拜耳法的基本原理是怎样的?
答：拜耳法的实质就是下面反应在不同条件下的交替进行：
Al2O3·nH2O(n=1,3)+2NaOH——2NaAlO+(n+1)HO (2-1)首先在高温高压条件下以NaOH溶液溶出铝土矿，使其中氧化铝水合物按式(2-1)反应向右进行得到铝酸钠溶液，Fe、Si等杂质进入赤泥;而向经过彻底分离赤泥后的铝酸钠溶液添加晶种，在不断搅拌和逐渐降温的条件下进行分解，使式(2-1)反应向左进行析出氢氧化铝，并得到含大量氢氧化钠的母液;母液经过蒸发浓缩后再返回用于溶出新的一批铝土矿;氢氧化铝经过焙烧脱水得到产品氧化铝。
NaO-AlO-HO系拜耳法循环图有什么特点，如何利用循环图理解拜耳法的原理?
答：拜耳法生产Al2O3的工艺流程是由许多工序组成的，其中主要有铝土矿的溶出、溶出矿浆的稀释、晶种分解和分解母液蒸发等四个工序。在这四个工序中铝酸钠溶液的温度、浓度和苛性比值都不相同。将各个工序铝酸钠溶液的组成分别标记在NaO-AlO-HO系等温线图上并将所有得到的点用直线连接起来就构成了一个封闭的拜耳法循环图。以处理一水铝石型铝土矿为例(见图2-1)
拜耳法循环从铝土矿溶出开始，用来溶出铝土矿中氧化铝水合物的铝酸钠溶液(即循环母液)的组成相当于A点，它位于200℃等温线的下方，即循环碱液在该温度下是未饱和的，因而它具有溶解氧化铝水合物的能力。随着Al2O3的溶解，溶液中Al2O3 浓度逐渐升高，当不考虑矿石中杂质造成Na2O和Al2O3的损失时，溶液的组成应沿着A点与Al2O3，H2O的图形点的连线变化，直到饱和为止，溶出线的最终成分在理论上可以达到这根线与溶解度等温线的交点B’。在实际生产过程中，由于溶出时间的限制，溶出过程在此之前的B点便结束。B点为溶出液的组成点，其苛性比值比平衡液的苛性比值要高0.15~0.2。AB直线称做溶出线。为了从溶出液中析出氢氧化铝需要使溶液处于过饱和区，为此用赤泥洗液将其稀释，溶液中Na20和Al2O3的浓度同时降低，故其成分由B点沿等苛性比值线变化到C 点，BC两点所得到的直线称做稀释线(实际上由于稀释沉降过程中发生少量的水解现象，溶液的苛性比值稍有升高)。分离赤泥后，降低温度(比如降低为60℃)，溶液的过饱和程度进一步提高，加入氢氧化铝晶种，便发生分解反应析出氢氧化铝。在分解过程中溶液组成沿着C点与Al2O3.3H2O的图形点连线变化。如果溶液在分解过程中最后冷却到30℃，种分母液的成分在理论上可以达到连线与30℃等温线的交点D'。在实际生产中，分解过程是在溶液中仍然过饱和着Al2O3的情况下结束的。CD连线称做分解线。如果D点的苛性比值与A点相同，那么通过蒸发，溶液组成又可以回复到A点。DA连线成为蒸发线。由此可见，组成为A点的溶液经过一次作业循环，便可以从矿石中提出一批氧化铝。在实际生产过程中，由于存在Al2O3和Na2O的化学损失和机械损失，溶出时蒸汽冷凝水使溶液稀释，添加的晶种进入母液使溶液苛性比值有所升高等原因，与理想过程有所差别，在每一次作业循环后必须补充所损失的碱，才能使母液的组成恢复到循环开始的A点。从以上的分析可见，在拜耳法生产氧化铝的过程中，最重要的是在不同的工序控制一定的溶液组成和温度，使溶液具有适当的稳定性。
拜耳法生产氧化铝的基本流程图是怎样的?
答：拜耳法生产氧化铝的基本流程图如图2-2所示。
铝土矿为什么要破碎?
答：溶出过程是多相反应。溶出反应及扩散过程均在相界面进行，溶出速度与相界面面积成正比。矿磨得越细，溶出速度越快。另外矿石磨细后，才能使原来被杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来，增多矿粒内部的裂隙，缩短毛细管长度，也能促使溶出过程的进行。
什么是配矿，什么是循环碱量和碱耗?
答：配矿就是把成分有差异的铝土矿根据需要按比例混合均匀，使进入流程中的铝矿石的铝硅比和氧化铝、氧化铁含量符合生产要求。
循环碱量是指生产1t氧化铝在循环母液中所必须含有的碱量。碱耗是指每生产1t产品氧化铝所需消耗的碱量。碱耗包括化学损失、附液损失、机械损失、产品带走损失。化学损失指参与沉淀反应的Na2O的消耗量。附液损失指赤泥附液带走的Na2O量。机械损失指跑、冒、滴、漏带走的Na2O量。
如何确定配料苛性比值?
答：配料苛性比值(ax)是指预期矿石中Al2O3充分溶出时，溶出液所应达到的苛性比值。溶出时单位质量的铝土矿所应配人的循环母液就是据此计算的显然提高配料α、在溶出过程中溶液可以保持着大的未饱和度，使溶出速度加快，达到高的溶出率。但是它会使分解速度减慢，分解率降低，并且使循环效率降低，物料流量增大。
提高循环母液的苛性比值也可以降低循环碱量，但是其效果不如降低配料苛性比值显著。因此，为了保证高的循环效率，应采取尽可能低的配料苛性比值。
通常配料苛性比值要比在此条件下的平衡苛性比值高出0.2~0.3。随着溶出温度的提高，这个差值可以适当缩小。
什么是铝酸钠溶液的稳定性?
答：在氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液，绝大部分处于过饱和状态，其中旬括种分母液。而过饱和的铝酸钠溶液结晶析出氢氧化铝，在热力学上是自发的不可逆过程，如果生产过程控制不好，就会造成氧化铝的损失。所以研究铝酸钠溶液的稳定性，对生产过程有重要意义。所谓铝酸钠溶液的稳定性，是指从过饱和铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短。过饱和程度越大，稳定性越低，析出氢氧化铝时间越短。
影响铝酸钠溶液稳定性的主要因素有哪些?
答：(1)铝酸钠溶液的摩尔比。在其他条件相同时，溶液的摩尔比越低，其过饱和程度越大，溶液的稳定性越低。
(2)铝酸钠溶液的浓度。由Na20-Al2O3-H2O系平衡状态等温截面图可知，在常压下，随着溶液浓度的降低，等温线的曲率变大，所以当溶液摩尔比一定时，中等浓度(Na20 50~160g/L)铝酸钠溶液的过饱和程度大于更稀或更浓的溶液。中等浓度的铝酸钠溶液稳定性最小，其结晶诱导期最短。
(3)溶液中所含的杂质。氢氧化铁离子经胶凝作用长大，结晶成纤铁矿结构，它与一水软铝石极为相似，因而起到氢氧化铝结晶中心的作用。而钛酸钠是表面极为发达的多孔状结构，极易吸附铝酸钠，使其表面附近的溶液摩尔比降低，氢氧化铝析出沉积于其表面，因而起到结晶种子的作用。这些杂质的存在，降低了铝酸钠溶液的稳定性。
然而工业铝酸钠溶液中的多数杂质，如SiO2、Na2SO4、Na2S及有机物等，却使工业铝酸钠溶液的稳定性不同程度地提高。SiO2在溶液中能形成体积较大的铝硅酸根络合离子，而使溶液黏度增大。碳酸钠能增大-Al2O3。的溶解度，有机物不但能增大溶液的黏度，而且易被晶核吸附，使晶核失去作用。因此，这些杂质的存在，又使铝酸钠溶液的稳定性变大。
氧化铝水合物在溶出过程的行为是怎样的?
答：不同类型的铝土矿由于其氧化铝存在的结晶状态不同，与铝酸钠溶液的反应能力自然就会不同，即使同一类型的铝土矿，由于产地不同，它们的结晶完整性也会不同，其溶出性能也就会不同。
关于三水铝石在铝酸钠溶液中溶解的机理，库兹涅佐夫认为，当溶液中有大量的OH- 离子存在时，它可以侵入三水铝石的晶格中，切断晶格之间的键，于是形成游离的Al(OH)63-离子团扩散到溶液中。Al(OH)63-在溶液中OH-含量较少时，会离解成AL(OH)-4和OH-。
卡尔维则认为Al(OH)63-不是溶出反应的中间产物，而氢氧化铝分子是中间产物，他用干涉仪证明铝酸钠溶液中有半径为0.22~0.24nm的粒子，并认为它是氢氧化铝分子。他认为溶出过程首先生成氢氧化铝分子，扩散到溶液中，然后再和OH-作用。赫尔曼特有类似的看法，他认为溶解的第一步是自结晶上分裂出氢氧化铝分子。这些氢氧化铝分子被吸附在结晶表面，当某些分子获得较大动能时，则自结晶表面吸附层进入溶液。
含硅矿物的溶出行为是怎样的?
答：SiO2是铝土矿中最常见的杂质，也是碱法生产氧化铝最有害的杂质。铝土矿中含硅矿物有无定型态的蛋白石、石英等氧化硅及其水合物，如高岭石、叶腊石、绢云母、伊利石和长石等硅酸盐和铝硅酸盐。它们与铝酸钠溶液的反应能力取决于其存在的形态、结晶度以及溶液成分和温度等因素。无定型的蛋白石SiO2nH2O化学活性最大，不但易溶于NaOH溶液，甚至能与Na2CO3反应生成硅酸钠。高岭石在50℃便开始与NaOH溶液显著作用。以高岭石为例，它与铝酸钠母液的反应如下：
反应生成的硅酸钠和铝酸钠都进入溶液。当硅酸钠浓度达到一定值时，两者相互反应，生成水合铝硅酸钠逐渐析出，这一反应使溶液中的SiO含量降低，因而称为脱硅反应，其反应式为：
含铁矿物的溶出行为是怎样的?
答：铝土矿中含铁的矿物主要有氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐以及硅酸盐。最常见的是氧化物，其中包括赤铁矿、针铁矿、褐铁矿和磁铁矿。铝土矿溶出时所有赤铁矿全部残留在赤泥中，成为赤泥的重要组成部分。赤泥中以针铁矿存在的含铁杂质通常具有不良的沉降和过滤性能。因此，在溶出时添加石灰促进了针铁矿转变为赤铁矿。
氧化铁含量越多，赤泥量越大，则洗涤用水越多，因此水的蒸发量大，导致赤泥分离设备、洗涤设备及蒸发设备相应增多。
在生产溶液中往往含有2~3mg/L以铁酸钠形态溶解的铁，还含有细度在3μm以下的含铁矿物微粒。这些微粒很难滤除，成为氢氧化铝的杂质。
TiO在溶出过程中的行为是怎样的?
答：TiO2只在AL2O3含量未达到饱和的铝酸钠溶液中才能与NaOH相互作用产生钛酸钠。TiO2与苛性钠溶液作用生成钛酸钠，其组成随溶液浓度和温度而改变在溶出一水硬铝石型的铝土矿时，氧化钛使溶解过程显著恶化。这是由于TiO2在一水硬铝石表面生成一层很致密的钛酸钠保护膜，将矿物包裹起来，阻碍其溶出三水铝石易于溶解，TiO2的阻碍影响较小。一水软铝石受到的阻碍也小得多。
在拜耳法生产中，TiO2是很有害的杂质，它引起Na2O的损失和Al2O3溶出率的降低。特别是在原矿浆预热器和压煮器的加热表面生成钛结疤，增加热能的消耗和清理工作量。
铝土矿溶出时，添加石灰是减少和消除TiO2危害的有效措施。CaO与TiO2 反应，最终生成结晶状的钛酸钙 CaO·TiO2。CaO的添加可以有效地防止在水硬铝石表面生成钛酸钠保护膜。
含Ca、Mg矿物在溶出过程中的行为是怎样的?
答：在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石CaCO3·MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂质，它们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变为碳酸钠：
式中Me表示钙或者镁。氢氧化钙和氢氧化镁与铝酸钠溶液反应生成水合铝酸盐析出，造成Al2O3损失。
影响铝土矿溶出过程的因素有哪些?
答：在铝土矿溶出过程中，由于整个过程是复杂的多相反应，因此影响溶出过程的因素比较多。这些影响因素可大致分为铝土矿本身的溶出性能和溶出过程作业条件两个方面。铝土矿的溶出从本质上讲是晶格的破坏过程，因此氧化铝水合物的晶型和结构自然影响溶出的快慢。除了矿物晶型和结构的影响，铝土矿的外观形态，如空隙、裂缝等的存在有利于铝土矿的溶出。下面主要讨论溶出过程中溶出条件的影响。
(1)温度。温度是溶出过程中最主要的影响因素，不论反应过程是由化学反应控制还是扩散控制，温度都是影响反应过程的一个重要因素。从Na20-Al2O3-H2O系溶解度曲线可以看出，提高温度后，铝土矿在碱溶液中的溶解度显著增加，溶液的平衡摩尔比明显降低，使用浓度较低的母液就可以得到摩尔比低的溶出液。由于溶出液与循环母液的Na2O浓度差缩小，蒸发负担减轻，碱的循环效率提高。此外，溶出温度提高还可以使赤泥结构和沉降性能改善，溶出液摩尔比降低也有利于制取砂状氧化铝。
提高温度使矿石在矿物形态方面的差别所造成的影响趋于消失。例如，在300℃以上的温度，不论氧化铝水合物的矿物形态如何，大多数铝土矿的溶出过程都可以在几分钟内完成，并得到近于饱和的铝酸钠溶液。
但是提高温度会使溶液的饱和蒸气压急剧增大，溶出设备和操作方面的困难也随之增加，这就使溶出温度受到限制。
(2)搅拌强度。强烈的搅拌使整个溶液成分趋于均匀，矿粒表面上的扩散层厚度将会相应减小，从而强化了传质过程。加强搅拌还可以在一定程度上弥补温度、碱浓度、配碱数量和矿石粒度方面的不足。
(3)循环母液碱浓度。母液碱浓度越高，Al2O3的未饱和程度就越大，铝土矿中的Al2O3的溶出速度就越快，而且能得到摩尔比低的溶出液。高浓度溶液的饱和蒸气压低，设备所承受的压力也要低些。但是从整个流程来看，种分后的铝酸钠溶液，即蒸发原液的Na2O质量浓度不宜超过240g/L，如果要求母液的碱浓度过高，蒸发过程的负担和困难必然增大，所以从整个流程来权衡，母液的碱浓度只宜保持为适当的数值。
(4)配料摩尔比。预期溶出液摩尔比(MR)称为配料MR。它的数值越大，即单位质量的矿石配的碱量越高。由于在溶出过程中溶液始终保持着更大的不饱和度，因此溶出速度必然更快。但是，这样一来循环效率必然降低，物料流量则会增大。为了降低循环碱量，降低配料摩尔比较提高母液摩尔比的效果更大。所以，在保证Al2O3的溶出率不过分降低的前提下，制取摩尔比尽可能低的溶出液是对于溶出过程一项重要要求。低摩尔比的溶出液还有利于种分过程的进行。(5)矿石细磨程度。细磨程度越高，粒度越小，比表面积越大。这样矿石与溶液接触面积就越大，即反应面积增加了，溶出速率就会增快。另外，矿石的细磨程度提高可使原来被杂质包裹的氧化铝水合物暴露出来，增加了氧化铝的溶出率。溶出三水铝石型铝土矿时，一般不要求磨得更细，有时破碎到16mm即可进行渗滤溶出。致密难溶的一水硬铝石性矿石则要求细磨。然而过分的细磨使生产费用增加，又无助于进一步提高溶出速度，而且还可能使溶出赤泥变细，造成赤泥分离洗涤的困难。
(6)溶出时间。铝土矿溶出过程中，只要Al2O3的溶出率没有达到最大值，那么增加溶出时间，Al2O3的溶出率就会增加。
(7)CaO的添加。拜耳法高压溶出过程中添加CaO的作用有：1)消除铝土矿中TiO2的不良影响，避免钛酸钠的生成;2)提高Al2O3的溶出速度;3)促进针铁矿转变为赤铁矿，进而改善赤泥的沉降性能;4)降低碱耗，CaO可以使部分SiO2沉淀，减少SiO2与碱的反应，降低碱耗;5)清除杂质，CaO可以使铝酸钠溶液中的钒酸根、铬酸根和氟离子转变成相应的钙盐进入赤泥。
溶出工艺设备主要有哪些?
答：拜耳法生产氧化铝已经走过了100多年的历程，尽管拜耳法生产方法本身没有实质性的变化，但就溶出技术而言却发生了巨大的变化。溶出方法由单雄间歇溶出作业发展为多罐串联连续溶出，进而发展为管道化溶出。目前的管道化溶出器，溶出温度可达280~300℃。加热方式由蒸汽直接加热发展为蒸汽间接血热，乃至管道化溶出高温度的熔盐加热。
管道化溶出技术的优越性有哪些?
答：管道化溶出技术的优越性有：
(1)导热性好，传热系数高。管道化溶出是一种新型的溶出装置，矿浆从加热到溶出全过程都是在管道里进行的。矿浆在管道中有较高的流动速度(一般为2~5m/s)，内部流速大，矿浆产生高度的湍流运动，改善了传热效果。
(2)溶出时间短，单位容积产能高。提高溶出温度和搅拌强度能够大大地提高溶出速率，一般来说，每提高10℃，反应速率增加1.5倍。因此，当溶出温度在300℃时，只需1~2min便可完成溶出。由于溶出时间缩短，单位容积产能得到提高。
(3)溶出液苛性比值低，有利于分解速率的加快。氧化铝在碱液中的溶解度，随着温度的提高而增加。管道化溶出由于温度高，溶出液的苛性比值低，这对缩短分解时间、强化分解有利。
(4)可采用低碱浓度溶出。随着溶出反应温度的提高，溶出用的循环母液的碱浓度可降低到与分解母液相同的浓度，这样就使整个拜耳法过程不必用能量消耗大的蒸发装置来蒸发分解母液，使整个生产过程的能耗降低。
(5)热源可采用熔盐加热。无机盐载热体是一种硝酸盐的混合物，将该熔盐在加热炉中加热至510~540℃后送人换热装置与被加热物料进行热交换，熔盐本身温度降低后，再用熔盐循环泵送入熔盐加热炉中加热，循环使用。
拜耳法过程结垢是如何产生的，结垢有何危害，应该如何清除?
答：拜耳法过程中产生的结垢主要有3种：(1)溶液脱硅过程中产生钠硅渣、水化石榴石等。(2)含钛矿物在溶出过程中与添加剂及溶液反应生成，主要成分有钛酸钙和羟基钛酸钙。(3)除了上述结垢成分以外，还有磷酸盐、含镁矿物、氟化物和草酸盐等。
在氧化铝生产过程中，结垢的形成比较复杂。给氧化铝生产带来的危害主要是使热交换设备的传热系数下降，能耗升高，造成生产成本增加。当加热面的结垢厚达1mm时，为达到相同的加热效果，必须增加一倍的传热面积，或者相应提高加热介质的温度。结垢直接影响生产工艺和技术经济指标。
结垢的清除方法主要有机械清理、火焰清理、高压水洗和化学清洗。机械清理是指用机械工具冲碎结垢;火焰清理是用火焰骤然加热管道，使结垢爆裂脱落，达到清除的目的;高压水洗是用10~100MPa高压水冲洗结垢，使结垢脱落，达到消除结垢的目的;化学清洗是用混合酸(3%HCl+5%HF)并加入2.5g/m³的缓蚀剂，在80℃下，反复冲洗管道5~6h就可以清除结垢。
溶出矿浆稀释的目的是什么?
答：溶出矿浆在分离之前用赤泥洗液稀释的目的主要有：(1)降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解溶出矿浆浓度很高，高浓度的铝酸钠溶液比较稳定，不利于晶种分解。用赤泥洗液将溶出矿浆稀释，降低溶液的稳定性，加快分解速度，有利于种分过程。(2)使铝酸钠溶液进一步脱硅，氧化硅在高浓度的铝酸钠溶液中的平衡浓度也很高。稀释使溶液浓度降低，二氧化硅的过饱和度增大，溶液中有大量的赤泥颗粒作为种子，溶液温度又高，有利于脱硅反应。(3)有利于赤泥分离溶出后矿浆浓度高，黏度大，不利于赤泥分离，稀释使溶液浓度降低，黏度下降，赤泥沉降速度加快，从而有利于赤泥分离。(4)便于沉降槽的操作。矿浆浓度波动将影响沉降槽的操作，矿浆稀释使溶液浓度稳定，在稀释槽内混合后使矿浆成分波动小，有利于沉降槽的操作。
赤泥浆液的主要成分是什么?
答：高压溶出后的浆液是一个复杂的体系。液相为铝酸钠溶液，是强碱性的电解质，其中含有铝酸钠、氢氧化钠、碳酸钠，此外含有少量的硅酸钠、硫酸钠、草酸钠等。固相为赤泥。赤泥中主要成分为铝硅酸盐、铁的化合物和钛酸盐等。赤泥的矿物组成和粒度主要取决于铝土矿的组成、结构和溶出条件。
高压溶出后的浆液经过稀释后的液固比一般为10~35。工业生产中拜耳法赤泥通常是采用沉降分离和沉降洗涤的。
影响拜耳法赤泥沉降和压缩性能的主要因素有哪些?
答：(1)铝土矿的矿物组成和化学成分。铝土矿的矿物组成和化学成分是影响赤泥沉降和压缩性能的主要因素。铝土矿中常见的一些矿物，如黄铁矿、胶黄铁矿、针铁矿、高岭石、蛋白石、金红石等矿物使赤泥的沉降性能降低，而赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、水绿矾等则有利于沉降。前一类矿物所构成的赤泥往往吸附着较多的Al(OH)z，Na*和结合水，而后一类矿物构成的赤泥则吸附较少。
(2)赤泥浆液的温度。溶液密度及黏度随着温度的提高而下降，因而有利于其中赤泥的沉降。温度升高能减少胶体质点所带电荷，促进赤泥颗粒的聚集。
另外，分离及洗涤温度较高，溶液的稳定性也较好，氧化铝的水解损失减少，设备管道结疤减少，所以在赤泥的分离洗涤过程中，必须严格保证较高的温度，通常均保持在95℃以上。
(3)矿石细磨程度。矿石磨得越细，赤泥粒子越小。粒子的沉降速度与其粒径的平方成正比，矿石磨得过细不利于赤泥沉降。
(4)铝酸钠溶液的浓度及黏度。赤泥浆液的浓度越大，液固比越小，浆液的黏度越大，沉降速度就越慢，沉降性能变差。
改善拜耳法赤泥沉降性能的途径有哪些?
答：改善拜耳法赤泥沉降性能的途径有：
(1)铝土矿预先焙烧。将铝土矿预先在500℃左右下进行焙烧，使含水氧化铁矿物变成致密稳定的无水氧化铁，并除去有机物。
(2)提高溶出温度。提高溶出温度可以获得结晶较好的水合铝硅酸钠。如溶出温度大于260℃时所得赤泥将变成疏水性的。当溶出温度达到290℃时，尽管矿石中含有大量高岭石和针铁矿等矿物，赤泥的沉降性能依然很好，这是因为在高温下高岭石反应成为结晶良好的水合铝硅酸钠，而针铁矿等转变为稳定的赤铁矿，不再重新水化。所以高温溶出后的赤泥是憎水的，即使粒度小，由于表面能大，仍然有利于粒子聚结。
(3)添加絮凝剂。添加絮凝剂是目前工业上普遍采用的加速赤泥沉降的有效办法。在絮凝剂的作用下，赤泥浆液中处于分散状态的细小赤泥颗粒互相联接成絮团，粒度增大，沉降速度显著提高。
赤泥的危害有哪些?
答：全世界每年排放赤泥约6000万吨，我国每年排出的赤泥量就达600万吨以上，累积赤泥堆存量高达5000万吨，而其利用率仅为15%左右。赤泥堆存不但需要一定的基建费用，而且占用大量土地，污染环境，并使赤泥中的许多可利用成分得不到合理利用，造成资源的二次浪费，严重地阻碍了铝工业的可持续发展。目前国内外氧化铝厂大都将赤泥输送到堆场，筑坝湿法堆存，靠自然沉降分离使部分碱液回收利用。另一种方法是将赤泥干燥脱水后堆存，我国的平果铝业公司主要采用干法堆存，虽然减少了堆存量及可增加堆存的高度，但处理成本增加，并仍需占用土地，同时南方雨水充足，也容易造成土地碱化及水系的污染。
赤泥在堆放过程中除了占用大量土地外，还由于赤泥中的化学成分入渗土地易造成土地碱化、地下水污染，人们长期摄取这些物质，必然会影响身体健康赤泥的主要污染物为碱、氟化物、钠及铝等，其含量较高，超过了国家规定的排放标准(《有色金属工业固体废物污染控制标准》(GB5058——85)。
由于赤泥中含有大量的强碱性化学物质，稀释10倍后其pH值仍为11.25~11.50(原土为12以上)，极高的pH值决定了赤泥对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。高碱度的污水渗入地下或进入地表水，使水体pH值升高，以致超出国家规定的相应标准，同时由于pH值的高低常常影响水中化合物的毒性，因此还会造成更为严重的水污染。一般认为碱含量为30~400mg/L是公共水源的适合范围，而赤泥附液的碱度高达26348mg/L，如此高碱度的赤泥附液进入水体，其污染不言而喻，赤泥对生态环境的不良影响必须给予高度的重视和认真的研究。
铝酸钠溶液分解过程的机理是怎样的?
答：铝酸钠溶液的分解过程不同于一般无机盐溶液的结晶过程，它是一个复杂的物理化学过程。虽然在这方面进行了大量的研究工作，但是认识仍然是不够的。大多数研究者倾向于铝酸根离子是通过聚合作用形成聚合离子群并最终形成三水铝石的超微细晶粒的理论。他们认为在过饱和的铝酸钠溶液中，铝酸根能按照反应式 生成聚合离子。随着溶液成分接近于平衡成分，增加了离子碰撞的可能性。使聚合分子数增加，这些聚合分子连接为缔合物，这种缔合物达到一定尺寸后就会变成新相的晶核。
影响晶种分解过程的主要因素有哪些?
答：(1)分解原液的浓度和苛性比值。分解原液的浓度和苛性比值是影响种分速度、产出率和分解槽单位产能最主要的因素，对分解产物氢氧化铝的粒度也有明显的影响。当溶液苛性比值一定时，有一使分解槽单位产能最大的最佳浓度。溶液苛性比值越低，最佳浓度越高。因为随着溶液苛性比值降低，溶液过饱和度增加，分解速度加快，分解时间缩短。因此分解槽单位产能增加。
(2)分解温度。分解温度是影响氢氧化铝粒度的主要因素。将温度50℃提高至85℃，晶体长大的速度增大约6~10倍。分解温度高有利于避免或减少新晶核的生成，得到结晶完整、强度较大的氢氧化铝。因此，生产砂状氧化铝的拜耳法厂，分解初温控制在70~85℃之间，终温也达到60℃，这对晶体长大与直收率显然是不利的。生产面粉状氧化铝的工厂，对产品粒度无严格要求，故采用较低的分解温度。
(3)晶种数量和质量。铝酸钠溶液必须添加大量晶种才能进行分解是它的一个突出特点。晶种数量通常用晶种系数(种子比)表示，也有用晶种的绝对数量表示。随着晶种系数的增加，分解速度加快，特别是当晶种系数比较小时，提高晶种系数的作用更为显著。
品种的质量是指它的活性及强度大小，它取决于晶种制备的方法、条件、保存时间及结构和粒度。晶种的活性对分解速度影响很大，采用新沉淀比表面积大的细粒氢氧化铝为活性晶种时，晶种系数可以降低为0.05~0.1。但是目前工上并未采用活性晶种，一方面是它的制备困难，另一方面是它难以保证氢氧化铝产品的粒度和强度。采用高强度的氢氧化铝晶种才能制得强度大的产品。
(4)分解时间及母液苛性比值。分解时间延长，氧化铝的分解率提高，母液苛性比值增加。随着分解时间延长，分解速度越来越小，母液苛性比值的增长也相应的越来越小，分解槽单位产能越来越低，而细粒级的含量越来越多，因此过分延长分解时间是不恰当的。
(5)搅拌速度。搅拌可使氢氧化铝晶种能在铝酸钠溶液中保持悬浮状态保证晶种与溶液有良好的接触，使溶液的浓度均匀，加速溶液的分解，并使氢氧化铝晶体均匀地长大。搅拌也使氢氧化铝颗粒破碎和磨蚀，一些强度小的颗粒破裂并无坏处，它可以成为晶种在以后的作业循环中转化为强度大的晶体，因此在分解过程中应保持一定的搅拌速度。
(6)杂质的影响。溶液中含有少量有机物对分解过程影响不大，但是积累到一定程度后，分解速度下降，Al(OH)3粒度变细。因为吸附在晶种表面的有机物阻碍晶体的进一步长大，也降低了氢氧化铝强度。硫酸钠和硫酸钾使分解速度降低，当SO3含量超过30~40g/L时，分解速度开始显著降低，氢氧化铝粒度不均匀。铝土矿中含少量的锌，一部分在溶出时进入铝酸钠溶液，种分时全部以氢氧化锌形态析出进入氢氧化铝中，从而降低氢氧化铝产品质量。氟化物在一般含量下对分解速度无影响。但氟、钒、磷等杂质对氢氧化铝的粒度都有影响。
分解母液蒸发的目的是什么?
答：母液蒸发就是利用蒸汽把母液间接加热至沸腾使水激烈汽化，同时将生成的水蒸气连续地抽至冷凝器中冷却成水加以排除。分解母液蒸发的目的主要是排除流程中母液中多余的水分，保持循环系统的水量平衡;使母液浓度符合铝土矿溶出的浓度要求;排除生产过程累积的杂质。
如何降低蒸发水量?
答：(1)减少循环碱液的流量。提高循环效率以减少母液流量是减少蒸发水量的主要因素。提高分解母液α&，特别是降低溶出液的αs，可大大提高循环效率，减少循环母液流量，当溶出液α变由1.7降低到1.5时，碱液流量约减少23%，蒸发水量也相应减小。由于过分提高分解母液a、使分解槽单位产能降低因此主要途径是通过提高铝土矿溶出温度，达到降低溶出液α、的目的。
(2)降低循环母液的浓度。当循环母液浓度由300g/L降低至220g/L，在其他条件不变时，蒸发量可降低28%。但循环母液浓度决定于溶出过程的需要，溶出三水铝石型铝土矿可以采用浓度低的循环母液，而在240℃溶出一水硬铝石型铝土矿的条件下，降低循环母液浓度和溶出液ax的可能性是有限的。
(3)提高稀释后铝酸钠溶液的浓度。将稀释后的铝酸钠溶液浓度由130g/L Na2，0提高到160g/L Na20时，可减少蒸发水量30%。实践证明适当提高溶液的浓度是有利的，但浓度过高不利于赤泥分离和种分过程。
氢氧化铝焙烧的目的是什么，主要发生哪些反应?
答：氢氧化铝焙烧的目的是在一定温度下把氢氧化铝的附着水和结合水脱除，并发生分解反应，形成氧化铝，再进行晶型转变，得到具有一定物理和化学性能的氧化铝产品。
工业生产的氢氧化铝含有10%~15%的附着水，其分子组成为Al(OH)。焙烧是在900~1250℃下进行的，氢氧化铝在焙烧过程中发生一系列变化。当温度达到100~120℃时，附着水即被完全蒸发掉。继续提高温度则发生结晶水的脱除以及无水氧化铝的晶型转变。
焙烧温度对产品粒度有什么影响?
答：焙烧过程中氢氧化铝随着脱水和相变的进行，其物理性质发生一系列变化。物料在焙烧中发生了由粉化到强化再到粉化的过程。当温度达到400℃时，细粒子数量达到最大值，比表面积达到最大，随着脱水过程的结束，结晶体结构趋于改善，强度提高，细粒子减少，氧化铝粒度变粗。当温度达到1200~1300℃时，由于α-AlO的再结晶，集合体强度大大降低，大部分崩解，产生大量的细粒子。1000℃左右焙烧的氧化铝，其安息角小，流动性好，粒度较粗，且由于α-AlO含量低、粒度小、比表面积大，在冰晶石熔体中的溶解度较大。
焙烧过程中的加热速率以及焙烧产品的冷却速率也会影响产品的粉化。加热和冷却速率越慢，以及焙烧和冷却过程中物料颗粒受的机械磨损减少，则产品氧化铝粒度越粗。
矿化剂对氢氧化铝焙烧有什么影响?
答：在焙烧氢氧化铝时添加AlF或CaF作为矿化剂，可以提高回转窑的产能，降低热耗，减少灰尘量，对氧化铝的物理性质也有较大影响。氟化铝的主要作用是能加速氧化铝相转变，降低相转变温度。
氢氧化铝焙烧主要设备有哪些?
答：氢氧化铝的焙烧设备主要采用回转焙烧窑、循环焙烧炉或闪速焙烧炉。
目前，因回转焙烧窑能耗较高，自动控制水平较低，飞扬损失大，对氧化铝的磨损大，因此已逐渐被淘汰。
目前焙烧主要采用具有较高自动控制水平的循环焙烧炉。循环焙烧炉也称为循环沸腾焰烧炉，是流态化技术在氧化铝工业中的应用。循环焙烧炉是由焙烧炉和一个直接与焙烧炉连在一起的旋风器及U形密封槽组成的。焙烧过程所需要的热能由燃料在焙烧炉内直接燃烧而产生的燃烧气体提供，它同时也是焙烧物料的沸腾介质。
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