2.2.2拜耳法生产氧化铝
所谓的拜耳法是科学家拜耳在1889-1892年提出而得名的，几十年来它已经有了许多改进，但仍然习惯沿用这个名称。
拜耳法用于处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便。而处理高硅铝土矿是不经济的，这是由于铝土矿中的SiO2在溶出时有一部分转变为含水率硅酸钠需要消耗苛性碱和氧化铝的损失，而硅含量越高进入溶液中的硅就越多，造成的碱和氧化铝的损失就越大。碱-石灰烧结法是处理高硅铝土矿行之有效的生产方法，特别是我国的一水硬铝石型铝硅比低于4的矿石，采用烧结法生产比较有利。拜耳法生产的经济效果远非其它方法能所媲美。
2.2.3拜耳法生产的基本原理
①用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝便呈氢氧化铝析出。
②铝酸钠溶液分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温条件下可用来溶出新的铝土矿。 交替使用这两个过程，就能够每处理一批矿石便得到一批氢氧化铝，构成拜耳法的循环。
溶 出
Al2O3·（1或3）H2O+2NaOH+aq 2NaAl(OH)4+aq
种 分
用苛性碱溶液在一定的温度、一定的压力条件下溶出铝土矿，氧化铝被溶出制得铝酸钠溶液，铝酸钠溶液净化后经过降温、添加晶种、搅拌分解析出氢氧化铝，析出的氢氧化铝经分离、洗涤、分解、焙烧后得到氧化铝。分解后的母液（主要成分NaOH）经蒸发再重新溶出新的一批铝土矿，进入下一循环。氧化硅、氧化铁等杂质成为赤泥外排。
拜耳法生产氧化铝的工艺流程是由许多工序组成的，其中主要有：矿浆制备、矿浆溶出、溶出浆液的稀释、赤泥分离、洗涤、粗液精制、晶种分解、Al(OH)3分离、分解母液的蒸发等工序，而各工序控制的温度、浓度、苛性比值都不同，其总体的工艺图流程如下：
我厂使用的拜耳法溶出三水铝石采用低温的溶出方案，溶出温度为145℃，更高的溶出温度会导致已溶解的三水铝石以一水软铝石的形态结晶析出。溶出的主要目的就是以高产出率有效地提取铝土矿的氧化铝，另外，达到溶液充分脱硅，避免过量的SiO2影响，将苛性碱的消耗降至最低。
2.3铝酸钠溶液
铝酸钠溶液：用苛性碱溶液在一定的温度、压力条件下溶出铝土矿，氧化铝被溶出到苛性碱溶液里，得到的溶液为铝酸钠溶液。
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2.3.1铝酸钠溶液的主要成份：
Na2O.AL2O3(铝酸钠) Na2O.SiO2(硅酸钠) NaOH(氢氧化钠) Na2CO3(碳酸钠)
2.3.2铝酸钠溶液的特性：
铝酸钠溶液的稳定性主要与苛性化系数、溶液的温度、浓度、杂质的含量、搅拌情况等
有很大关系。苛性化系数越低稳定性越差，它能自行分解出氢氧化铝，水解损失越大；在苛性化系数相当高时，铝酸钠溶液在相当长的时间内也不水解，不改变自己的性质。
第三节 工艺指标及释义
3.1 氧化铝产量 （单位：t）
氧化铝产量分为狭义和广义两种。狭义的氧化铝产量是指氢氧化铝经过焙烧后得到的氧化铝，也称作冶金级氧化铝或焙烧氧化铝，是电解铝生产的原料；广义的氧化铝产量是指冶金级氧化铝、商品普通氢氧化铝折合量及其他产品折氧化铝的合计，习惯上称作成品氧化铝总量，多用于计算生产能力，下达产量计划和检查计划完成情况。
反映氧化铝产品产量的指标根据不同的统计方法可有：冶金级氧化铝量、商品氢氧化铝折合量、其它产品折氧化铝量以及计算生产水平的实际产量。 3.1.1冶金级氧化铝量
冶金级氧化铝量是指氢氧化铝经过焙烧后得到的氧化铝，是电解铝生产的原料。 3.1.2商品普通氢氧化铝折合量
商品普通氢氧化铝是指作为商品出售的氢氧化铝（不包括用于焙烧成氧化铝的氢氧化铝）。当计算成品氧化铝总量时，需要将商品普通氢氧化铝折算成冶金级氧化铝，采用实际过磅数，以干基计算，折合系数是0.647。其水分应以包装地点取样分析数为准。商品普通氢氧化铝折氧化铝计算公式为：
商品普通氢氧化铝折氧化铝（t）=商品氢氧化铝量（干基）×0.647 3.1.3其它产品折氧化铝量
其它产品折氧化铝量是指除商品普通氢氧化铝以外的分解料浆及商品精液等产品折冶金级氧化铝量。
（1）分解料浆是指从氧化铝生产流程的分解槽中取出部分做为商品出售的分解料浆量，其折算为冶金级氧化铝的计算公式为：
分解浆液折氧化铝（t）＝分解料浆体积（m3）×分解料浆固含（kg/m3）×0.647/1000+分解料浆液相氧化铝含量（t）
（2）商品精液是指从氧化铝生产流程的精液中取出部分做为商品出售的精液量，其折算为冶金级氧化铝的计算公式为：
精液折氧化铝（t）＝商品精液体积（m3）×精液中氧化铝浓度（kg/m3）×0.9/1000 式中：0.9为精液折氧化铝回收率。
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3.1.4 计算氧化铝生产水平的实际产量
由于氧化铝生产周期长，期末、期初在产品、半成品量波动大，为了准确反映实际生产水平，生产上通常采用实际产量这一概念，核算实际生产消耗等指标。
实产氧化铝量（t）＝冶金级氧化铝量（t）＋商品普通氢氧化铝折合量（t）＋其它产
品折氧化铝量（t）±分解槽氢氧化铝固、液相含量增减折冶金级氧化铝量±氢氧化铝仓增减量折冶金级氧化铝量（t）
式中：“＋” 为增加，“－” 为减少。 3.1.5 氢氧化铝产量
氢氧化铝产量，它是反映报告期氧化铝生产实际水平的一项重要产量指标。
①氢氧化铝产量（t）＝精液流量（m）×精液氧化铝浓度（kg/m）×分解率/0.647/1000 ②氢氧化铝月度产量（t）＝冶金级氧化铝产量/0.647+商品氢氧化铝包装干量+其他产
品折合氧化铝/0.647±氢氧化铝仓存差额
计算说明：
（1）0.647是氢氧化铝折算为氧化铝的常数； （2）所有产品均以干基计算；
（3）分解槽内固体含量增减量一般不计算为氢氧化铝产量。 式①通常用于计算日、周、旬产量，式②用于计算月产量。
3.2 氧化铝总回收率 （单位：%）
氧化铝总回收率是指产出氧化铝中含氧化铝量占消耗物料（铝矿石、石灰石等）中含氧化铝量的百分比，其计算公式为：
氧化铝总回收率＝产出氧化铝量/投入氧化铝量×100％ 计算说明：
（1）报告期氧化铝产出量＝焙烧氧化铝量×（1-杂质含量）＋外销氢氧化铝（t）×0.647±分解槽氢氧化铝固、液相氧化铝含量增减×0.647±氢氧化铝仓库增减量（t）×[1-水分（％）]×0.647。
（2）报告期投入氧化铝＝耗用铝矿石量（t）×矿石中氧化铝百分含量×[1-水分（％）]＋耗石灰量（t）×石灰中氧化铝百分含量±流程中氧化铝增减量（t）。
式中：投入与产出物料均为干基计算。
3.3 氧化铝碱耗 （单位：kg/t）
氧化铝碱耗是指生产1t氧化铝所消耗的NaOH（100％），其计算公式为：
氧化铝碱耗＝报告期消耗NaOH量（kg）/报告期实产氧化铝量（t） 计算说明：
（1）报告期消耗NaOH量（kg）＝报告期加入液碱折100％NaOH的量（kg）±流程中氧化钠增减量（kg）×1.29。
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（2）液碱折为100％NaOH计算。 （3）氧化钠折NaOH系数为1.29。
（4）流程中氧化钠期末比期初增加，则计算时为“—”：期末比期初减少，则计算时为“＋”。 碱耗由化损、附损、AH损、其他损（跑、冒、滴、漏）等几部分组成。
化损＝报告期外排赤泥量×外排赤泥含Na2O×1.29/报告期实产氧化铝量
附损＝（报告期外排赤泥量×外排赤泥液固比×附液全碱NT×1.29－回水含全碱量）
/报告期实产氧化铝量
AH损＝报告期氢氧化铝产量×氢氧化铝含Na2O×1.29/报告期实产氧化铝量 其他损＝总碱耗－化损－附损－AH损 式中：AH是氢氧化铝【AL(OH)3】的简写。
3.4 氧化铝工艺能耗 （单位：kgbm/t）
氧化铝工艺能耗是指生产1t氧化铝所直接消耗的各项能源，包括：电、煤、蒸汽、焦炭、煤气、新水等消耗。
计算工艺能耗时，只计算企业消耗的一次能源量，企业消耗的二次能源，折算到一次能源。其能源消耗量可用千克标煤或吨标煤表示，以各项能源消耗乘以折算标准煤的系数计算。其计算公式为：
氧化铝工艺能耗＝（∑煤、焦、汽、电、煤气、新水等工艺能耗×单位发热值折标煤）
/实产氧化铝量
式中：某种能源的工艺能耗＝（基本生产用量＋应摊管、线损失量）/实产氧化铝产量。 标煤的发热值为：29307.6kJ /kg
折算标准煤的系数＝某种能源的单位发热值/29307.6 电热折算：3600kJ/kwh
其它能耗发热值应以化验室实际测定数据为准（参考值蒸汽：2900 kJ/kg ，焦化煤气：
17000～18000kJ/m，煤炭：26000～28000kJ/kg）。 3.5 氧化铝综合能耗 （单位：kgbm/t）
氧化铝综合能耗是生产1t氧化铝所综合消耗的各项能源，包括：电、煤、蒸汽、焦炭、煤气、新水等消耗。
氧化铝综合能耗也可解释为氧化铝工艺能耗加上产品应分摊的间接能源消耗。间接能源消耗是指企业辅助、附属部门消耗分摊量；能源转换损耗是指企业内部能源正常损耗分摊量。
其计算公式为：
氧化铝综合能耗＝氧化铝工艺能耗＋间接能源消耗 3.6 氧化铝煤气消耗 （单位：m/t ）
·氧化铝煤气消耗是指生产1吨焙烧氧化铝所消耗的煤气量，其计算公式为： 煤气消耗＝焙烧氧化铝煤气消耗量(m3)/焙烧氧化铝产量(t) ·煤气热耗（kJ /t）
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氧化铝煤气热耗是指生产1t焙烧氧化铝所消耗的煤气热量。 煤气消耗换算成煤气热耗公式为：
煤气热耗＝煤气消耗（m3）×煤气平均发热值（kJ /m3）/焙烧氧化铝产量(t) 3.7 氧化铝标煤耗 （单位：kg/t）
·氧化铝标煤耗是指生产1t氧化铝所消耗的标煤量，其计算公式为：
氧化铝标煤耗＝[原煤消耗量(kg)×原煤的低位发热量(kJ /kg)+焦炭消耗量（kg）×焦炭的低位发热值(kJ /kg)]/标煤发热量(kJ /kg)/ 焙烧氧化铝产量(t)
式中：除生产煤气的煤和焦炭参加氧化铝标煤耗计算外，生产其他用煤和焦炭均不参加计算。
·氧化铝标煤热耗（kJ /t）
氧化铝标煤热耗是指生产1t氧化铝所消耗的标煤热量。 标煤消耗换算成标煤热耗，其计算公式为：
标煤热耗＝标煤消耗（kg）×标煤发热量（kJ /kg）/焙烧氧化铝产量(t) 3.8 氧化铝新水消耗 （单位：t/t）
氧化铝新水消耗是指生产1t氧化铝所消耗的新水量，其计算公式为： 新水消耗＝新水实际消耗量(t)/实产氧化铝量(t) 3.9 氧化铝矿石消耗 （单位：t/t）
氧化铝矿石消耗是指生产1t氧化铝所消耗的铝矿石，其计算公式为： 氧化铝矿石消耗（t /t）＝矿石消耗量(t)/实产氧化铝产量(t) 式中：矿石以干基计算。
3.10氧化铝石灰消耗 （单位：kg /t）
氧化铝石灰消耗是指生产1t氧化铝所消耗的石灰，其计算公式为： 氧化铝石灰消耗＝石灰消耗量(kg)/实产氧化铝产量(t) 3.11入磨矿石铝硅比 （单位：比值）
入磨矿石铝硅比是指入磨铝矿石中氧化铝含量与二氧化硅含量的比值，用来衡量矿石质量。其计算公式为：
矿石铝硅比＝矿石中氧化铝平均含量/矿石中二氧化硅平均含量 式中：平均含量采用加权平均计算。 3.12氧化铝溶出率 （单位：％）
氧化铝溶出率是指实际反应后进入到铝酸钠溶液中的氧化铝与原料铝土矿中氧化铝总量之比，其计算公式为：氧化铝溶出率＝（Q矿A矿-Q泥A泥）/Q矿A矿×100％
式中：Q矿、Q泥分别指矿石量和赤泥量；A矿、A泥分别指矿石及赤泥中氧化铝的质量百分含量。
生产中在实际计算氧化铝的溶出率时，通常以硅为内标，视同矿石中的硅全部转入赤泥中，
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