節的正常運行。首先當碳酸鈉結晶晶體變性時應當立即對其進行回收，加強沉降環節的力度，并減少變性碳酸鈉的停滯時間；其次在過濾環節要增加過濾的真空吸附的能力，將原有的母液過濾設備進行改造，并對過濾后的母液進行進一步的除雜處理，保證溶出工藝中堿的平衡，從而保證氧化鋁溶出工藝的正常運作。

6 結語

本文對氧化鋁生產過程中溶出工藝流程的改進研究取得了一定的進展，但仍有很多方面需要進行完善和提升：首先應當加強對溶出過程的實時監控，建立起細化溶出工藝流程模型；其次隨著溶出工藝設備運行時間的增加，設備上會沉積大量的污垢，嚴重影響后續的生產，在日后的研究中，還將針對這兩方面的問題進行更加深入的研究。