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第1章 氧化铝工业及技术进展1

1.1 铝土矿资源及分布1

1.1.1 铝土矿的化学组成与矿物组成1

1.1.2 铝土矿矿石结构特点2

1.1.3 世界铝土矿资源及分布3

1.1.4 中国铝土矿资源及分布6

1.2 氧化铝的性质10

1.2.1 氧化铝水合物的命名10

1.2.2 氧化铝水合物的性质10

1.2.3 氧化铝的分类12

1.2.4 氧化铝的性质12

1.2.5 电解铝工业对氧化铝的质量要求13

1.3 氧化铝产量及分布14

1.3.1 世界氧化铝产量及分布14

1.3.2 中国氧化铝工业发展历程16

1.3.3 中国氧化铝产量17

1.3.4 中国氧化铝生产的区域分布18

1.4 氧化铝生产技术进展20

1.4.1 国外氧化铝生产技术进展20

1.4.2 中国氧化铝生产技术进展23

参考文献29

第2章 铝土矿选矿脱硅30

2.1 概述30

2.1.1 选矿的基本作业31

2.1.2 选矿的基本概念32

2.1.3 铝土矿资源的种类33

2.1.4 中国铝土矿资源特征37

2.2 铝土矿工艺矿物学38

2.2.1 铝土矿内部显微特性38

2.2.2 铝土矿的外部物理特性45

2.3 铝土矿主要矿物的晶体结构46

2.3.1 一水软铝石46

2.3.2 三水铝石46

2.3.3 一水硬铝石46

2.3.4 高岭石47

2.3.5 伊利石47

2.3.6 叶蜡石48

2.4 铝-硅矿物的溶液特性49

2.4.1 表面荷电机理49

2.4.2 矿物零电点（PZC）50

2.5 破碎筛分与磨矿分级54

2.5.1 破碎筛分55

2.5.2 磨矿分级57

2.5.3 铝土矿碎磨理论及其产品特征61

2.6 铝土矿洗矿64

2.6.1 洗矿的定义64

2.6.2 洗矿参数64

2.6.3 铝土矿洗矿工艺65

2.7 铝土矿浮选脱硅67

2.7.1 浮选的基本原理67

2.7.2 铝土矿的浮选脱硅药剂69

2.7.3 铝土矿的浮选脱硅工艺73

2.7.4 铝土矿浮选脱硅设备77

2.7.5 铝土矿浮选脱硅影响因素80

2.8 铝土矿化学选矿脱硅81

2.8.1 原料预脱硅82

2.8.2 焙烧预脱硅82

2.8.3 铝土矿化学选矿的应用前景84

2.9 铝土矿生物选矿脱硅84

2.9.1 硅酸盐细菌分解矿物机理85

2.9.2 铝土矿生物选矿研究的内容85

2.9.3 存在的问题及下一步研究方向85

2.10 铝土矿选矿产品处理86

2.10.1 产品脱水86

2.10.2 尾矿综合利用87

参考文献88

第3章 铝酸钠溶液的性质90

3.1 Na2O-Al2O3-H2O系相图90

3.1.1 30℃下的Na2O-Al2O3-H2O相图91

3.1.2 铝酸钠溶液浓度及Na2O与Al2O3浓度的比值93

3.1.3 各种温度下的Na2O-Al2O3-H2O相图94

3.2 工业铝酸钠溶液的稳定性及其主要影响因素95

3.2.1 铝酸钠溶液的分子比96

3.2.2 温度96

3.2.3 铝酸钠溶液的浓度96

3.2.4 溶液中所含的杂质97

3.2.5 添加晶种97

3.2.6 搅拌98

3.3 铝酸钠溶液的物理、化学性质98

3.3.1 铝酸钠溶液的密度98

3.3.2 铝酸钠溶液的粘度99

3.3.3 铝酸钠溶液的电导率101

3.3.4 铝酸钠溶液的饱和蒸气压102

3.3.5 铝酸钠溶液的热容及热焓103

3.3.6 铝酸钠溶液的表面张力104

3.3.7 氧化铝水合物在碱溶液中的溶解热104

参考文献105

第4章 拜耳法氧化铝生产106

4.1 拜耳法氧化铝生产基础理论106

4.2 拜耳法氧化铝生产工艺108

4.3 原料制备技术111

4.3.1 铝土矿的破碎112

4.3.2 配矿115

4.3.3 磨矿116

4.3.4 石灰煅烧125

4.4 拜耳法溶出技术127

4.4.1 概述127

4.4.2 拜耳法溶出工艺129

4.4.3 拜耳法矿浆预热及溶出装备的类型130

4.4.4 管道化溶出技术131

4.4.5 其他溶出技术138

4.4.6 影响铝土矿溶出的主要因素144

4.4.7 杂质矿物在矿浆预热及溶出过程中的行为150

4.4.8 拜耳法溶出过程中的添加剂152

4.4.9 拜耳法矿浆预热及溶出过程中的结疤问题153

4.5 赤泥沉降分离技术155

4.5.1 概述155

4.5.2 溶出矿浆的稀释155

4.5.3 赤泥沉降分离156

4.5.4 沉降设备158

4.5.5 赤泥的反向洗涤及过滤163

4.5.6 粗液控制过滤——溶液精制166

4.6 晶种分解技术167

4.6.1 概述167

4.6.2 晶种分解的机理169

4.6.3 影响分解过程的主要因素170

4.6.4 强化分解的途径175

4.6.5 砂状氧化铝分解工艺176

4.6.6 分解设备217

4.6.7 氢氧化铝分离与洗涤222

4.7 种分母液蒸发224

4.7.1 概述224

4.7.2 作业流程226

4.7.3 蒸发设备229

4.7.4 蒸发器结垢的预防及清理232

4.8 有机物的清除234

4.8.1 概述234

4.8.2 有机物的危害235

4.8.3 有机物的清除235

4.9 氢氧化铝焙烧237

4.9.1 概述237

4.9.2 氢氧化铝焙烧原理及相变过程238

4.9.3 氢氧化铝焙烧工艺流程238

4.9.4 焙烧工艺技术的发展过程238

参考文献242

第5章 烧结法氧化铝生产245

5.1 烧结法氧化铝生产的基础理论245

5.1.1 概述245

5.1.2 碱石灰烧结法的炉料配方246

5.1.3 炉料烧结过程中的物理化学反应247

5.1.4 熟料溶出过程的主要反应256

5.1.5 铝酸钠溶液的脱硅258

5.1.6 铝酸钠溶液的碳酸化分解260

5.2 烧结法氧化铝生产工艺261

5.2.1 碱石灰烧结法的基本流程261

5.2.2 碱石灰烧结法的优缺点264

5.3 生料制备技术264

5.3.1 概述264

5.3.2 生料浆的“三段配料”技术265

5.3.3 生料浆的二段配料技术266

5.3.4 烧结法生料浆配料自动控制技术267

5.3.5 制备烧结法生料常用的磨矿设备268

5.4 熟料烧结技术269

5.4.1 概述269

5.4.2 炉料的烧成温度270

5.4.3 熟料的烧结温度范围271

5.4.4 硫在烧结过程中的行为和脱硫措施272

5.4.5 熟料烧结设备274

5.4.6 熟料烧结过程的能量消耗278

5.5 熟料溶出技术279

5.5.1 概述279

5.5.2 溶出过程中的二次反应与二次反应损失280

5.5.3 二次反应的影响因素和抑制措施280

5.5.4 熟料溶出工艺流程284

5.5.5 常用的熟料溶出设备286

5.6 赤泥分离洗涤技术287

5.6.1 概述287

5.6.2 沉降过滤器288

5.6.3 自卸式大型板框压滤机289

5.6.4 烧结法赤泥的沉降分离和洗涤290

5.7 粗液脱硅技术291

5.7.1 概述291

5.7.2 铝酸钠溶液中含水铝硅酸钠的析出292

5.7.3 铝酸钠溶液添加石灰脱硅过程296

5.7.4 铝酸钠溶液脱硅的工艺流程299

5.7.5 铝酸钠溶液脱硅工艺技术的进步300

5.7.6 脱硅机和套管加热器303

5.8 碳酸化分解技术304

5.8.1 概述304

5.8.2 溶液中SiO2在碳酸化分解过程中的行为304

5.8.3 碳酸化分解过程分解率的确定306

5.8.4 影响碳酸化分解过程的主要因素309

5.8.5 碳酸化分解生产砂状氧化铝技术316

5.8.6 碳酸化分解的设备和流程316

5.9 碳酸化分解母液蒸发技术318

5.9.1 概述318

5.9.2 碳酸化分解母液蒸发的基本原理318

5.9.3 碳酸化分解母液蒸发设备和工艺流程319

参考文献320

第6章 联合法氧化铝生产321

6.1 概述321

6.2 并联法生产氧化铝321

6.2.1 概述321

6.2.2 并联法生产氧化铝的特点323

6.2.3 并联法两部分产能的比例计算323

6.3 串联法氧化铝生产325

6.3.1 概述325

6.3.2 串联法氧化铝生产工艺的特点325

6.3.3 串联法两部分产能的比例计算327

6.4 混联法氧化铝生产327

6.4.1 概述327

6.4.2 混联法氧化铝生产的特点328

6.4.3 混联法中两部分产能比例的概略计算329

6.5 联合法工艺流程分析330

参考文献331

第7章 化学品氧化铝生产332

7.1 概述332

7.2 化学品氧化铝的分类、性质及用途334

7.2.1 化学品氧化铝的分类334

7.2.2 化学品氧化铝的性质334

7.2.3 化学品氧化铝的用途339

7.3 化学品氧化铝的主要生产方法341

7.3.1 高白氢氧化铝341

7.3.2 活性氧化铝343

7.3.3 超细氢氧化铝344

7.3.4 高纯超细氧化铝349

7.3.5 高温氧化铝352

7.3.6 沸石系列356

7.3.7 拟薄水铝石358

7.3.8 铝酸钙水泥360

7.3.9 纳米氧化铝363

参考文献363

第8章 氧化铝生产过程金属镓的回收370

8.1 概述370

8.2 镓的性质及用途371

8.3 镓的主要回收方法373

8.3.1 石灰法回收镓373

8.3.2 溶解法回收镓377

8.3.3 汞齐电解法379

8.3.4 置换法381

8.3.5 有机溶剂萃取法382

8.3.6 离子交换树脂法383

8.3.7 粗镓精制384

参考文献385

第9章 赤泥综合利用与环境保护386

9.1 概述386

9.2 赤泥的性质387

9.2.1 赤泥的成分及矿物组成387

9.2.2 赤泥的物理化学特性389

9.2.3 赤泥的力学性质390

9.2.4 赤泥浆体的流变行为390

9.3 赤泥对环境的影响391

9.3.1 对水环境的影响391

9.3.2 对大气环境的影响391

9.3.3 对土壤环境的影响392

9.3.4 赤泥排放过程的环境保护392

9.4 赤泥堆存394

9.4.1 赤泥堆场场址的选择394

9.4.2 赤泥的湿式堆存395

9.4.3 赤泥的干式堆存397

9.4.4 赤泥的深海排放398

9.5 赤泥堆场复垦与赤泥的综合利用398

9.5.1 赤泥堆场的复垦399

9.5.2 赤泥中铁的回收401

9.5.3 赤泥中钛的回收405

9.5.4 利用赤泥生产水泥和其他建筑材料405

9.5.5 赤泥的其他用途407

9.5.6 赤泥中有价金属的回收407

参考文献409