鋁土礦源材料在立式固溶爐內(nèi)的物理反應(yīng)
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鋁土礦源材料的鋁土礦與一定數(shù)量的純堿、石灰（或者石灰石）、配成爐料在高溫立式固溶爐下進(jìn)行燒結(jié)，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸鈣，氧化鋁與純堿化合成可溶于水的固體鋁酸鈉，而氧化鐵與純堿化合成可以水解的鐵酸鈉，將燒結(jié)產(chǎn)物（熟料）用稀堿溶液溶出時(shí)固體鋁酸鈉便進(jìn)入溶液，鐵酸鈉水解放出堿，氧化鐵以水合物與原硅酸鈣一道進(jìn)入赤泥。在用二氧化碳分解鋁酸鈉溶液便可以析出氫氧化鋁，經(jīng)過(guò)焙燒后產(chǎn)出氧化鋁。分離氫氧化鋁后的母液成為碳分母液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)后返回配料。
固溶處理生產(chǎn)氧化鋁有生料漿制備、熟料燒結(jié)、熟料溶出、赤泥分離以及洗滌、粗液脫硅、精液碳酸化分解、氫氧化鋁的分離以及洗滌、氫氧化鋁焙燒、母液蒸發(fā)等主要生產(chǎn)工序。
生料漿制備：將鋁土礦、石灰（或石灰石）、堿粉、無(wú)煙煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料漿，經(jīng)過(guò)料漿槽的三次調(diào)配成各項(xiàng)指標(biāo)合格的生料漿，送熟料窯燒結(jié)。
熟料燒結(jié)：配合格的生料漿送入熟料窯內(nèi)，在1200℃-1300℃的高溫下發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，主要生產(chǎn)使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窯燒結(jié)過(guò)程通常在熟料窯（回轉(zhuǎn)窯）內(nèi)進(jìn)行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸鈣，氧化鋁和純堿化合成可溶于水的固體鋁酸鈉，而氧化鐵與純堿化合成可以水解的鐵酸鈉，并且燒至部分熔融，冷卻后成外觀為黑灰色的顆粒狀物料即熟料。
熟料溶出：熟料經(jīng)過(guò)破碎達(dá)到要求的粒度后，用稀堿溶液（生產(chǎn)上稱(chēng)調(diào)整液），在濕磨內(nèi)進(jìn)行粉碎性溶出，有用成分氧化鋁和氧化鈉進(jìn)入溶液，成為鋁酸鈉溶液，而雜質(zhì)鐵和硅則進(jìn)入赤泥。
赤泥分離和洗滌：為了減少溶出過(guò)程中的化學(xué)損失，赤泥和鋁酸鈉溶液必須快速分離，為了回收赤泥附液中所帶走的有用成分氧化鋁和氧化鈉，將赤泥進(jìn)行多次反向洗滌再排入堆場(chǎng)。
粗液脫硅：熟料溶出過(guò)程中，原硅酸鈣不可避免的與溶液發(fā)生反應(yīng)，造成粗液中會(huì)有5-6g/l的二氧化硅，這部分雜質(zhì)將影響成品氧化鋁的質(zhì)量。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，粗液必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的脫硅處理，制成精液，使其中的二氧化硅含量降到0.2以下。脫硅后的固體產(chǎn)物稱(chēng)為硅渣。硅渣及其附液中含有相當(dāng)數(shù)量的有用成分，所以要返回配料加以回收。
精液碳分:在碳酸化分解槽中進(jìn)行的，連續(xù)不斷的 插片散熱器往其中通入二氧化碳?xì)怏w，可以使鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁，生產(chǎn)上成為碳酸化分解，有部分精液要添加種子進(jìn)行晶種分解，以制得種分母液，來(lái)提高精液的苛性化系數(shù)。 氫氧化鋁分離和洗滌:分解后的氫氧化鋁漿液送去沉降分離，并按顆粒大小進(jìn)行分級(jí)，細(xì)顆粒做晶種，粗顆粒經(jīng)過(guò)洗滌后送去燒制氧化鋁。分離后的母液（有種分和碳分）送去蒸發(fā)濃縮，返回配料。
氫氧化鋁焙燒：氫氧化鋁還有部分附著水和結(jié)晶水，在循環(huán)爐內(nèi)經(jīng)過(guò)高溫脫水并進(jìn)行一系列的晶型轉(zhuǎn)變，制得氧化鋁。
母液蒸發(fā)：將分離后的母液（有種分和碳分），在這里稱(chēng)為蒸發(fā)原液進(jìn)過(guò)蒸發(fā)器濃縮為符合配料要求的蒸發(fā)母液，返回配料使用。在蒸發(fā)的過(guò)程中，又濃縮了流程中的水分，使液量保持了平衡，避免了生產(chǎn)中液量的堵塞。
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