Tổng quan về bauxite và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.docx

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN BAUXITE GVHD: TS. HÀ VĂN HỒNG
ĐHHO6BLT_NHÓM 13 i
MỤC LỤC
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BAUXITE ( BÔ XÍT).............................................ii
1.1. Khái niệm chung.........................................................................................1
1.1.1. Khái niệm.............................................................................................1
1.1.2. Thành phần chất lượng và các dạng tồn tại trong tự nhiên..................1
1.2. Sự phân bố quặng Bauxite ở Việt Nam......................................................2
1.3. Phân loại: ....................................................................................................4
1.4. Chất lượng quặng Bôxít và khả năng áp dụng công nghệ bayer ở Việt Nam.
...........................................................................................................................7
1.5. Ứng dụng ....................................................................................................8
PHẦN 2. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP BAYER (THỦY LUYỆN) QUẶNG
BAUXITE ĐỂ SẢN XUẤT ALUMIN. ...............................................................9
2.1.Giới thiệu chung Quy trình sản xuất nhôm .................................................9
2.2. Giới thiệu sơ lược về phương pháp Bayer..................................................9
2.2.1. Giới thiệu..............................................................................................9
2.2.2. Phân loại.............................................................................................11
2.2.3. Công nghệ chế biến quặng bô xít ở Việt Nam...................................11
2.3. Cơ sở lý thuyết..........................................................................................12
2.4. Cơ chế.......................................................................................................13
2.5. Thông số công nghệ..................................................................................14
2.6. Thiết bị......................................................................................................15
2.7. Thuyết minh Phương pháp Bayer.............................................................15
PHẦN 3. PHẦN KẾT LUẬN.............................................................................32

ĐHHO6BLT_NHÓM 13 ii
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế biến khoáng sản đang dần trở thành một trong những ngành
kinh tế mũi nhọn của nước ta, trong đó công nghệ chế biến bauxit, là một trong các
nghành công nghệ chủ lực trong tương lai.
Nước ta có nguồn bauxit dồi dào đặc biệt là vùng tây bắc và tây nguyên.
Có rất nhiều công ty khia thác khoáng sản khác nhau nhưng tất cả vì mục
đích chung là chế biến tinh quặng, tăng giá trị khoáng sản việt nam đáp ứng nhu
cầu ngay càng cao của công nghiệp và đảm bảo sự phát triển kinh tế
Nhiệm vụ của tiểu luận này là cung cấp cho moi người nhũng kiến thức mới
nhất về bauxit và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.
Nội dung của bài tiểu luận gồm 4 phần:
Phần I: Tổng quan chung.
Phần II: cơ sở phương pháp bayer
Phần III: Kết luận.
Mặc dù nhóm đã rất cố gắng hoàn thiện đề tài một cách trọn vẹn nhất, nhưng
cũng khó có thế không mắc những sai sót nhất định. Vì vậy nhóm chúng Em mong
Thầy góp ý để bài làm của nhóm chúng em thêm hoàn thiện hơn.
Thành Phố Hồ Chí Minh, Ngày 10 Tháng 02 Năm 2012

ĐHHO6BLT 1 NHÓM 21
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BAUXITE ( BÔ XÍT)
1.1. Khái niệm chung
1.1.1. Khái niệm
Bô xít là nham thạch có màu từ trắng đến đen, chủ yếu là hỗn hợp các hợp chất
vô cơ và nhôm hydoxit. Loại boxit thường gặp có màu đỏ. Các loại hình quặng
boxit quan trọng là bơsmit, gipsit (hydragilit), diaspo, alumogel.
1.1.2. Thành phần chất lượng và các dạng tồn tại trong tự nhiên
a. Thành phần hóa học
Boxit có thành phần tương đối phức tạp, nhưng chủ yếu là hỗn hợp các khoáng
nhôm hydroxit, thường bị nhiễm bẩn bởi sắt oxit (tạo ra màu đỏ cho quặng)
hoặc silic oxit. Thành phần hóa học của boxit dao động giữa 50-63% Al2O3,
12-32 % H2O, 15-25 % Fe2O3, 2-10 % SiO2 và 2-5 % TiO2.
Hàm lượng nhôm oxit và silic oxit là những yếu tố quyết định chất lượng của
quặng boxit.
Nhôm oxit trong quặng boxit chủ yếu ở trong thành phần của hydroxit như
diaxpo, bơmit, gipsit hoặc bayerit. Ngoài ra, nhôm oxit trong boxit còn có thể
ở dạng corundum và trong thành phần khoáng của nhóm caolinit.
Gibbsit Boehmit Diaspore
Thành phần Al(OH)3 -AlO(OH) -AlO(OH)
Hàm lượng alumina tối đa (%) 65,4 85,0 85,0
Hệ tinh thể Đơn tà Trực thoi Trực thoi

Mật độ (g.cm-3
) 2,42 3,01 3,44
Nhiệt độ tách nước (°C) 150 350 450
b. Các dạng tồn tại
Quặng bauxite có thể tìm thấy dưới dạng thảm (blanket), túi (pocket), lớp
(interlayered), và tích tụ (detrital). Thảm bauxite là các lớp liên tục và bằng
phẳng, thường ở gần mặt đất, có bề dày thay đổi từ 1 đến 40 m (trung bình từ 4
đến 6 m) và có thể rộng hàng cây số. Túi bauxite là các túi nằm dưới mặt đất,
có chiều sâu thay đổi từ dưới 1 cho đến 30 m, nằm cô lập hoặc liên kết với
nhau. Lớp bauxite là thảm hoặc túi bauxite bị phủ lấp và ép xuống, cho nên nó
bị nén nhiều hơn thảm hoặc túi bauxite do trọng lượng của lớp đất bên trên.
Tích tụ bauxite rất hiếm thấy vì nó được cấu tạo do sự tích tụ của bauxite bị
xói mòn từ thảm, túi, hay lớp bauxite ở nơi khác.
1.2. Sự phân bố quặng Bauxite ở Việt Nam.
Kết quả thăm dò địa chất đã phát hiện trên lãnh thổ Việt nam được đánh giá là
một quốc gia có trữ lượng quặng boxit phong phú ở cả Miền Bắc và Miền Nam
Việt Nam. Tổng trữ lượng quặng boxit của Việt Nam ước tính khoảng 8 tỷ tấn,
trong đó có 7,6 tỷ tấn ở các tỉnh Tây Nguyên. Với trữ lượng như vậy, nước ta
đứng trong số các nước có trữ lượng boxit lớn trên thế giới.

Việt Nam có hai loại hình quặng boxit:
a. Loại quặng bơsmit và diaspo, tập trung chủ yếu ở Miền Bắc Việt Nam, phân
bố ở các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Giang). Tổng trữ lượng dự
đoán khoảng trên 350 triệu tấn, hàm lượng nhôm dao động trong khoảng 39-65
%. Modul silic (Al2O3 /SiO2) bằng 5-8.
b. Loại quặng gipsit, tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên và Miền Nam Việt Nam,
với tổng trữ lượng ước tính khoảng 7,6 tỷ tấn.
Trữ lượng quặng boxit đã được thăm dò và chứng minh ở Tây Nguyên và
Miền Nam Việt Nam là khoảng 2772 triệu tấn. Trong đó cụ thể các khu vực
như sau:
* Tài nguyên vùng Đắc Nông - Phước Long khoảng 1.570 triệu tấn
* Tài nguyên boxit vùng Lâm Đồng tập trung ở hai tụ khoáng là Tân Rai và
Bảo Lộc.
- Trữ lượng vùng khoáng Tân Rai khoảng 57 triệu tấn cấp C1, 120 triệu tấn
cấp C2, hàm lượng như sau:
Al2O3 44,69 %
SiO2 2,61 %
Fe2O3 23,35 %
TiO2 3,52 %
60%
12%
19%
5%
0%
1%
2%
1%
Sự phân bố quặng Bôxít tại Việt Nam
Đắk Nông
Konplong - kanak
Bảo Lộc - Di Linh
Bình Phước
Ven biển
Hà Giang
Cao Bằng
Lạng Sơn

MKN 24,3 %
- Trữ lượng vùng tụ khoáng Bảo Lộc khoảng 378 triệu tấn.
Nói chung, quặng boxit nguyên khai ở Lâm Đồng đều có chất lượng không
cao, hàm lượng Al2O3 chỉ khoảng 35 - 37%. Người ta phải tuyển rửa quặng
nguyên khai để thu được tinh quặng giàu nhôm hơn. Sau khi tuyển, tinh quặng
boxit ở các tụ khoáng Lâm Đồng cũng chỉ đạt hàm lượng 45 - 49% Al2O3.
Hình 1.2: Mặt cắt địa chất Bauxite ở Cao Nguyên miền trung.
1.3. Phân loại:
Ba dạng cấu trúc khác nhau của bauxite có thể phân loại thành 2 nhóm dựa vào
hàm lượng nước khác nhau đó là: monohydrates và trihydrates.
Trihydrates bao gồm gibbsite và böhmite được tìm thấy ở châu Mỹ Latinh và
vùng Caribê
Loại bauxite do độ tuổi của đá xác định. Bauxite diaspo là loại già nhất, còn
loại trẻ nhất là hydragilit, các loại bauxite còn lại nằm giữa bauxite diaspo sạch
và hydragilit sạch. Khi phong hóa alumosilicat trong điều kiện thiên nhiên sẽ
tạo thành tất cả các khoáng vật nhôm oxít ngậm nước – keo nhôm- chứa lượng
nước không xác định Al2O3.xH2O. Sự mất nước của keo nhôm theo thời gian
sẽ làm biến đổi thành phần khoáng vật, với hydrahgilit x=3, diaspo và bơmit
x=1.
Keo nhôm→alumo giả bền→hydragilit→bơmit→diaspo→corundum.

Theo Maliavkin, tùy theo tỉ số trọng lượng của Al2O3 và SiO2, tất cả đá nhôm
được chia làm 3 loại:
- Sialit Al2O3: SiO2≤ 1
- Alit Al2O3: SiO2 >1
- Boxit Al2O3: SiO2 >2
Nhìn bề ngoài bauxite có thể khác nhau. Thông thường bauxite có màu đỏ, khá
cứng. Đôi khi cũng gặp bauxite có màu trắng vàng, xanh thẫm và các màu
khác. Màu đỏ chứng tỏ hàm lượng sắt oxít cao, khi hàm lượng sắt oxít thấp thì
bauxite có màu xám hoặc trắng.
Diaspore
Hình 1.3a: So sánh các loại Bauxit

Hình 1.3c: Một mẫu đất đỏ bazan chứa quặng bô xít tại Dự án tổ hợp Bô xít
Nhôm Lâm Đồng.
Hình 1.3d: Mẫu quặng nguyên khai tại Đăk Nông, nguồn nguyên liệu phục vụ
cho Nhà máy Alumin Nhân Cơ.

Hình 1.3e: Mẫu quặng tinh tại mỏ bô xít Đăk Nông.
Hình 1.3f: Sulfat Nhôm kỹ thuật, sản phẩm đầu tiên sau quá trình xử lý quặng
bô xit tinh.
1.4. Chất lượng quặng Bôxít và khả năng áp dụng công nghệ bayer ở Việt
Nam.
Chất lượng quặng bô-xít có ảnh hưởng rất quyết định đến tính khả thi về mặt
kinh tế cũng như tính cạnh tranh của công nghệ được lựa chọn.
Nhìn chung, công nghệ Bayer được áp dụng cho loại bô-xít có chất lượng cao,
có hàm lượng SiO2 thấp. Chỉ số “Modunsilic” (mSi) của bô-xít có ý nghĩa đặc
biệt quan trọng khi lựa chọn công nghệ và có ảnh hưởng quyết định đến hiệu

quả của công nghệ. Chỉ số này được xác định bằng tỷ lệ giữa thành phần
Al2O3 và SiO2 trong quặng bô-xít. Chỉ số này càng cao càng tốt (thành phần
Al2O3 càng cao, và SiO2 càng thấp càng tốt).
Theo đánh giá chung, chất lượng bô-xít của VN thuộc loại thấp, chứ không
phải là cao như nhiều người lầm tưởng. So với bô-xít của các nước trên thế
giới, bô-xít của Tây Nguyên thuộc loại chất lượng thấp nhất, đòi hỏi phải có
thêm công đoạn tuyển rửa quặng nguyên khai để tăng modun silic, vì vậy tính
cạnh tranh khi sử dụng công nghệ Bayer cũng là thấp.
Chỉ số mSi của bô-xít Tân Rai và Nhân Cơ chỉ có 3,5-7,8 (trung bình 4,93)
trong khi của Indonesia 14-18; Jamaica 15-25; Úc 11-20, Ấn Độ 20-25; Pháp
11-18; Nam Tư (cũ) 10-20; Hungary 10-13; Suriman 18-23; Hy Lạp 10-19 v.v.
Trong công nghệ Bayer chỉ số mSi sẽ quyết định (ảnh hưởng tới) tỷ lệ thu hồi
hóa học của alumina. Như ta đã biết, theo lý thuyết, khi áp dụng công nghệ
Bayer cho bô-xít của Tây Nguyên có modun silic mSi=4,93, tỷ lệ thu hồi Al2O3
(trên cơ sở hóa học) tối đa (chưa tính đến các yếu tố khác) là (1-1:4,93) x
100% = 79,71%. Modun silic càng thấp, tỷ lệ thu hồi này càng thấp, và tính
hiệu quả càng thấp.
Trong quá khứ, chúng ta đã có các nghiên cứu cụ thể để lựa chọn công nghệ.
Kết quả cho thấy, cần có quy trình cụ thể đối với bô-xít của từng mỏ. Mỏ “1
tháng 5” và mỏ Tân Rai cần có hai quy trình khác nhau, với các thông số công
nghệ khác nhau (áp suất và nhiệt độ hòa tách, nồng độ kiềm trung bình, thời
gian hòa tách, tốc độ hòa tách, yêu cầu khử silic v.v.).
1.5. Ứng dụng
Ứng dụng chủ yếu của boxit là làm nguyên liệu cho công nghiệp luyện nhôm.
Ngành công nghiệp sản xuất nhôm kim loại tiêu thụ 85% quặng boxit trên toàn
thế giới. Phần boxit còn lại được sử dụng trong hai lĩnh vực là sản xuất alumin
chuyên dụng (10%), bao gồm alumin nung và alumin hoạt hóa, và sản xuất vật
liệu chịu lửa (5%), ví dụ gạch chịu lửa, ximăng chịu lửa và các vật liệu mài.

PHẦN 2. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP BAYER (THỦY LUYỆN) QUẶNG
BAUXITE ĐỂ SẢN XUẤT ALUMIN.
2.1.Giới thiệu chung Quy trình sản xuất nhôm
Hiện nay trên thế giới quy trình sản xuất nhôm được thực hiện theo 3 giai
đoạn chính đó là: Khai thác bauxite, chế biến alumina và luyện nhôm. Trong
đó giai đoạn chế biến alumina và luyện nhôm được thực hiện theo 2 quy trình:
quy trình Bayer-chế biến bauxite thành alumina và quy trình Hall-Heroult-
điện phân alumina thành nhôm.
Hình 2.1: Quy trình sản xuất nhôm.
2.2. Giới thiệu sơ lược về phương pháp Bayer.
2.2.1. Giới thiệu
Công nghệ Bayer được Karl Bayer phát minh vào năm 1887. Khi làm việc
ở Saint Petersburg, Nga ông đã phát triển từ một phương pháp ứng dụng
alumina cho ngành công nghiệp dệt (nó được dùng làm chất ăn mòn trong việc
nhuộm sợi bông), vào năm 1887 Bayer đã phát hiện rằng nhôm hydroxit kết
tủa từ dung dịch kiềm ở dạng tinh thể và có thể tách lọc và rửa dễ dàng, trong

khi nó kết tủa bởi sự trung hòa dung dịch trong môi trường axít thì ở dạng sệt
và khó rửa sạch.
Công nghệ này trở nên rất quan trọng trong ngành luyện kim cùng với những
phát minh về điện phân nhôm vào năm 1886. Cùng với phương pháp xử lý
bằng xyanua được phát minh vào năm 1887, công nghệ Bayer khai sinh ra lĩnh
vực luyện kim bằng nước hiện đại.
Ngày nay, công nghệ này vẫn không thay đổi và nó tạo ra hầu hết các sản
phẩm nhôm trung gian trên thế giới.
Công nghệ Bayer là phương thức sản xuất chính tinh luyện quăng thô bauxit
để sản xuất ra quặng tinh alumina.
Trong bauxit có đến 30-54% là alumina, Al2O3, phần còn lại là các silica,
nhiều dạng ôxít sắt, và điôxít titan. Alumina phải được tinh chế trước khi có
thể sử dụng để điện phân sản xuất ra nhôm kim loại. Trong tiến trình Bayer,
bauxit bị chuyển hóa bởi một luồng dung dịch natri hydroxit (NaOH) nóng lên
tới 175°C để trở thành hydroxit nhôm, Al(OH)3 tan trong dung dịch hydroxit
theo phản ứng sau:
Al2O3 + 2 OH −
+ 3 H2O → 2 [Al(OH)4]−
Các thành phần hóa học khác trong bauxit không hòa tan theo phản ứng trên
được lọc và loại bỏ ra khỏi dung dịch tạo thành bùn đỏ, quặng đuôi hay đuôi
quặng của loại quặng bauxit. Chính thành phần bùn đỏ này gây nên vấn nạn
môi trường về vấn đề đổ thải giống như các loại quặng đuôi của các khoáng
sản kim loại màu nói chung. Tiếp theo, dung dịch hydroxit được làm lạnh và
hydroxit nhôm ở dạng hòa tan phân lắng tạo thành một dạng chất rắn, bông, có
màu trắng. Khi được nung nóng lên tới 1050°C (quá trình canxit hóa), hydroxit
nhôm phân rã vì nhiệt trở thành alumina và giải phóng hơi nước:
2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

2.2.2. Phân loại
Hiện nay và trong tương lai, khoảng 90% alumina trên thế giới vẫn được sản
xuất bằng công nghệ Bayer. Để chuyển từ bô xít thành alumina, người ta
nghiền quặng và trộn với đá vôi và soda cốt tích, rồi bơm hỗn hợp này vào
bình chứa áp lực cao, rồi nung lên. Ô xít nhôm bị phân giải bằng soda cốt tích,
rồi kết tủa, rửa, và nung để tách nước ra. Thành phẩm là bột màu trắng mịn
hơn muối ăn mà ta gọi là alumina.
Trong quá trình sản xuất alumina bằng phương pháp Bayer, tùy theo thành
phần khoáng vật của bô xít mà công nghệ Bayer được chia thành 2 giải pháp
khác nhau:
a. Công nghệ Bayer châu Mỹ
Được áp dụng nếu Al2O3 của bô xit ở dạng gippsite (trihydrate Al2O3. 3H2O),
có thể được hoà tách dễ dàng. Bô xít này thường được hòa tách ở nhiệt độ tối
đa 140-145o
C trong dung dịch hòa tách có nồng độ kiềm thấp (120-140g/l
Na2O).
b. Công nghệ Bayer châu Âu
Được áp dụng nếu Al2O3 của bô xít ở dạng boehmite và diaspore (monohydrate
Al2O3.H2O), phải hòa tách ở nhiệt độ cao hơn 200o
C (240-250o
C trong các nhà
máy hiện đại và có chất xúc tác đối với quặng diaspore) và trong dung dịch hòa
tách có nồng độ kiềm cao hơn (180-250g/l Na2O).
2.2.3. Công nghệ chế biến quặng bô xít ở Việt Nam
Bô xít ở Tây Nguyên là loại bô xít gippsite, mỏ lộ thiên dễ khai thác. Bô xít
này thuộc loại gippsite-goethite, chất lượng trung bình, thường phải qua tuyển
rửa mới đảm bảo chất lượng để sử dụng công nghệ Bayer Bắc Mỹ (nhiệt độ,
nồng độ kiềm hoà tách thấp). Tuy nhiên bô xít này có chứa nhiều goethite nên
khả năng lắng kém..
Cho tới nay đã có hai nghiên cứu sản xuất alumina từ mỏ Tân Rai, tỉnh Lâm
Đồng, và mỏ “1/5”, tỉnh Đắk Nông để phục vụ cho việc lập Nghiên cứu khả thi
phát triển 2 mỏ này.

a) Tinh quặng bô xít mỏ “1/5” thuộc loại bô xít tốt (Al2O3~ 50,23%; SiO2~
2,09%), thành phần khoáng vật chủ yếu là gippsite dễ hoà tách, do đó có thể áp
dụng công nghệ Bayer để sản xuất alumina từ bô xít gippsite của Tây Nguyên,
cụ thể:
- Bùn quặng được khử silic sơ bộ trước khi hoà tách để cải thiện việc khử silic
và khả năng lắng tách bùn đỏ với hàm lượng chất rắn 1.000-1.050 g/l. nồng độ
kiềm hoạt tính là 160±3 g/l, lượng vôi thêm vào 2-2,2 % (quặng bô xít khô),
nhiệt độ 95-100o
C, thời gian 5-6 phút.
- Hoà tách với bùn quặng sau khi tiền khử silic ở nhiệt độ 145o
C, thời gian 60-
75 phút, áp suất 12-14 ata, bùn hoà tách ra có ỏc = 1,36.
b) Trong khi đó, một nghiên cứu khác đối với bô xít Tân Rai cho kết luận như
sau:
- Bùn quặng qua tiền khử silic trước khi hoà tách để cải thiện việc khử silic và
khả năng lắng tách bùn với hàm lượng chất rắn 900-1.100g/l, trong dung dịch
đã qua sử dụng, nhiệt độ 95-100o
C , thời gian từ bay hơi cô đặc 6-10 giờ; hậu
khử silic ở nhiệt độ 100o
C, thời gian tối ưu là 6 giờ.
- Hoà tách với bùn quặng sau khi tiền khử silic ở nhiệt độ 105o
C đến 107o
C,
trong dung dịch có nồng độ kiềm cốt tích 210 g/l (hoặc cao hơn) với RP cần
đạt 1,10-1,12, thời gian: 2,5 giờ, áp suất khí quyển, bùn hoà tách ra có ỏc =
1,45 – 1,50.
Tóm lại, công nghệ Bayer chế biến bô xít gippsitic thuộc loại công nghệ phổ
biến nhưng cũng có một số công đoạn của công nghệ này cần có những chuyên
gia có kinh nghiệm về thiết kế, vận hành và chế biến thì mới sản xuất ra được
alumina. Trong tất cả mọi trường hợp liên quan đến bô xít gippsitic và alumina
cát, điều cần chú trọng đầu tiên là phải dựa vào kết quả phân tích của phòng thí
nghiệm, mô hình toán học, tiếp cận được những kinh nghiệm vận hành nhà
máy và có một đội ngũ kỹ thuật và công nhân lành nghề.
2.3. Cơ sở lý thuyết
Nhiệt động học
Phản ứng hòa tan bauxit

 Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] = NaAlO2 + 2H2O
 AlOOH+ NaOH +H2O =Na[Al(OH)4] = NaAlO2+2H2O
Aluminat natri : 2NaAlO2 = Na2O.Al2O3
Các tạp chất
 Fe2O3: không tác dụng với NaOH Bùn đỏ.
 SiO2 : SiO2 (cát thạch anh) : không tan Bùn đỏ.
 Caolinit :
Al2O3.2SiO2.2H2O +2NaOH = Na2O.Al2O3.2SiO2.3H2O 
Natri alumosilicat Na2O.Al2O3.2SiO2.3H2OBùn đỏ
 TiO2 :
TiO2 + NaOH = NaHTiO3 (hoặc Na2O.3TiO2.2.5H2O)
Natri metatitanat NaHTiO3 Bùn đỏ
2.4. Cơ chế
Khuếch tán
Phản ứng hóa học
 Tốc độ hòa tách:
K
D
D
C
J o
1
2
2
1
1






 Miền động học khuếch tán :
 Miền động học hóa học :
 Miền trung gian :
2.5. Thông số công nghệ
Hoà tách boxit bằng NaOH (F.Habashi-t.51)
Quặng Nhiệt
độ
o
C
Áp suất
psi
NaOH
g/l
Thời gian
h
Thực tế ở
Ghipxit 140 60 (4.2
at)
140 1 Mỹ
Bơmit 180 120 (8.4
at)
350-600 2-4 Châu Âu
Điaspo
 Nồng độ
 Nồng độ kiềm costic (Na2Ok) :
Na2Ok= NaOH-dư + Na2O
 Chỉ số costic :
 Dung dịch tuần hoàn : k =3.5 – 4.0
MNa2O = 62 g ; MAl2O3 = 102g
Chọn : k =3.6 ; Na2Ok = 300g/lit
K
1
1
1
2
1




K
1
1
1
2
1




K
1
1
1
2
1




mol
O
Al
mol
O
Na k
k
],
[
],
[
3
2
2


137g/lit
62
102
x
3.6
300
62
102
x
α
O
Na
O
A
k
k
2
3
2 



Khối lượng boxit
Al2O3  Bauxit
45 100
137g/lit m = 137 x 100/45 = 304 g/lit
Nhiệt độ : T =140o
C
Áp suất : P=2-4at
Phụ gia  Vôi
Chất trợ lắng : bột mì
2.6. Thiết bị
Hình 2.6. Sơ đồ thiết bị
2.7. Thuyết minh Phương pháp Bayer.
Công nghệ Bayer chủ yếu gồm các công đoạn sau:
1. Hòa tách:
Bôxit được hoà tách với dung dịch kiềm NaOH. Lượng Al2O3 được tách
ra trong dạng NaAlO2 hoà tan và được tách ra khỏi cặn không hoà tan
(gọi là bùn đỏ mà chủ yếu là các ô xít sắt, ô xít titan, ô xít silic…).
2. Pha loãng
3. Khuấy phân hóa

4. Cô bay hơi
Dung dịch aluminate NaAlO2 được hạ nhiệt đến nhiệt độ cần thiết và
cho mầm Al(OH)3 để kết tủa.
Sản phẩm Al(OH)3 cuối cùng được lọc, rửa và nung để tạo thành Al2O3
thành phẩm.
Hình 2.3. Quy trinh đầy đủ phương pháp bayer
Bôxít sau khi xay đập thô và vừa, được trộn với lượng nhỏ vôi ( nếu là
bôxít diaspo) và cho vào máy nghiền ướt cùng với dung dịch sút tuần hoàn
theo tính toán. Máy nghiền thường làm việc theo chu kì kín với máy phân

cấp kiển phân răng hoặc kiểu guồng xoắn, mà gần đây thay thế hoặc bổ
sung bằng các máy xoáy thủy lực. huyền phù tập trung ở các bể chứa, đun
nóng bằng hơn đến 100o
C hoặc hơn và giữ ở đây vài giờ, khuấy trộn liên
tục để phần lớn silic oxít có thể tương tác với kiềm aluminat thành
alumosilicat không hòa tan.
Khi hòa tách liên tục, huyền phù được bơm qua thiết bị nung nóng để đi vào
dãy ôtola, sau đó chảy qua thiết bị tách hơi, từ thiết bị tách hơi, huyền phù
chảy vào các bể khuấy để được pha loãng huyền phù otola.
Dung dịch chảy ra từ thiết bị lắng, được qua lọc để tách hoàn toàn các cặn
đỏ, và được làm nguội đến 70o
C, sau đó được khuấy phân hóa ( làm việc
gián đoạn hoặc liên tục). Người ta cho hydrat mồi vào quá trình khuấy phân
hóa tùy theo lượng Al2O3 có trong dung dịch, tỷ số giữa mồi với Al2O3
trong dung dịch khoảng 1,3 đến 1,4.
Sau khi khuấy được đưa qua lắng huyền phù và tách dung dịch cái. Nhôm
oxít sau khi phân loại theo cỡ hạt được chia làm hai phần:
- Phần 1 có cỡ hạt lớn: được rửa kiềm và cho đi nung.
- Phần 2 thì cho hydrat mồi vào.
Dung dịch cái và nước rửa hydrat đưa đi cô bay hơi trong thiết bị chân
không, nồng độ Na2O tăng, độ hòa tan của natricacbonat giảm khi hàm
lượng NaOH trong duing dịch tăng.
Trong quá trình bay hơi dung dịch cái, phần natricabonat giảm. Điều này
cho phép tránh Natricabonat tích lũy trong dung dịch và giữ nồng độ
Na2CO3 nằm trong giới hạn nhất định.
Để giảm tiêu tốn NaOH, Na2CO3 sau khi tách khỏi dung dịch tuần hoàn
được hòa tan trong nước và kiểm hóa bằng sữa vôi. Dung dịch kiềm loãng
nhận được đem cô bay hơi cùng dung dịch cái, dung dịch đã cô bay hơi
được bổ sung kiềm mới, sau đó đưa vào máy nghiền cùng Boxít.
Hydrat thành phẩm được khử nước và nung ờ 1200o
C
SỰ TÁC DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT TRONG BÔXÍT VỚI KIỀM.
1. Silic oxít:

Trong quặng Bôxít, silic có thành phần khá lớn và ảnh hưởng rất lớn đến
quá trình, và tác dụng với kiềm:
SiO2 + 2NaOH = NaSiO3 + H2O
Tốc độ và mức độ hòa tan SiO2 tự do phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích
thước hạt, nồng độ và nhiệt độ dung dịch.
Silic oxít vô định hình và đặc biệt là gel silic oxít ngậm nước, hòa tan trong
dung dịch kiềm nhanh hơn so với SiO2 kết tinh – thạch anh,
tridimit…Si(OH)4, SiO2.2 H2O, Si2(OH)2 hoặc SiO2.H2O hòa tan nhanh
trong Na2CO3 tạo thành Natrisilicat.
Na2CO3 + SiO2.H2O = Na2SiO3 + H2O + CO2
Na2SiO3 + NaAl(OH)4 + aqua = Na2O.Al2O3..n SiO2.mH2O + NaOH
Natri alumisilicat không hòa tan trong NaOH, ở dạng rắn, lẫn vào cặn đỏ.
2. Titan oxít
TiO2 ảnh hưởng nhiều đến quá trình thu Al2O3. Titan có mặt trong boxít
thường dạng TiO2.
TiO2 + NaOH = NaHTiO2
NaHTiO2 + H2O = NaHTiO3 + NaOH
Khi thêm vôi vào, vôi sẽ tác dụng với Titan oxít tạo thành Canxititanat,
giảm tổn thất kiềm.
TiO2 + 2CaO +n H2O = TiO2.2CaO. nH2O
3. Sắt oxít.
Trong thực tế thì Sắt oxit không hòa tan khi tách boxít bằng kiềm, sắt oxít
nhiều sẽ ảnh hưởng đến quả trình tách và rửa cặn đỏ.
Một vài khoáng vật sắt làm tăng tốc độ hòa tách bôxít.
4. Các chất hữu cơ.
Chứa lượng nhỏ trong bôxít nhưng sau vài lần tuần hoàn trong dung dịch sẽ
tích lũy lượng lớn các chất này.
Khi có mặt vôi, một số chất hữu cơ hòa tan trong dung dịch kiểm có tác
dụng làm tăng thực thu Al2O3, còn các chất khác ( hòa tan trong benzene,
nhưng không hòa tan trong kiềm) thì lại làm giảm thực thu Al2O3 từ bôxít

diaspo. Khi hòa tách bôxít có chứa nhiều chất hữu cơ tan trong benzene này
thì dung dịch aluminat có màu thẫm đen và nhôm oxít thu được trong quá
trình hòa tách rất thấp, để khử chất hữu cơ hòa tan trong beenzen này người
ta thường thiêu kết bôxít hoặc cho thêm với liều lượng cao ( đến 10% và
hơn nữa).
Các chất hữu cơ không chỉ ảnh hưởng đến quá trỉnh hòa tách bôxít, nếu
hàm lượng các chất hữu cơ cao thỉ độ nhớt của dung dịch aluminat tăng lên
rõ rệt, gây khó khăn cho việc phận cấp khi nghiền Bôxít, làm chậm quá
trình lắng và rửa bùn đỏ, cũng như quá trình lọc trên thiết bị lọc. Quá trình
khuấy phân hóa dung dịch aluminat cũng bị chậm lại và nhôm hydroxit
nhận được có độ hạt bé hơn, chất hữu cơ ảnh hưởng rất xấu đến hoạt động
của thiết bị cô bay hơi và đến quá trình kết tinh natri cacbonat từ các dung
dịch tuần hoàn.
Các chất hữu cơ chỉ có ảnh hưởng đến quá trỉnh khuấy phân hóa khi chúng
được tích tụ trong dung dịch đến giới hạn có hại, sau khi đạt đến giới hạn
này, tốc độ khuấy phân hóa chậm lại và khi tích tụ trên 3% các chất hữu cơ
(theo oxi) thì thực tế dung dịch ngừng phân hóa.
Nguồn tạp hữu cơ này chủ yếu là bôxít, ngoài ra chúng còn đi vào dung
dịch do kết quả tương tác giữa dung dịch với vải lọc và các chất làm đông
tụ chất hữu cơ thường cho vào huyền phù sau khi pha loãng để tăng tốc độ
lắng của cặn đỏ. Cùng với mồi nhôm hydroxit và cùng với dung dịch kiềm
sau khi costc hóa natricabonat các chất hữu cơ quay lại quá trình.
Để ngăn ngừa các chất hữu cơ tích lủy trong dung dịch, cần khử chúng song
song với việc bổ sung. Cần chú ý rằng một phần các chất hữu cơ được khử
đi trong các công đoạn: theo cặn đỏ, nhôm hydroxit thành phẩm,
natricacbonat monohydrate kết tủa khi bay hơi dung dịch cái và cặn vôi sau
khi costic hóa natri cacbonat màu hung. Càng nhiều chất hữu cơ tích tụ thì
chúng ra khỏi vòng quay càng nhiều bằng những con đường này.
Thiêu và trong một số trường hợp đem rửa bôxít có thể làm giảm nồng độ
tới hạn của các chất hữu cơ trong dung dịch aluminat.

Trong tất cả các chất hấp phụ các chất hữu cơ từ dung dịch aluminat ở các
công đoạn khác nhau nói trên thỉ natricacbonat monohydrate có khả năng
hấp phụ lớn nhất do hấp phụ nên sự phát triển của các tinh thể kết thúc
nhanh, chất kết tủa gồm những hạt rất bé, do đó có bề mặt riêng lớn và nồng
độ của các chất cao nhất. natricacbonat monohydrate mang màu các chất
hữu cơ, do đó ở các xí nghiệp còn gọi là natricacbonat màu hung. Nhôm
hydroxit nhận được bằng khuấy phân hóa cũng mang màu của các chất hữu
cơ, màu hồng nhạt, lượng các chất hữu cơ hấp phụ trên cặn đỏ phụ thuộc
vào sản lượng, thành phần khoáng vật và cỡ hạt của cuạn đỏ, tức là vào bề
mặt hoạt tính của cặn, cũng như các chất hữu cơ trong dung dịch aluminat.
5. Các chất chứa cabonat.
Trong bôxít chủ yếu là các hạt cacbonat đơn giản, canxi cacbonat CaCO3,
megezit MgCO3 và siderite FeCO3, khi hòa tách bôxít diaspo bằng dung
dịch đậm đặc Na2Othì đại bộ phận cacbon dioxit nằm trong các phần của
cacbonat, chuyển vào dung dịch để tạo thành Na2CO3.
CaCO3 + NaOH = Ca(OH)2 + Na2CO3
MgCO3 + NaOH = Mg(OH)2 + Na2CO3
Hoặc dưới dạng ion:
MeCO3 + OH-
= Me(OH)3 + CO3
2-
Chiều của các phản ứng thuận nghịch này sẽ phụ thuộc vào sự tương quan
đến độ hòa tan của các cacbonat và các hydroxit tương ứng. Nếu dung dịch
tuần hoàn có nồng độ Na2O cao thì độ hòa tan của các hydroxit giảm đột
ngột và phản ứng sẽ đi theo chiều ngược lại.
Phản ứng siderite với NaOH phức tạp hơn, trong những điều kiện này sát
hai không bền vững bị oxi hóa thành macnetit, vì sản phẩm tương tác có từ
tính và phản ứng kèm theo việc tiết ra hydro.
Dung dịch aliminat phân hủy siderir và magezit hoàn toàn hơn, và với tốc
độ bé hơn so với canxi.
Fe(Mg)CO3 + 2 NaAlO2 + 4 H2O = Fe(Mg)(OH)2 + Na2CO3 + Al(OH)3

Khi hòa tách các cacbonat nói trên thì otocla bằng dung dịch aluminat, thì
tương tác xảy ra không phải theo sơ đồ đã dẫn mà tương tác với kiềm tự do,
đưa đến việc giảm độ bền vững của dung dịch aluminat và làm cho nó phân
hóa.
Mặc dù một vài cacbonat: canxi. Siderite làm tăng tốc độ hòa tách bôxít
diaspo, nhưng chúng là những tạp chất có hại vì chúng làm trung hòa một
phần kiềm costic. Hàm lượng natri cacbonat càng tăng thì năng suất của các
thiết bị cô đặc bay hơi càng giảm, bởi vì ống nung càng nhanh bị đóng cặn,
càng nhiều natri cacbonic kết tủa thì khi cô đặc làm bay hơi và lượng
natricacbonat cần phải costic hóa để kiềm quay lại càng lớn.
6. Các muối sunfua.
Trong bôxít, lưu huỳnh chủ yếu ở dạng pirit FeS2, và dạng keo của hợp chất
này. Khi hòa tách trong dung dịch otocla thì việc chuyển lưu huỳnh vào
dung dịch aluminat đối với các loại bôxít pirit hóa phụ thuộc vào dạng
khoáng vật và cấu trúc của nó. Pirit có cấu trúc rõ rệt không tương tác với
dung dịch kiềm aluminat. Phần lớn lưu huỳnh trong dung dịch tồn tại dưới
dạng Na2S. Trong quá trình hòa tách, cũng như trong các công đoạn khác
một phần Na2S bị oxi hóa để biến thành natrisunfat.
Hàm lượng lưu huỳnh sunfat giảm khi tăng hàm lượng silic oxit trong dung
dịch.
Lưu huỳnh nên được coi là chất tạp vì nó tiêu tốn lượng kiềm và làm bẩn
dung dịch aluminat do sắt sufua tạo thành và kèm với các dung dịch keo
của nó. Khi sử dụng sunfua dạng keo trong dung dịch rất khó vì vậy bôxít
chứa nhiều lưu huỳnh dạng keo phân tán không dùng phương pháp Bayer.
Làm sạch bôxít khỏi các sunfua bằng cách tuyển nổi và thiêu, các sunfua dễ
nổi theo bọt. khi được thiêu trong lò lơó sôi, lưu huỳnh cháy tốt và nhanh
hơn. Khi thiêu bôxít nhiều sunfua, đặc biệt là diaspo bôxít trong lò lớp sôi
là biện pháp cơ bản nhất để chuẩn bị bôxít cho hòa tách otocla.

Các giai đoạn chính trong quá trình sản xuất alumin
1. Hòa tách
2. Pha loãng
3. Khuấy phân hóa
4. Cô bay hơi
A. HÒA TÁCH
Các đặc trưng chủ yếu của quá trình hòa tách bôxit trong ôtocla là thực
thu Al2O3, năng suất thiết bị và suất tiêu tốn hơi và kiềm
Các điều kiện tối ưu được xác định lập bằng thực nghiệm , quan trọng
nhất là :
1. Độ nghiền mịn của bôxit
2. Sự khuấy trộn huyền phù trong otocla
3. Nồng độ kiềm hoạt tính trong dd tuần hoàn
4. Nhiệt độ và thời gian hòa tách
5. Sự có mặt của vôi và các chất khác
6. Tính liên tục hoặc chu kỳ của quá trình hòa tách
Hoà tách bôxit hydragilit dễ phân huỷ có thể tiến hành trong các bể
thông thường , khuấy huyền phù bằng không khí hoặc bằng cơ giới. để tăng tốc
độ quá trình và thực thu Al2O3 , dùng dd kiềm đậm đến 250g/l Na2O và hoà
tách ở nhiệt độ gần với điểm sôi của dd khoảng 150o
C
Nung nóng hơn nữa sẽ giúp tăng thực thu Al2O3 , đặc biệt với dd loãng
hơn và tỉ số costic thấp. vì vậy nói chung các xí nghiệp đều tiến hành hòa tách
bôxit hydragilit trong ôctola. Bôxit bơmit và diaspo luôn luôn hòa tách trong
ôtocla ở áp suất khoảng 25 at và cao hơn.
Ôtocla luôn luôn được chế tạo bằng thép : chúng đủ bền và chống được
ăn mòn của các dd aluminat. với nhiệt độ và áp suất cao hơn nhiệt độ và áp
suất thường dùng ở xí nghiệp (60 at và cao hơn) thì thép cácbon bị ăn mòn:
trong những trường hợp này ôtocla phải được chế tạo bằng thép hợp kim đắt
tiền hơn.

Nung nóng huyền phù trong otocla có thể qua bề mặt truyền nhiệt, hoặc
bằng hơi đưa trực tiếp vào huyền phù ôtôcla. bề mặt truyền nhiệt thường dùng
là áo hơi hoặc ruột xoắn. phương pháp trao đổi nhiệt này có những nhược điểm
sau đây :
1. Áp suất trong áo hơi phải cao hơn trong ôtôcla , làm cho cấu tạo
ôtôcla phức tạp và đắt
2. Thời gian nấu kéo dài huyền được nung nóng chậm bởi vì suất diện
tích nung nóng bé và quá trình truyền nhiệt bị xấu đi do tạo thành cặn
cáu trong ôtocla
3. Để khuấy trộn huyền phù nung nóng qua tường , thường dùng cách
khuấy cơ giới , mà việc chèn kín trục cánh khuấy này phức tạp và đòi
hỏi phải thay đổi luôn.
Để nung nóng những lượng huyền phù lớn ở các xưởng alumin hiện đại,
đòi hỏi phải có diện tích trao đổi nhiệt lớn, phù hợp với các thiết bị nung nóng
kiểu ống. Trong điều kiện sản xuất, người ta thường dùng thiết bị trao đổi nhiệt
có đầu “bơi” vì trong các thiết bị này chỉ có một phía đầu ống là hàn cứng vào
thân thiết bị , còn phía kia thì chuyển động tự do theo chiều trục . Cấu tạo này
giúp cho các ống không bị uốn cong và biến dạng do dãn dài, ngay cả khi có sự
khác nhau lớn về nhiệt độ. Ưu điểm của thiết bị trao đổi nhiệt này là dễ tháo và
dễ làm sạch .
Huyền phù chuyển động theo ống, còn hơi nung nóng thì chuyển động
trong không gian giữa các ống. để tránh tăng áp suất trong thiết bị nung nóng
và ôtocla quá mức quy định, bơm pittong được trang bị áp kế tiếp xúc, mắc
liền với bộ khởi động của động cơ và cũng được trang bị van an toàn.
Để định kì thải khí ra khỏi ôtocla trên mỗi thiết bị có đường ống xả khí ,
nối phần trên của ôtocla với ống tháo mà ống này thì nối với đường xả. Mỗi
ống thải khi đều có van khóa, van này mở không lâu trước khi xả toàn dãy
ôtocla.
Từ ôtocla cuối cùng của dãy huyền phù đi qua thiết bị tự bốc hơi và ở
đây được làm nguội đến gần điểm sôi tương ứng với áp suất khí quyển . Nhiệm

vụ chủ yếu của thiết bị tự bốc hơi là nhanh chóng giảm nhiệt độ của huyền
phù quá nung trong ôtocla xuống đến mức các công đọan tiếp theo có thể tiến
hành ở áp suất thường. Một nhiệm vụ khác là nhanh chóng tách hơi của quá
trình tự bốc hơi, vì sử dụng hơi này sẽ làm giảm rất nhiều lượng tiêu hao hơi
nước.
 Độ Nghiền Mịn Của Bôxit
Tốc độ hòa tách tỉ lệ thuận với bề mặt tiếp xúc của bôxit với dd,
Nghiền mịn bôxit sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc giữa bôxit với dd, làm
tăng tốc độ hòa tách. Điều không kém phần quan trọng là khi nghiền quặng sẽ
phá vỡ các kết hạch giữa các hạt của các khoáng vật khác nhau, bóc trần các
khoáng sản hòa tan, tức là làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa chúng với dd tuần
hoàn.
Cùng điều kiện nghiền như nhau, mức độ bóc trần ( hay là tỉ số trọng
lượng các hạt tự do của khoáng vật có ích trên hàm lượng tổng của các khoáng
sản này trong quặng) càng cao thì tiến hành hòa tách càng tốt. khi nghiền các
kết hạch bị phá vỡ chủ yếu ở những chỗ tiếp giáp giữa các khoáng sản khác
nhau, bởi vì ở đây độ bền kém hơn trong bản thân các hạt của từng khoáng sản
riêng biệt.
Để đạt đến độ bóc trần hoàn toàn của khoáng sản , cần phải nghiền đến
mức tất cả các hạt quặng sau khi nghiền đều bé hơn các hạt ban đầu của
khoáng sản hòa tan.
Trong bôxit các hạt điaspo và bơmit thường rất bé, do đó muốn bóc trần
chúng hoàn toàn đòi hỏi phải nghiền rất mịn. tuy nhiên không nhất thiết phải
nghiền bôxit để bóc trần hoàn toàn các hạt nói trên , bởi vì về trọng lượng cũng
như về thể tích, chúng chiếm tuyệt đại bộ phận trong bôxit, mà đối với khoáng
sản nhiều nhất trong quặng thì nó có thể được bóc trần ngay cả khi kích thước
các hạt sau khi nghiền lớn hơn kích thước các hạt khoáng sản ban đầu.
Độ nghiền mịn có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình hòa tách , tùy
thuộc vào cấu trúc , thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của bôxit.
Các loại bôxit khác nhau , nghiền với kích thước khác nhau.

Để hòa tách bôxit có cấu trúc chặt chẽ , đòi hỏi phải nghiền mịn hơn so
với bôxit xốp , trong đó có nhiều khe, rãnh mà dung môi có thể xuyên qua dưới
tác dụng trực tiếp của các lực mao dẫn hoặc do kết quả của khuếch tán .
Nghiền càng mịn, càng làm giảm chiều dài của các khe rãnh và ống mau dẫn ,
do đó càng làm dung môi dễ thâm nhập vào các hạt quặng và càng thúc đẩy
quá trình hòa tách . Bôxit càng chặt càng ít khe rãnh , càng khó thấm ướt và
khuếch tán dung môi vào hạt quặng, do đó phần nhôm hydroxit được hòa tách
qua các khe hở càng ít.
Dung dịch chỉ có thể thâm nhập vào các lỗ xốp khi không khí ở đây đã
được đẩy đi, mà điều này phụ thuộc vào độ thấm ướt dd, hay là tính hào nước
của bề mặt bôxit. Một số chất hữu cơ hoạt tính bề mặt tạo ra những màng háo
nước giúp cho dd dễ thấm ướt và thâm nhập sâu vào trong quặng.
Độ nghiền tối ưu của các hạt bôxit không giống nhau. Bôxit đặc sít ,
nhất là trong đó có khoáng sản chủ yếu bị cách ly hoàn toàn bởi các chất tạp,
đòi hỏi phải nghiền mịn hơn so với bôxit tơi xốp.
Ở một số bôxit, các hạt khoáng sản chứa alumin bị bao bọc bởi một lớp
màng mỏng chất tạp , không tác dụng với dd tuần hoàn. Trong trường hợp này
hòa tách bôxit chỉ tiến hành do khuếch tán dung môi qua những lớp màng này,
hoặc qua lỗ xốp và khe rãnh trong chúng. Đối với các loại bôxit này thì nghiền
mịn là đặc biệt cần thiết, nhằm phá vỡ các lớp màng được tạo được tạo thành
bằng các chất hữu cơ, không tác dụng với dd aluminat, hoặc bằng gel silic, bao
bọc chung quanh các hạt điaspo.Bôxit điaspo nghiền mịn đem làm sạch SiO2
bằng cách khuấy trộn sơ bộ ở 80o
C với dd aluminat đậm đặc đã khử silic. Việc
làm sạch silic oxit ra khỏi bôxit càng nhiều càng tốt.
Hạt nghiền mịn sẽ thu được alumin cao ở chế độ hòa tách nhất định,
tăng độ nghiền mịn còn làm giảm đột ngột năng suất của máy nghiền, còn làm
chậm quá trình lắng cặn đỏ, do đó làm giảm năng suất của các thiết bị lắng và
rửa
 Sự Khuấy Trộn Huyền Phù Trong Otocla

Cũng như phần lớn các quá trình dị thể, quá trình hòa tan của khoáng
sản chứa alumin của bôxit bao gồm các giai đoạn sau:
 Thấm ướt bề mặt của khoáng sản bằng dd kiềm
 Quá trình tương tác thực thu giữa natri hydroxit với khoáng sản
 Bão hòa alumin và nghèo natri hydroxit hoạt tính trong lớp bề mặt của
dd
 Khuếch tán alumin hòa tan từ lớp biên và di chuyển kiềm đến lớp này
Thường khuếch tán là giai đoạn chậm nhất trong số các giai đoạn nói
trên , quyết định toàn bộ tốc độ của quá trình. Khuấy trộn huyền phù làm giảm
chiều dày của lớp khuếch tán chung quanh của hạt boxit và đồng đều hóa nồng
độ alumin và Na2O hoạt tính, tăng tốc độ khuếch tán.
 Nồng Độ Kiềm Hoạt Tính Trong Dd Tuần Hoàn
Tăng hàm lượng Na2O hoạt tính chẳng những làm tăng tốc độ hòa tách,
mà còn làm giảm tiêu tốn hơi để nung nấu bôxit và giảm tiêu tốn lao động ; thể
tích của thiết bị hòa tách cũng yêu cầu bé hơn
Hàm lượng kiềm quá cao sẽ làm otocla bằng thép bị ăn mòn và nước rửa
cặn phải nhiều hơn, tăng phụ tải cho quá trình bốc hơi và làm điều kiện làm
việc ở đây xấu đi.
 Nhiệt độ và thời gian hòa tách
Tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ hòa tan, để đạt cùng kết quả như nhau, có
thể giảm thời gian hòa tách.
Nhiệt độ càng cao, áp suất trong ôtocla cũng càng cao, đòi hỏi ôtocla
phải bền hơi, chịu ăn mòn cao của kiềm trong điều kiện này . khi hấp thụ liên
tục , cung cấp huyền phù dưới ánh suất cao đặc biệt khó khăn.
Nhiệt độ và thời gian nung nóng cũng ảnh hưởng đến đến mất mát kiềm
vào bùn đỏ
 Sự có mặt của vôi và các chất khác
Cho vôi khi hòa tách bôxit điaspo và điaspo –bơmit làm cho nhôm
hydroxit hòa tan nhanh và tốt hơn.

Khi nung nấu với kiềm , các tạp CaCO3 , FeCO3 trong bôxit phân hủy ,
tạo thành các hydroxit tương ứng nên cho vôi vào ít hơn, lượng vôi cho vào tối
ưu thường 3-4% so với lượng boxit, được xác định vào thực nghiệm vì nó phụ
thuộc đồng thời vào nhiều nguyên nhân : dạng và thành phần bôxit, các chất
tạp có trong bôxit, các điều kiện hòa tách ..
Khi cho vôi vào trong quá trình hòa tách bôxit : vôi rẻ tiền , không làm
bẩn dd aluminat và không làm giảm lượng kiềm và mất mát Na2O trong cặn
đỏ.
Nhưng khi cho lượng vôi vào nhiều sẽ tạo thành canxi aluminat ngậm
nước , để tránh mất mát lượng nhôm oxit này người ta có thể cho vào
natricacbonat khi rửa cặn đỏ.
Canxi tạo các hợp chất kết tủa với các hợp chất phụ có trong bôxit như
titan ,.. và được tách ra khỏi dd .
Vôi còn hấp phụ các màu do các tạp chất tạo ra trong dd.
 Tính liên tục hoặc chu kỳ của quá trình hòa tách
Tất cả các công đoạn trong sản xuất alumin theo pp bayer thường tiến
hành liên tục.
Ưu điểm của khâu hòa tách liên tục so với gián đoạn là:
a. Không có thời gian chết của otocla khi nhập liệu và tháo liệu
b. Tận dụng được hết thể tích của otocla, vi huyền phù được điền
đầy.
c. Năng suất tăng cao
d. Tiết kiệm được hơi nước , do huyền phù được nung nóng trước
khi vào otocla bằng hơi của quá trình tự bốc hơi của huyền phù
otocla.
e. Vốn đầu tư ít, giảm số ôtocla sử dụng và thể tích nhà xưởng
f. Giá thành của quá trình ít hơn nhiều.
Hòa tách boxit hydragilit dễ phân hủy có thể tiến hành trong các bể
thông thường , khuấy huyền phù bằng không khí hoặc bằng cơ giới . để tăng

tốc độ quá trình và đạt Al2O3 , dùng dd kiềm đậm đến 250g/l Na2O và hòa tách
ở nhiệt độ gần với nhiệt độ điểm sôi của dd khoảng 1050
C.
B. KHUẤY PHÂN HÓA
Dung dịch aluminat sau khi hòa tách qua quá trình làm loãng dung dịch,
sau đó được đưa qua quá trình phân hóa, nhiệt độ cái cân bằng càng thấp thì
càng nhiều nhôm hydroxit kết tủa, cần chọn các điều kiện phân hóa thích hợp
để quá trình tiến hành nhanh nhất và hoàn toàn nhất , nhưng độ hạt của nhôm
hydroxit kết tủa không quá lớn,mà cũng không quá nhỏ. Nếu kết tủa các hạt
nhỏ mịn hoặc các hạt nhôm hydroxit vô định hình, các công đoạn sau sẽ gặp
khó khăn , tăng mất mát nhôm oxit và natri oxit do bay bụi nhôm hydroxit và
khó rửa cho sản phẩm hết kiềm .
Thời gian khuấy phân hóa dd aluminat chiếm hơn nửa thời gian của toàn
bộ quá trình sản xuất alumin, để kết tủa khoảng 50-52% nhôm oxit từ dd, cần
khuấy liên tục dd aluminat từ 60-100h và thêm mồi nhôm hydroxit mới kết tủa
để tăng tốc độ phân hóa.
1. Ảnh hưởng những điều kiện khác nhau đến khuấy phân hóa dung dịch
aluminat
Kết quả khuấy phân hóa phụ thuộc vào các yếu tố sau:
 Nhiệt độ dd aluminat: tăng nhiệt độ của dd sẽ làm giảm tốc độ phân
hóa và với thời gian khuấy phân hóa đã chọn thì thực thu Al2O3 sẽ giảm xuống
một cách tương ứng làm nguội thì xảy ra hiện tượng ngược lại.nung nóng làm
tăng độ hạt của hydrat tiết ra, bởi vì tăng nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ tạo thành
các mầm và tăng tốc độ phát triển của chúng
 Nồng độ dd aluminat:khi chọn nồng độ của dd aluminat để tiến hành
khuấy phân hóa cần xuất phát những suy tính sau:
a. tỉ số costic của dd cái phải bằng 3,4 và cao hơn, ở tỉ số này thưc
thu Al2O3 đạt 50% và cao hơn.
b. Hydrat phải gồm chủ yếu các hạt kích thước 50-60m

c. lượng Al2O3 lấy được từ 1m3
dd trong 1 ngày đêm không được ít
hơn 15-20kg.
Thay đổi nồng độ trong những giới hạn thông thường không gây ảnh
hưởng lớn đến độ hạt trung bình của hydrat khi khuấy phân hóa.
 Tỉ số kiềm trong dd trước và sau khuấy phân hóa: giảm tỉ số costic
sau khi lọc làm tăng tốc độ phân hóa dd aluminat, tăng thực thu Al2O3 , năng
suất thiết bị phân hóa và chất lượng dd cái; các dd này ra khỏi thiết bị phân hóa
với tỉ số cao hơn. giảm tỉ số này trong các dd có ảnh hưởng tốt đến khuấy phân
hóa chủ yếu trong các giờ đầu.
 Số lượng và chất lượng mồi :mồi hoạt tính là hydrat độ hạt mới kết
tủa dùng làm mồi sẽ có họat tính cao hơn hydrat thông thường trong huyền phù
mồi sẽ có hoạt tính cao hơn hydrat thông thường trong huyền phù mồi ở xí
nghiệp. đó là do nhôm hydroxit tuần hòan lớn lên theo thời gian và hấp phụ các
chất tạp, điều này làm giảm nồng độ các điểm hoạt tính trên bề mặt chung của
các hạt hydrat tính trên đơn vị trọng lượng . do đó nếu mỗi dd đều khuấy phân
hóa với mồi mới kết tủa thì năng suất của công đọan phải tăng lên.
 Thời gian và tốc độ khuấy: tốc độ khuấy trộn ít ảnh hưởng đến phân
hóa dd; cường hóa khuấy trộn có làm tăng phần nào tốc độ phân hóa.
 Các tạp chất: các chất hữu cơ có các tác hại đã nêu ở trên. Các xí
nghiệp thường khử các chất hữu cơ từ dd tuần hoàn theo natri cacbonat. Khi
nung nóng natri cacbonat này đến 400o
C thì các chất hữu cơ này cháy đi. Vì
lượng natri cacbonat màu hung không nhiều , phương pháp khử này không cần
tốn kém nhiều.
 Phương pháp khuấy: trong sản xuất dd aluminat được khuấy phân
hóa gián đoạn cũng như liên tục . khuấy liên tục có nhược điểm lớn làm chậm
quá trình phân hóa dd aluminat , do dd ban đầu nhanh chóng bị pha loãng khi
cho dd vào thiết bị phân hóa đầu tiên đã chứa dd nghéo Al2O3 và với tỉ số
costic cao.nhưng hiện nay nguời ta đã khắc phục được nhược điểm ấy và thu
được hiệu quả cao.

Các nhà máy sản xuất thường để chế độ khuấy phân hóa sao cho thu
được nhôm hydroxit có độ hạt từ 60m trở lên ,mặc dù khuấy phân hóa để
được độ hạt hydrat bé tiến hành nhanh hơn. Nhưng với các hạt hydroxit hạt
mịn,nhất là vô định hình sẽ
1. giảm đột ngột tốc độ lắng các hạt , giảm năng suất của các thiết bị
lắng và rửa
2. tăng phụ tải ở công đoạn cô bay hơi và tăng lượng tiêu tốn hơi, vì để
rửa hết kiềm trong loại hydrat này cần nhiều nước hơn
3. làm chậm quá trình lọc, vì hạt bé đi qua vải lọc cùng với nước lọc,
còn với hạt lớn hơn thì làm tắc vải lọc
4. mất mát các hydroxit nhôm ở dạng bụi
Thiết bị phân ly dạng hình trụ tương tự như ôtocla nhưng kích thước nhỏ
hơn, bùn quặng sôi rất mạnh, nhiệt độ giảm do nước bốc hơi thu nhiệt. để thu
hồi các giọt do nước bốc hơi mang đi, trong thiết bị phân ly có bộ phận ngưng
đọng dung dịch.
Đem bùn pha loãng mục đích quá trình là làm lắng tốt hơn. khử SiO2
được hòan toàn , sau đó lắng gạn.
C. KIỀM HÓA NATRI CACBONAT TUẦN HOÀN
Sau mỗi chu kỳ của quá trình, gần 2% kiềm bị trung hòa thành
cacbonat và khi cô đặc hơi được tách ra dưới dạng natri cacbonat màu nung,
để chuyển natri cacbonat về dạng kiềm người ta dùng đun sôi với sữa vôi
Na2CÒ3 + Ca(OH)2 = 2 NaOH +CaCO3
Để kiềm hóa 85% dd soda, cần lượng CaO không ít hơn 130% so với
lượng tính theo natri cacbonat, trong đó 45% dùng tạo hydroaluminat , còn
85% cho quá trình kiềm hóa. Thành phần soda có màu hung ảnh hưởng quá
trình , nó càng ít dd tuần hoàn thì hàm lượng Na2O và nhôm oxit trong dd ban
đầu càng thấp. Điều này làm tăng kiềm và tăng năng suất . Nhiệt độ cần được

giữ cao trong các thiết bị kiềm hóa, thiết bị lắng, nhiệt độ cao ít tạo thành
hydroaluminat, giảm tổn thất lượng nhôm oxit và giảm lượng tiêu tốn CaO.
D. NUNG NHÔM HYDROXIT
Nung là nguyên công cuối cùng trong tất cả các phương pháp sản xuất
alumin . độ sạch , độ hạt và thành phần pha là những yếu tố quyết định chất
lượng của alumin dùng trong điện phân.
Độ sạch và ảnh hưởng của nó đến quá trình điện phân rất lớn, gây cản
trở quá trình điện phân, giảm hiệu suất...Độ hạt có ảnh hưởng khác nhau đến
các chỉ tiêu điện phân, hạt bé nhiều sẽ làm tăng mất mát do bay bụi, còn các
hạt lớn thì hòa tan chậm trong chất điện phân và đóng tảng trên đáy bể điện
phân.
Khi nung không phải toàn bộ alumin chuyển thành α-Al2O3. trong
alumin kỹ thuật ngoài α-Al2O3, luôn luôn có chứa -Al2O3 , có khi còn có một
ít bơmit, chúng hòa tan trong chất điện phân với tốc độ khác nhau, hút ẩm khác
nhau và khác nhau về kích thước của các tinh thể. Tất cả điều này có thể ảnh
hưởng lớn đến tiến trình điện phân.
Hàm lượng các chất tạp trong alumin hầu như hòan toàn phụ thuộc vào
độ sạch của nhôm hydroxit ban đầu. Thường chỉ nhận thấy vài sự sai lệch về
hàm lượng Na2O, SiO2, và Fe2O3. Na2O còn lại ít hơn do bay hơi, còn SiO2 và
Fe2O3 thì nhiều hơn do sự mài mòn của tường lò, đặc biệt ở các vùng nhiệt độ
cao bởi vì do giao động nhiệt độ, gạch chịu lửa bị nứt và vỡ vụn. Vì vậy , đối
với lò nung vấn đề rất quan trọng là chọn gạch chịu lửa cứng, bền , chịu nhiệt
và chịu được những thay đổi nhiệt độ. Ở vùng nhiệt độ cao, lò được lát bằng
samốt có hàm lượng alumin cao.
Độ hạt của alumin chủ yếu do kích thước các hạt hydrat quyết định, do
đó độ hạt này chỉ xác định khi cung cấp alumin cho các xí nghiệp đá mài, còn
đối với các xí nghiệp điện phân thì độ hạt của alumin được đánh giá theo độ
hạt của hydrat ban đầu.

PHẦN 3. PHẦN KẾT LUẬN
Bauxite, một trong nhiều khoáng sản có thể khai thác ở Việt Nam, là tài
nguyên thiên nhiên của quốc gia, tương tự như nông sản, lâm sản, thủy sản,
và nước. Tài nguyên thiên nhiên cần phải được khai thác nếu việc khai thác
mang lại phúc lợi tối đa cho người dân, có ảnh hưởng tối thiểu đến đời sống
của dân cư và môi trường trong vùng khai thác, và góp phần tích cực vào
công cuộc phát triển chung của đất nước.

Tổng quan về bauxite và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.docx

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Tổng quan về bauxite và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.docx

Similar to Tổng quan về bauxite và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.docx (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Tổng quan về bauxite và công nghệ chế biến bauxite của Việt Nam.docx