初探拜耳法原矿浆磨矿效果的控制

罗德志

摘 要：本文将从影响磨矿的影响因素、拜耳法在其中的相关作用，以及相关的问题因素的控制措施等方面来进行阐述拜耳法生产中原矿浆磨矿效果的控制。

关键词：拜耳法；磨矿；控制

拜耳法是一种工业上用来从铝土矿石中生产提取氧化铝产品的化工过程，主要是用于处理低硅铝土矿来获得氧化铝和氢氧化铝产品，其流程比较简单，操作起来也比较方便，生产出来的产品质量高，经济效果非常不错，目前是世界上生产氧化铝和氢氧化铝的主要工艺。

一、拜耳法的基本原理及生产过程

1.拜耳法主要包括两个过程，一是在常温下在氧化钠与氧化铝摩尔比为1.8的铝酸钠溶液添加氢氧化铝作为晶种然后不断地进行搅拌，溶液中则会有氢氧化铝徐不断地析出。而是直到其中的氧化钠与氧化铝的摩尔比达到6的时候为止，这个时候已经析出了大部分的氢氧化铝溶液。二是如果继续加热的话，则可以溶出铝土矿中的氧化铝水和物。通过对这两个过程的操作则可以一批批地处理铝土矿，并从中得出纯的氢氧化铝产品。

2.拜耳法的具体生产步骤

拜耳法的生产工艺主要是由三个阶段组成，分别为溶出、分解和焙烧，这三个阶段中的每一个对整个生产过程都非常重要，所以在生产过程中，一定要严格把控每一阶段的进程，三个阶段又可以大致分为以下几个具体的步骤。

①原矿浆的制备。要制备原矿浆，第一步将铝土矿进行破碎到符合要求的粒度，然后再将其和含有游离的Na0H的循环母液按照符合规定的比例一起送入湿磨内进行细细的研磨，然后制得需要的原矿浆，随后在矿浆槽内贮存和保温。

②高压溶出。将第一步制得的原矿浆进行预热，然后加入到压煮器组中，在高压下进行溶出。这时铝土矿中含有的氧化铝将会溶解成铝酸然后钠进入溶液，而氧化铁、氧化钛等杂质将会进入固相残渣中。溶出得到的矿浆经过蒸发器降温减压之后就送入缓冲槽。

③压煮矿浆的稀释及赤泥分离和洗涤。由于一般情况下压煮矿浆的含氧化铝的浓度会比较高，所以为了方便赤泥的沉降分离以及下一步的晶种分解，一般会先在压煮矿浆中首先加入赤泥洗液对它进行稀释，然后再利用沉降槽对赤泥和铝酸钠溶液进行分离。而分离后的赤泥会经过数次的洗涤之后再排放到赤泥堆场，其中洗涤的作用是为了其中回收所含的附碱，为了节约成本。

④晶种分解。将上一步与赤泥分离后的铝酸钠溶液（生产上称粗液）经过过滤净化后得到较为精细的溶液即精液，然后再用热交换器将其冷却到一定的温度，加入晶种之后分解之后结晶析出得到氢氧化铝。

⑤氢氧化铝的分级与洗涤：将上一步得到的氢氧化铝浆液进行沉降分离，然后按颗粒的大小程度进行分离，然后把较细的晶粒作为晶种，较粗的晶粒进行洗涤之后再焙烧制得氧化铝。最后将分离得到的氢氧化铝的种分母液和洗液经热交换器预热后再进行蒸发。

⑥氢氧化铝的焙烧。由实验步骤直接制得的氢氧化铝内含有部分附着水和结晶水，所以需要对第一次制得的氢氧化铝进行高温焙烧脱水，而焙烧可以通过在回转窑内或流化床高温进行，由此得到更干燥纯净的氢氧化铝。

⑦母液蒸发和苏打的苛性化。值得符合浓度要求的循环母液，则需要对预热后的母液再经蒸发器进行浓缩后才能得到，然后再加入Na0H，再进行返回湿磨，继续溶出下一批矿石。

3.磨机衬板的选用和使用时间：

磨机衬板材质的选择和使用时间对磨矿效果也有很大的影响。目前，在氧化铝行业中，磨机所使用的衬板材质主要有锰钢衬板和高分子材料橡胶衬板。锰钢衬板材质比较坚硬，当颗粒矿石介于锰钢衬板与抛落的钢棒、钢球之间时，大颗粒矿石更容易被砸碎，磨矿效果更好；橡胶衬板由于有一定的弹性，颗粒矿石被砸碎效果较差，但其材质更轻，能耗更低，而且使用寿命较锰钢衬板长。根据不同的衬板特性，锰钢衬板多用于棒磨机对大颗粒矿石进行粗磨，耐磨衬板则使用与球磨机对细小颗粒进行研磨，且能达到一定的研磨效果。

4.磨机运转速度：

磨矿介质在磨机内主要是做抛物运动，钢棒、钢球被磨机由底部带至高点，做抛物线运动，落下的介质将较粗颗粒砸小，打碎。磨矿介质在磨机内做抛物线运动时，有一个较合理的落点，高于此落点或者低于此落点，均不能达到良好的磨矿效果，即磨机运转过快或者过慢均不能达到良好的磨矿效果。但磨矿介质合理的落点除了与衬板状况有一定关系，也跟磨机的运转速度和本身筒体尺寸有关，而设备的尺寸在设备选择的时候就已经确定，也会根据设备尺寸选择合理的运转速度，并以此来选择搭配相应的驱动和传动设备。

三、影响磨矿因素的相关判断方法和控制

1.最简单的方法，通过在正常的生产过程中，注意听磨内的研磨体和物料以及磨机之间的相互碰撞等产生的声音来对研磨情况进行一个大致的判断，通过研磨的声音可以大概判断磨内的液固比以及磨矿的浓度的情况。具体的方法可以根据声音的清晰程度来判断，若声音显得比较沉闷的话，则说明磨矿浓度比较高、磨内的液固比比较低，磨矿的效果不怎么好；如果磨机发出有规律的类似于轻微的鼓声的话则说明情况相反，研磨效果还算不错。

2.观察磨机出口料浆情况。通过对磨机出口料浆的观察可以对磨矿浓度做出一个基本判断，一般以出口壁上挂起黄豆大小为标准，如果挂聊天后的话，则说明磨矿的浓度比较高，磨内的液固比交底，若挂料太少的话则说明情况相反。

3.通过对水旋器溢流进行取样，并使用一定尺寸的筛网，通过观察余留在筛网上的矿砂的多少、粗细等情况来判断水利旋流器的分级效果和磨矿效果，并根据具体的情况对磨机进行相关的调整。

4.还可以通过记录好各种相关生产数据台账，包括磨机的运行时间、衬板的使用时间、磨矿介质的补充时间和补充量、水旋器相关备件的使用时间等相关数据。我们通过查阅相关的生产记录、磨机的使用情况以及磨内研磨的情况等来判断填充率等是否合理。没有什么能比直接查阅相关的生产记录更方便的了，可以由此了解不同时段的研磨体消耗、物料配比等各种指标的相关情况，结合这些查阅到的信息再结合实际生产需要来对生产过程中的各项指标进行一个适当地調整。除此之外，我们还需要通过对相关设备的运行状况进行巡视检查来确保工作的稳定，比如通过检查定量给料机的运行状况来确保其给矿量的准确性、通过检查水旋器的底流溢流状况来确保水旋器的分级效果，等。

结语：

总之，拜耳法是现如今世界上氧化铝的主要生产方法，在生产过程对原矿浆磨矿效果的控制是非常关键的，其对后续的溶出效果和氧化铝的质量起着非常重要的作用，所以在生产过程中对各个指标的控制一定要严格。明确了影响磨矿效果的各种因素和相关的判断方法之后，对使用拜耳法生产氧化铝过程的磨矿效果的控制来说非常重要，所以相关的专业知识储备是很必要的。

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