拜耳法是一種重要的鋁土礦加工方法，其生產(chǎn)工藝流程主要包括三個階段：溶出、分解和焙燒。具體來說，整個流程涵蓋了礦石的破碎、均化及濕磨、高溫高壓條件下的溶出、赤泥的分離洗滌、葉濾、種子分解、母液的蒸發(fā)，以及最后的AlOH焙燒等多個關(guān)鍵步驟。

鋁礦石在進(jìn)入工廠后，會經(jīng)過破碎、均化和貯存等工序。隨后，這些碎礦石會被送入濕磨工序，其目的是將鋁礦石進(jìn)一步磨細(xì)，并與石灰和循環(huán)堿液進(jìn)行三組分配料，以滿足高壓溶出的要求。該工序的技術(shù)條件包括石灰加入量為干鋁礦量的7%，循環(huán)堿液配入量控制溶出液的αk（苛性化系數(shù)）為1.4左右，以及磨礦細(xì)度達(dá)到-315μm 100%和-63μm 70%～75%。

高壓溶出是拜耳法的核心環(huán)節(jié)，它要求高效的熱利用率、低建設(shè)投資和易操作性。對于溶出一水硬鋁石型礦石，常用的工藝是將原礦漿先進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入預(yù)熱壓煮器中進(jìn)一步提高溫度，最后在反應(yīng)壓煮器中用新蒸汽間接加熱到溶出溫度。整個溶出過程實現(xiàn)礦漿的間接加熱，通過機(jī)械攪拌強化傳熱和傳質(zhì)，使得溶出率高達(dá)95%以上。

溶出完成后，礦漿會經(jīng)過降溫、減壓和稀釋，以便在常壓下進(jìn)行赤泥的分離和洗滌。這一工序通常采用沉降槽，其中深椎沉降槽是工業(yè)上的設(shè)備。分離后的溢流是產(chǎn)品粗液，經(jīng)過控制過濾得到精制液后送去種子分解；而底流則是固體殘渣，即赤泥。赤泥經(jīng)過多次沉降反向洗滌回收附液中的堿后，會被送往堆場堆存。這一工序的主要技術(shù)條件包括物料溫度維持在95℃以上，分離沉降槽的底流固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到41%以上，以及通過加入絮凝劑來改善沉降性能。
種子分解是將鋁酸鈉溶液與種子（細(xì)AlOH）混合，通過降低溫度和長時間攪拌，使溶液自行分解析出固體AlOH）和液體苛性堿。該工序的關(guān)鍵技術(shù)條件包括起始分解溫度70℃，終止溫度45℃，分解時間持續(xù)55～60小時。同時，種子加入量需控制在2.5～5.5的范圍內(nèi)，即加入的Al(OH)₃中的Al₂O₃重量與溶液中的Al₂O₃重量之比。分解率則應(yīng)達(dá)到45%～50%。

氧化鋁裝置MPR E-Scan在線NK濃度分析儀應(yīng)用于管道化溶出工段

經(jīng)過種子分解，我們得到的是固體AlOH）與液體苛性堿液的混合物。通過分級和過濾，這些混合物被分離成種子（細(xì)AlOH））、產(chǎn)品AlOH）和分解母液（苛性堿溶液）。種子被送回種分槽循環(huán)使用，產(chǎn)品AlOH）經(jīng)過濾洗滌后送入焙燒工序，而分解母液則送至蒸發(fā)站進(jìn)行處理。

蒸發(fā)的目的有三：一是提高溶液濃度，通過蒸去部分水分來滿足系統(tǒng)水平衡和高壓溶出對堿濃度（Na₂Ok180～230g/L）的要求；二是排除生產(chǎn)過程中積累的Na₂CO₃和Na₂SO₄，它們的溶解度與苛性堿濃度成反比，當(dāng)堿濃度達(dá)到一定值時，它們會以固相從溶液中析出；三是排除生產(chǎn)過程中積累的有機(jī)物，這些有機(jī)物通常隨Na2CO3和Na2SO4的析出而一同被去除。蒸發(fā)過程在多效真空蒸發(fā)器中完成。

無論采用何種方法得到的AlOH），都需要經(jīng)過焙燒才能得到產(chǎn)品氧化鋁。焙燒的目的是去除AlOH）中附著的水分和結(jié)晶水，并使氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)化為電解所需的晶型。焙燒操作主要控制的是焙燒溫度和氧化鋁的灼熱減量。目前，焙燒所使用的設(shè)備已從傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化焙燒爐，這種轉(zhuǎn)變使得熱耗大大降低，回轉(zhuǎn)窯的熱耗為502.4×104KJ/t，而流態(tài)化焙燒爐的熱耗僅為309.8×104KJ/t。此外，焙燒爐所使用的燃料包括煤氣、重油或天然氣。