摘 要

近年，随着我国氧化铝工业得到了快速发展，对铝土矿的需求急剧增加，铝土矿的品位及供应能力亦随之下降。为了解决制约我国氧化铝工业发展的瓶颈，对低品位铝土矿的开发研究显得日益重要。

现有工艺路线，在传统的物化选矿方法上进行了改变，采用了无水氟化氢气体通过低品位铝土矿，除去其中的二氧化硅，提高其硅铝比。本次课题的研究则基于此工艺路线。

首先通过模拟低温流化床工艺制备不定型氟化铝，对温度、反应时间、最佳物料配比进行单因素探究。其次，对上步反应生成的不定型氟化铝，模拟工厂流化床反应条件，将其添加至耐热坩埚（带盖）并加入固定蒸馏水，放入马弗炉进行固定时间的高温焙烧，多次重复，得到最终产物氧化铝。

通过对产物的X荧光分析可以得到其元素组成，通过计算得到反应的最优条件为温度：900 ^oC；反应时间：80min；通水量：2ml。并且氟的去除率达到了74.52%，达到了较高的水平。

关键词：低品位铝土矿；氟化铝；水解；氧化铝

Abstract

In recent years,with the rapid development of China's alumina industry,the demand for bauxite has a sharp increase,so the grade of bauxite and its supply capacity decrease.In order to solve the bottleneck restricting the development of China's alumina industry, the research on the development of low grade bauxite is becoming more and more important.

The existing process route has changed in the traditional physical and chemical processing method.The anhydrous hydrogen fluoride gas is adopted to remove the silica from the low grade bauxite, and the ratio of silicon and aluminum is improved.The research of this topic is based on this process route.

Firstly, the temperature, reaction time and the best material ratio of the amorphous aluminum fluoride were researched by simulating the low temperature fluidized bed process.Secondly,we simulate the conditions of fluidized bed process for the amorphous aluminum producted by last process.We add it and fixed distilled water to heat-resistant crucible (with cover) at first,then place it in the muffle furnace with high temperature roasting in the fixed time. Repeatedly,we get the final product of alumina.

The elemental composition of the product can be obtained from the analysis of X fluorescence,and we get the optimal reaction conditions.

Temperature: 900 ^oC.

Reaction time:80 min.

Water: 2 ml.

The fluorine removal rate has reached 74.52 %,and we have reached a high level.

Key Words：low grade bauxite; aluminum fluoride; hydrolysis;Alumina

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 国内外铝土矿资源现状 1

1.1.1 我国铝土矿资源现状 1

1.1.2 国外铝土矿资源现状 2

1.2 铝土矿预脱硅研究现状及进展 3

1.2.1 化学方法 4

1.2.2 物理方法 4

1.2.3 生物方法 4

1.3 低品位铝土矿的开发以及研究现状 4

1.3.1 选矿拜耳法 6

1.3.2石灰拜耳法 6

1.3.3富矿烧结法 7

1.3.4混联法 8

1.3.5串联法 8

1.4本项目的研究目的及意义 9

第2章 实验流程设计 11

2.1 实验原料 11

2.2 实验设备 11

2.3 工艺流程 11

第3章 反应工艺条件的优化 13

3.1 不定型氟化铝制备实验 13

3.1.1 实验反应原理 13

3.1.2 硅脱除率的测定 13

3.1.3 氟元素引入的测定 14

3.1.4 反应的影响因素 14

3.2 不定型氟化铝水解制备氧化铝的工艺研究 14

3.2.1 实验原理 15

3.2.2 氟脱除率的测定 15

3.2.3 反应的影响因素 15

3.2.4 结果分析与讨论 17

第4章 工艺流程分析 22

4.1 工艺流程特点 22

4.1.1 工艺创新 22

4.1.2 资源利用率高 22

4.1.3 三废少 22

4.1.4 流程简单 22

4.2 产物分析 22

第5章 结论与讨论 23

5.1 结论 23

5.1.1 制备氧化铝 23

5.1.2 氟化铝工艺除铁、除钛后滤液的处理 23

5.1.3 氟资源的循环利用 23

5.2 讨论 23

5.2.1 无水氟化氢的制备运输及防范 23

5.2.2 四氟化硅气体的流向管道要保温和干燥 23

5.2.3 由氟化铝制备氧化铝的工艺探究 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

铝土矿，根据其中的主要所含成分分为一水硬铝石、一水软铝石和三水铝石。对于铝土矿的应用十分广泛，最为重要的应用领域有金属和非金属两个领域。在金属这一领域，生产金属铝的常用原料就有铝土矿，这一部分铝土矿的用量占据了全世界总产量的大部分。此外，在非金属这一领域，虽然铝土矿的用量比重较小，但是其所应用的方面却十分广泛。

1.1 国内外铝土矿资源现状

1.1.1 我国铝土矿资源现状

中国是世界铝工业大国，2010年中国的铝产量为1613.1万吨，同比增长24.4%，占当年世界铝产量4042.6万吨的39.9%。近年来，我国氧化铝工业受电解铝工业迅猛发展的拉动亦得到了快速发展。2010年我国氧化铝产能达到4328万吨，氧化铝产量达到2994.84万吨，占当年世界氧化铝产量8630.34万吨的34.7%。

2010年到2014年的全球冶金级氧化铝产量如下（表1.1.1）