拜耳法工艺的技术改进
1．石灰一拜耳法技术。用拜耳法生产氧化铝，硅是最有害的杂质之一。一是造成NaO，和A1 2O 的损失，产品质量差；二是生产过程中生成钠硅渣结疤，使设备的传热系数降低，溶出过程能耗增加。石灰一拜耳法技术通过在铝土矿的溶出过程中配入过量的石灰，使所配入的石灰量除满足与TiO，反应所需的常规石灰添加量外，还需部分或全部满足与SiO，反应所需的石灰量，使溶出过程的脱硅产物部分或全部地由方钠石型的含水铝硅酸钠变为水化石榴石型的含水铝硅酸钙，降低赤泥中氧化钠含量，从而降低氧化铝碱耗。其关键技术在于高碱浓度化灰技术和石灰添加量的控制。目前该技术已被多个氧化铝厂投入使用。
2．一水硬铝石双流法溶出工艺。在矿浆预热中将矿浆分为高固含矿浆和纯母液两部分分开预热。预热到一定温度后合流进行溶出，或者合流后再预热到一定温度后进行溶出，该方法主要应用于三水铝石。以一水硬铝石型浮选精矿为原料、大型无搅拌高压溶出器为核心设备、套管间接预热和直接加热相结合的“双流法”溶出工艺技术已开发成功并通过鉴定，投入使用。
3．蒸汽间接加热工艺。在拜耳法高压
溶出前加套管间接加热预热矿浆工艺，可达到提高溶出温度，减少矿浆冲淡，降低溶出过程的蒸汽消耗，提高溶出液浓度和循环效率。该技术以彼施涅技术为核心，目前已在我国大部分氧化铝生产企业得到应用，较以往蒸汽直接加热高压溶出节能50％ ～ 60％。
4．选矿一拜耳法技术。采用拜耳法生产氧化铝，铝土矿的选矿脱硅，特别是一水硬铝石型铝土矿的选矿脱硅，越来越引起业界的重视。当前铝土矿选矿脱硅的方法主要是化学选矿法和浮选法，选矿一拜耳法采用浮选技术对中低品位铝土矿选矿，所得精矿A／S大于8，可直接用拜耳法进行处理，其关键技术在于选矿药剂的选择、开发应用以及选矿尾矿的处理。目前选矿一拜耳法生产线已建成投产，所得精矿A／S平均在9左右，精矿产出率平均在75％左右，选矿回收率平均在80％以上，氧化铝总回收率平均在80％以上。
混联法工艺技术的改进
1．强化烧结法工艺。传统的烧结法适宜处理低铝硅比的铝土矿，而强化烧结法生产氧化铝是通过采用适宜的熟料配方及相应的烧成制度生产高品位的熟料，以降低熟料与氧化铝产量的折合比，提高熟料烧成的生产能力，降低能耗和生产成本的一种新的氧化铝生产工艺。采用该方法，熟料折合比降到了3．5t／t，精液产出率达到3．6m ／t一熟料左右，较传统烧结法工
艺节能近50％。
2．新并联法工艺。在混联法工艺中，拜耳法部分采用强化溶出技术，处理相对较高品位的铝土矿，尽可能降低溶出赤泥的A／S和N／S，减少氧化铝和氧化钠的损失，赤泥直接外排。烧结法部分采用强化烧结法工艺，全部处理铝土矿，其精液全部进行碳酸化分解，赤泥也直接外排，烧结法不再配入拜耳法产出赤泥，形成新的并联法工艺。其特点是提高了烧结法产量，最大限度的发挥拜耳法与烧结法系统各自的系统优势，形成工艺互补。
3．新串联法工艺。新的串联法工艺先是以拜耳法处理铝土矿，提取矿石中的氧化铝，然后用烧结法回收拜耳法赤泥中的氧化铝和氧化钠，提高氧化铝的总回收率和降低碱耗。目前存在的主要问题是拜耳法所产赤泥的烧结制度仍需进行技术攻关和改进。
4．烧结法和拜耳法粗液合流技术。针对混联法生产氧化铝系统浓度低、设备单位产能低、能耗高的现状，创造性地应用烧结法脱硅沉降溢流与拜耳溶出矿浆合流新工艺，提高系统浓度，降低蒸汽消耗，提高氧化铝产量，降低氧化铝生产成本。将烧结法脱硅后的沉降溢流用作拜耳法溶出矿浆稀释液，解决了长期以来氧化铝生产系统浓度低的技术难题，极大地提高了混合后精液浓度。同时，根据脱硅拜耳种子的添加量，不加或少加蒸发母液，实现在较低Qk条件下脱硅，减轻脱硅机负担，减少蒸汽消耗。采用蒸发母液代替种分母液脱硅前加入的方法，调整脱硅后溶液的稳定性，从而提高了脱硅后溶液的浓度，使混合精液氧化铝浓度从1,40克／升提高到170克／升以上；种分精液氧化铝产出率从62千克／立方米一精液提高到72千克／立方米一精液；每吨氧化铝的蒸水量由8．57吨降到6．84吨以下，达到了节能降耗增效的目的。
5．连续碳分生产砂状氧化铝技术。该技术通过烧结法粗液深度脱硅，碳分分解率可达90％以上，大大高于烧结法种分分解率。同时易于生产砂状氧化铝，取消或减小烧结法种分比例，达到提高烧结法总循环效率的目的。
6．烧结法母液加种深度碳分，拜耳法溶出后增浓技术。该项技术主要是通过向烧结法碳分系统加入一定量的细氢氧化铝作晶种，进行深度碳分。经过滤出的细氢氧化铝加入拜耳法溶出系统，达到降低拜耳法精液 k，实现拜耳法种分砂状化的目的。目前该项技术仍需进一步攻关。
7．联合法补碱工艺的革新。无论是串联法还是并联法或者是混联法，“联”的实质都是要通过烧结法向拜耳法系统补碱。系统中拜耳法和烧结法都有其自身的优点，如何发挥烧结法自身的特点向拜耳法补碱，近年来碳分母液苛化工艺得到企业重视。其中混联法补碱新工艺技术在某公司得到了应用，并通过鉴定。
8．适合我国氧化铝工业基础条件的砂状氧化铝生产技术。目前，我国氧化铝工业已开发出一段法砂状氧化铝生产技术、两段法砂状氧化铝生产技术和连续碳分砂状氧化铝生产技术，其主要是采用低精液k，低温分解。我国的砂状氧化铝生产还刚刚开始，外来的技术还占大多数，因此有专家建议，我国的氧化铝生产还应进一步持续开发高 k，低过饱和度的砂状氧化铝生产技术。
未来我国氧化铝生产需要解决的主要技术问题
1．钠硅渣中氧化铝及氧化钠的回收。
在氧化铝生产中，烧结法脱硅过程和拜耳法高压溶出过程均产生大量的水及铝硅酸钠，即钠硅渣。每生产lt氧化铝其产出量分别达到200 kg和lO00kg，其中含有大量的氧化铝和氧化钠，必须加以回收。传统的氧化铝生产，钠硅渣中返回烧结法配料，虽然回收了部分氧化铝和氧化钠，但也使一部分SiO，回到了生产流程。为了使SiO 在熟料烧结过程中形成原硅酸钙，需要配人大量的石灰，从而大大降低熟料中的氧化铝含量，提高了熟料折合比。单独回收钠硅渣，回收其中的氧化铝和氧化钠，可以简化主流程，使生产稳定，明显提高熟料中的氧化铝含量，降低熟料折合比。
目前从钠硅渣中回收氧化铝的实验，其氧化铝溶出率已达到了50％以上。
2．赤泥的综合利用技术。多年来，赤泥的综合利用技术有了一定的发展，并形成了多项专利技术。但不管是进行水泥生料的配料和其他的砖瓦制品，或是进行填埋，存在的主要问题是碱含量过高，致使赤泥的综合利用技术发展缓慢。若赤泥中的氧化铝钠得以回收，该项技术将会得到较大的发展。
3．氧化铝系统中微量金属的回收技
术。我国矿产资源浪费严重，生产经营粗放。目前采选回收率仅为60％，比发达国家低l0％ ～ 20％；其共伴生金属综合利用率只有30％ ～ 35％，不及发达国家的一半。由于矿石和各种原材料带人，氧化铝生产系统中大量的微量金属得到富集，如镓、铷、钛、钒等。目前金属镓回收技术已得到应用，但其回收率不到10％，而铷、钛、钒等有色金属还仅限于试验研。
4．氧化铝废水治理及利用技术。我国总体上是一个缺水的国家，氧化铝生产需要消耗大量的新水，生产lt氧化铝约需用新水5t，更进一步加大了水资源紧张程度。
生产中产生的大量废水，虽经处理合格后外排，但年损失水量过大。近年来，氧化铝生产废水的综合治理和回收利用已引起业界关注，因此，开展氧化铝生产废水的回收利用研究对我国氧化铝生产的节能降耗具有重要意义。
5．氧化铝节能技术和系统余热利用。
我国铝冶炼工业的综合能耗与国际先进水平相比，尚存在一定的差距。如何通过简化和缩短生产流程、提高氧化铝生产中的循环效率和产出率，是我国铝工业在今后相当长的时期内需要持续开发和改进的重大关键技术。
氧化铝生产需用大量的热源进行溶出、熟料烧结和蒸发作业，其主要热源是煤和蒸汽，大量的热能在使用过程中损失过大。近年来，多种热能的再利用技术已在一些企业广泛应用，但因回收再利用技术的局限性，系统的余热回收效果并没有达到理想的效果。开展氧化铝生产系统的余热利用技术的研究，可进一步降低我国的氧化铝综合工艺能耗，促进我国氧化铝生产的技术进步和成本降低。
6．化学品氧化铝开发与产业化。目前，全世界已开发出各种用途的化学品氧化铝400多个品种，年产化学品氧化铝500多万吨。我国化学品氧化铝品种相对较少，到目前仅有200多个品种，能规模化生产的不足100个。同一个品种下的产品规格牌号少，产品系列化细分不够，不能很好地满足用户和相关技术发展的需要，部分高精尖产品还主要依赖进口。
笔者认为，必须围绕氢氧化铝化学品、铝盐化学品、活性氧化铝和拟薄水铝石、煅烧氧化铝、特种陶瓷、特种耐火材料、高纯氧化铝、纳米氧化铝、氮化铝和氧化铝纤维(晶须)等领域，开展原创性技术研究和高技术含量、高附加值新产品的研发工作。力争实现化学品氧化铝品种超过300个，生产技术、产品性能达到同期国际先进水平。
7．氧化铝生产流程模拟、仿真与优化技术。通过对生产过程的分析、建模和优化，特别是对我国铝土矿资源复杂、工艺特色明显的氧化铝生产具有重要意义。其主要关键技术有：物料流和能量建模技术、关键工艺指标和参数的软测量技术、各分工序的工艺模型与优化技术、流程模型集成与优化技术、数据处理与计算技术、软件开发与仿真技术。项目目标是开发“桌
面氧化铝生产与指挥系统”，并应用于实际。(作者单位：中国铝业河南分公司)
