石灰拜耳法是指在鋁土礦磨礦過程中,添加比常規拜耳法過量的石灰,使配入的石灰量除滿足與二氧化矽反應,還使溶出過程中的脫矽產物由方鈉石型的含水鋁矽酸銷轉變為水化石榴石型的含水鋁矽酸鈣,使溶出脫矽產物中不含破,以達到大幅度降低鹼耗的目的,其反應方程式為
xNa2SiO3 +Ca(OH)2 + 2NaAl(OH)2=3CaO·Al2O3·xSiO2·nH2O+2(1+x)NaOH
試驗研究證明,在一水硬鋁土礦的深出條件下,反應式中的x為0.9-1.0脫矽產物中不含苛性鹼,當配入足夠的石灰時,理論上赤泥中氧化鈉的化學損失趨於零,氧化鋁生產的鹼耗與鋁土礦中的二氧化矽的含量無直接關係,這樣就很大限度地放寬了拜耳法生產鋁土礦A/S的限制,使中低品位的鋁土礦適應於拜耳法生產工藝。
中國用於氧化鋁生產的鋁土礦大多為一水硬鋁石型鋁土礦,此種鋁土礦是三種鋁土礦中最難的,在中國已經探明的80%以上屬於中低品位的一水硬鋁石,其A/S都低於8,對於這種高矽的鋁土礦,不適合套用常規的拜耳法生產,大多數採用流程長,能耗高、建設投資大的混聯法生產,此種方法生產出的氧化鋁產品質量不高,生產成本較高,缺乏市場競爭力,因此,開發生產成本低的氧化鋁生產工藝就非常緊迫。瀋陽鋁鎂設計院在山東分公司20世紀80年代實驗室探索的基礎上,於1996年開展了“石灰拜耳法生產新工藝”開發研究,並立項為“九五”國家重點科技攻關項目。經與鄭州輕金屬研究院聯合攻關,石灰拜耳法生產新工藝取得成功,2004年,瀋陽鋁鎂設計院將該成果成功套用於河南分公司7X104t氧化鋁擴建工程和山西分公司8X105t氧化鋁工程,並相繼於2005年9月建成投產,河南分公司7X10't氧化鋁擴建工程的生產實踐表明,主要技術指標達到設計指標。
意義:
(1) 由於石灰拜耳法只是改變了鋁土礦的溶出機理,其流程與常規拜耳法完全相同,不需要另外再加額外的工序,因此投資少,能耗低,對於多數能處理礦石的A/S>6 的、高溫溶出的拜耳法廠,經濟效益明顯。
(2) 石灰拜耳法可用於高溫溶出一水硬鋁石或一水軟鋁石型鋁礦的新、老拜耳法廠,從而降低鹼耗及生產成本。
(3) 石灰拜耳法將對國內、外氧化鋁技術發展產生積極影響。