Понастоящем има три основни процеса за производство на двуалуминиев оксид в световен мащаб: процесът на Байер, процесът на синтероване и комбинираният процес на -синтероване на Байер. Процесът на Байер има доминираща позиция, като представлява над 95% от световното производство на двуалуминиев оксид. В моята страна делът на двуалуминиевия оксид, произведен с помощта на процеса на Байер, също е над 90% и този дял постепенно се увеличава.
1.1 Процес на Байер
Основният процес на производство на алуминиев оксид с помощта на процеса на Bayer включва подготовка на суспензия от сурова руда, излугване под високо-налягане, разреждане на суспензията от излужена руда и отделяне и промиване на червена кал, разлагане на зародишни кристали, отделяне и промиване на алуминиев хидроксид, калциниране на алуминиев хидроксид, изпаряване на матерната луга и каустикизация с натриев карбонат монохидрат.
След раздробяване, бокситът се смила с вар и матерна луга от изпаряване на семена (циркулираща матерна луга), за да се образува суспензия от сурова руда. След това Al2O3 се излугва от рудата при висока температура, като се получава суспензия от излужена руда, съставена от разтвор на натриев алуминат и неразтворим остатък (червена кал). Суспензията се разрежда с течност за промиване на червена кал и след това разтворът на натриев алуминат и червената кал се разделят в утаителен резервоар. Червената кал се измива и изхвърля в склад за червена кал. Пречистеният разтвор на натриев алуминат се разлага чрез добавяне на зародишни кристали от алуминиев хидроксид, утаявайки алуминиев хидроксид. След отделяне от матерната луга, алуминиевият хидроксид се промива и калцинира, за да се получи готовият алуминиев оксид. Матерният разтвор и промивната течност се изпаряват и концентрират и се връщат за разтваряне на следващата партида боксит. По време на изпаряването на матерната луга определено количество Na2CO3·H2O кристализира и се утаява от матерната луга. Това се отделя и каустикизира с Ca(OH)₂, за да се образува разтвор на NaOH, който след това се изпраща в мократа мелница за дозиране заедно с изпарената матерна луга.
1.2 Процес на синтероване на натриева вар
Преди процеса на Байер двуалуминиевият оксид се получаваше главно чрез синтероване. Въпреки това, поради лошото качество на готовия двуалуминиев оксид, произведен чрез синтероване, сложния процес и високата консумация на топлина, методът на синтероване постепенно беше премахнат след появата на процеса на Байер.
Бокситът в моята страна е от типа монохидратен гибзит, с относително ниско съдържание. Следователно в ранните етапи производството на двуалуминиев оксид се постига главно чрез метода на синтероване с натриева-вар или комбинирания процес на синтероване на Байер-. С технологичните подобрения процесът на Байер постепенно стана доминиращ.
Процесът на синтероване на натриева вар за производство на двуалуминиев оксид включва главно подготовка на суровината, синтероване, излужване на клинкер, десиликатиране, карбонизиращо разлагане, калциниране и изпаряване на матерния разтвор на разлагането.
Етап на подготовка на суровината: Бокситната суровина се състои от боксит, варовик (или вар), нова калцинирана сода (използвана за компенсиране на алкални загуби в процеса), рециклирана матерна луга и други рециклирани материали.
Етап на синтероване: високо{0}}температурно синтероване на суровото брашно за получаване на клинкер, съдържащ главно натриев алуминат, натриев ферит и калциев ортосиликат.
Излужване на клинкер: Прехвърляне на натриев алуминат от клинкера в разтвор, отделяне и измиване на неразтворими остатъци (червена кал).
Десиликация: Отделяне на неразтворимите съединения от силициевия диоксид, влизащ в разтвора, за да се получи концентрат от натриев алуминат с висок -силициев-индекс.
Карбонизиращо разлагане: Разтворът на натриев алуминат се разлага с CO2. Утаеният алуминиев хидроксид се отделя от матерния разтвор на натриев карбонат и алуминиевият хидроксид се промива. Част от разтвора се подлага на разлагане на зародишни кристали, за да се получи каустичен алкален разтвор, необходим за определени условия на процеса.
Калциниране: Алуминиевият хидроксид се калцинира в алуминиев оксид.
Изпаряване на матерния разтвор на разлагане: Излишната вода се отстранява по време на изпаряването. Рециклираният матерен разтвор, получен след изпаряване, се използва за приготвяне на суспензия от суровини.
1.3 Комбиниран процес на синтероване на Bayer-
Освен процеса на Байер и процеса на синтероване, комбинираният-процес на синтероване на Байер също изигра важна роля в производството на алуминиев оксид в моята страна. В зависимост от химичния състав, минералния състав и други условия на боксита, комбинираният процес се разделя на три основни процеса: паралелен, сериен и хибриден. Сред тях китайските предприятия за двуалуминиев оксид използват главно хибридния процес.
Хибридният процес е метод, който съчетава последователни и паралелни процеси. Хибридният процес изисква съотношението на алуминий-силиций в клинкера от червена кал да бъде не по-малко от 2,3. Инсталацията за хибриден процес може да се разглежда като комбинация от инсталация за сериен процес и инсталация за процес на синтероване. Чрез производството на част от алуминиев хидроксид чрез въглеродно фракциониране, производственият капацитет на процеса на Байер и процеса на синтероване може да се регулира гъвкаво.