前言

我国铝土矿资源丰富，但绝大部分矿石属高铝、高硅、中低品位的一水硬铝石型铝土矿，无法直接采用工艺简单、经济性较好的拜耳法生产氧化铝。为了解决日益突出的资源贫化问题，经原中国长城铝业公司、北京矿冶研究总院 、中南大学、沈阳铝镁设计研究院等多家单位合作于 1999 年完成了铝土矿选矿试验室、小型、连续扩大试验和铝土矿选矿工业试验，成功地通过正浮选的办法将 A/S 为 5 ～ 6 的原矿提高 A/S 为 11 以上的选精矿 。而“双流法溶出新工艺设备研究”由郑州轻金属研究院、原中州铝厂和沈阳铝镁设计院共同承担，于 2001 年 8 月完成了半工业试验。

铝土矿选矿和“双流法”溶出技术成果为选矿-拜耳法新技术的产业化铺平了道路。2002 年 11 月10 日，国家高新技术产业化示范工程项目“中国铝业中州分公司选矿-拜耳法生产氧化铝新技术产业化示范工程”正式开工建设，主体工艺采用铝土矿聚团浮选、双流法溶出、高效沉降槽分离洗涤、赤泥干法输送堆存、高浓度一段分解技术、管式降膜蒸发、悬浮焙烧砂状氧化铝生产等先进技术和装备。设计规模为年产氧化铝 30 万吨。经过建设者一年多的艰苦努力，工程于 2004 年 1 月 15 日全面建成投产。2004 年 5 月基本实现达产达标 1。

定义所谓双流法，是将配矿用的循环母液分为两部分，一部分为总液量的20%（按体积计算）与铝土矿磨制成矿浆流，剩余的大部分碱液为碱液流，两股料流分别用溶出后矿浆多级自蒸发产生的二次蒸汽不同程度地预热后，碱液流再单独用新蒸汽加热，在第一个溶出器（或溶出管）中，两股物料流汇合；汇合后矿浆在溶出器中用新蒸汽再直接加热至溶出温度并在其后的溶出器中完成碱液对氧化铝的溶出过程。其工艺流程如下所示：

双流法的优缺点：（1）换热面上结疤程度轻。在双流法溶出工艺中，绝大部分溶出碱液不参与制备矿浆而单独进入换热器间接加热，因溶出液碱中SiO2含量很低，加热过程中硅渣析出量很少，因此大大减轻碱液预热器热交换面上的结疤；少量碱液与铝土矿磨制成高固含矿浆，虽然这部分矿浆与单流法矿浆一样，具备矿石和碱液充分接触的条件。但是，与碱液流相比，这部分料流量少，可以在常压预脱硅后不再间接加热或只加热到不严重形成含硅、钛渣结疤的温度，以保护换热器的换热效率。所以，在双流法溶出中，换热面上的结疤程度比单流法要轻的多。

（2）投资省、成本低。双流法溶出工艺的设备投入费用比管道化溶出和管道预热-压煮器溶出等方案低20%以上，而生产运行费用与管道化溶出基本相当，比单管预热-压煮器溶出低，所以采用双流法溶出技术经济上是合理的。

（3）结疤易清理。在双流法溶出过程中，不论是高温间接加热的碱液流还是低温间接加热的矿浆流，换热器管壁结疤的主要成分都是水合铝硅酸钠，避开了单流法溶出时加热管壁上钙、钛、铁等杂质结疤生成的条件。所以，双流法溶出的加热管结疤只需用低浓度（5.0~10.0%）的硫酸溶液即可有效的清洗。

（4）双流法溶出器组的主要缺点是碱液在高温情况下对管道壁的腐蚀加大，发生碱淬现象，造成溶出机组频繁停车检修，降低了机组运转率2。

国内溶出工艺现状我国氧化铝生产方法一般采用烧结法、拜耳法或混联法 。其中，拜耳法溶出技术可分为三类：多罐串联连续溶出技术；单套管预热-高压釜溶出技术；管道 - 停留罐溶出技术。

(1) 多罐串联连续溶出技术。特点采用蒸汽直接加热，由于冲淡严重，溶出 Nk 低，溶出温度也比较低，溶出指标差，赤泥浆被迫再用于烧结法回收氧化铝和碱，属于淘汰的技术，目前仅少量存于中国铝业河南分公司，且已准备改造 。

(2) 单套管预热-高压釜溶出技术。以中国铝业广西分公司为代表，为二十世纪九十年代从法国彼施涅公司引进的 AP 溶出技术，其主要技术要点为：矿浆在单管预热器中预热到150℃左右，再在间接加热机械搅拌高压釜中加热、溶出；溶出温度260℃,溶出时间为 40 min 左右；矿浆流量高达 490m 3 /h，单套管反应器直径大，减少了结疤对流速和阻力的影响，但机械搅拌高压釜数量多、加热管束易结垢、机械搅拌机构复杂。中国铝业山西分公司、贵州分公司也采用了此项溶出技术 。

(3) 管道-停留罐溶出技术。以中国铝业河南分公司为代表,其技术原型是德国管道化溶出技术,特点是：矿浆用隔膜泵喂入管道加热器。加热器分别用溶出后矿浆、闪蒸乏汽、熔盐做热源，溶出温度高达270℃～ 280℃，进入管道（或停留罐）短时停留溶出后闪蒸。溶出时间短，溶出效果好，可实现低碱浓度溶出，溶出 Rp 高，能耗较低且循环效率高。管式反应器制造和维护容易，不足之处是系统反应温度高、压力高。

中州分公司高温双流法溶出工艺中州分公司高温双流法溶出工艺以“九五”科技攻关成果-郑州研究院双流法试验装置为基础，经沈阳铝镁设计研究院设计，形成最终工艺流程：将循环碱液的 1/4-1/3 用于化制石灰乳，用制成的固含约 300 g/L 的石灰乳与选精矿配制成固含900 g/l ～ 1000 g/l 的高固含原矿浆，高固含原矿浆经 100℃预脱硅 10 h 后，用隔膜泵送入 7 级单套管预热器预热至 180℃； 剩余的循环碱液，用活塞泵直接送入 10 级乏汽套管预热器预热后,再经 3 级饱和新蒸汽套管加热器加热至 260℃；两股流混合后进入 9 台溶出器，在前 2 台溶出器中喷入适量的过热蒸汽，将料浆加热至溶出温度（260 ℃～ 265℃），保温溶出后，矿浆经 10 级自蒸发降温至 130℃，二次汽用于矿浆和碱液的预热。料浆从自蒸发器进入稀释槽，加入一定量的一次洗液调 Nk 至 170g/L，然后送至赤泥分离洗涤工序。

特点：

高浓度循环碱液化灰；

高固含矿浆 、 循环碱液分流预热；

采用预热段间接加热和溶出罐直接加热相结合，简化生产流程；

溶出温度高、碱液浓度高3。