本发明涉及在无搅拌情况下分解过饱和铝酸钠溶液的方法和设备，这种溶液是为拜尔（Bayer）法制造氧化铝而准备的，这是制造氧化铝的基本方法，所得的氧化铝主要是用来高温电解（熔盐电解）生产铝。根据拜尔法，矾土矿与合适浓度的氢氧化钠水溶液加热处理使之溶解，制得过饱和的铝酸钠溶液。把未溶的矿渣（红泥）分离后，在过饱和铝酸钠溶液中加入一点氢氧化铝作为引发剂，就产生氢氧化铝沉淀。 这种操作，在工艺上通称“分解”，一般分几个步骤进行。这些步骤主要视温度、粒度的分布和引发剂的加入量、溶液在一连串的槽内进行流动的布置、可能还包括有再循环的布置等而有所区别。
当今世界上用拜尔法制造氧化铝的工业设施都是采用搅拌式分解槽，在结构上和使用时，都要有预防措施来避免搅拌和流动的任何中止，否则将导致三水合氧化铝在槽底沉积出来，此一沉积又不能逆向进行，所以需要把槽掏空和用化学方法解脱沉积物。
实际上，用搅拌进行是合乎逻辑的，它可以使铝酸盐溶液中的氢氧化铝悬浮体在某些情形下保持分布均匀，并且可以防止在分解槽底部结块。
但是，不用搅拌可有几个优点。首先，由于反应是在活塞加压液流条件下进行的，其动力性能要比充分搅拌成均一介质的情况为好，所以铝酸盐的分解速度可以提高。
其次，从质量观点来看，增强了小粒氢氧化铝的集聚，有助于得到含小粒子最少的粒度分布。
最后，还可以看到，无论是机械搅拌还是用喷射空气产生搅拌，其能量消耗都是不可忽视的。为维持搅拌所需的功率，对1000立方米级的体积来说，每个槽子可达几十千瓦（例如50-55千瓦/1000米3）。
除了法国专利FR-A-2446799（＝CA1117274），至今还没有不用搅拌的“拜尔法”过饱和铝酸盐溶液分解槽的文献记载。此法国专利叙述了一种只有轻微搅拌的分解方法，是用装有穿孔侧臂的转动喷淋管把铝酸盐溶液导入分解槽的底部，所以在被分解的溶液中不因溶液的导入而引起任何湍流。废溶液从分解槽顶部溢流而排出，而在底部获得大颗粒的三水合物分散相。铝酸盐溶液这种向上循环流动的过程，可以与轻微搅拌的流化床中的分解相匹敌，其应用包括溶液的低速循环流动。
本发明与传统概念和工业实践不同，目的在于不用任何搅拌以分解用拜尔法处理铝土矿而得到的过饱和铝酸钠溶液。
更具体地说，本发明的第一目的是提出一种方法来分解根据拜尔法用碱处理铝土矿而得到的有过饱和氧化铝的铝酸钠溶液。分解过程由三水合氧化铝引发，这样，在铝酸钠溶液中生成三水合氧化铝的悬浮液（下称“悬浮液”）。此过程的特征在于悬浮液是从称为“分解槽”的非搅拌式反应器的顶部导入，并从分解槽的底部流出。在氧化铝工业生产上，现今所用的分解槽的体积和流量，对悬浮液的循环来说为每小时1.5至19立方米，最好是每小时3至7立方米。
本发明的第二个目的是安排实现无任何搅拌的分解过程所需的设置。其特征在于，它由反应器组成，这个反应器的顶部有导入悬浮液的装置，底部配有取出悬浮液的装置，反应器是园柱-园锥形的，取出悬浮液的装置连于锥形部分的顶点近邻。
取出铝酸盐悬浮液的装置是一根管子，由其底部注入压缩空气，顶部装有排气箱，排气箱连于通往下一个槽子的管道和再循环溢流口。
图1和图2是本发明的设备的图解立面图。
图1为本发明的不用任何搅拌的分解槽，图2为改进的设备。
分解槽（1）为园柱-园锥形，由园柱形的上部（2）和园锥形底部（3）组成。一个带活塞的管（4）在锥体的底不把悬浮液吸上来。管（4）中有注入压缩空气的装置（5），使在管子（4）的直立部分形成乳化柱。乳化的水合氧化铝悬浮液上升进入排气箱（6），并用以充满下游的输送管道（7）。管道（7）上配有一个截止阀（8）。排气箱（6）还有一个溢流口（9），让溢流液体流回分解槽。
被输送的悬浮液的流速因管（5）的空气流速而有变化。空气的流速由槽的液面来调节。这时固定的空气流速的辅助调节，可防止空气喷射管被堵塞并使输送的液体量更为均匀。空气的固定流速是由阀（10）控制的，而遥控阀（11）是根据分解槽中铝酸盐悬浮液的液面来调节空气的流速。
无搅拌分解槽的溶液供给一旦结束，输送管道（7）上的阀（8）自动关闭，而与上述的两个阀并联的空气阀（12）（也是遥控的）同时打开。阀门的启开增加了空气的注入量，允许悬浮液通过排气箱（6）顶部的溢流口（9）再内部循环到槽中，由此防止了固体在槽底的累积。环路上至少还要有一个主断流阀（13）。
从前一槽子经由管道（14）流来的三水合氧化铝悬浮液最好使用如（15）之分散器使之在分解槽（18）表面分布均匀，分散器可以是一系列浸入溶液中的斜置小管（16），在其底部有从管（17）送来的压缩空气细流，它们起着乳化器的作用，或者也可以用任何一种工艺上已知的相当的装置。
图2中的悬浮液是取自锥体（3）的底部，用空气喷管（5）或泵（19）通过外管使其向上。在所有的情况下，管（4）的顶部装有回流到槽（1）的管道系统和顺流管（7），管（7）至少装有一个截止阀（8）。
在拜尔法中，铝酸钠溶液通常是用其中的苛性Na2O的浓度和重量比WR确定的，重量比是氧化铝（Al2O3）的重量比苛性苏打的重量。苛性苏打以被分解的铝酸钠溶液中的Na2O（在铝酸钠中的结合态形式和氢氧化钠的自由态形式）总量表示。
进入第一个分解槽的悬浮液，其重量比约为1.05至1.10，苛性Na2O的含量约为每升150至160克。
这种在上表面加料、在底部提取悬浮液的分解槽是液压操作，液流缓慢，被称之为“活塞流”。这种缓慢的液流不引起任何搅动，因而可在槽中建立起稳定的动力平衡。
在平衡状态，溶液的每一水平截面上均有恒定的重量比（但是每一截面有不同的数值）。下部水平截面重量比增加，同时，各方面仍旧非常接近于通常的不连续分解（所谓间歇反应）的理论动力学性能。
例
1.在第一例的工业装置中，有两个串联的分解槽，操作条件如下：
·每个分解槽的特征：
体积＝1250米3
园柱部分的高度＝17米
园锥部分的高度＝9米，锥度60℃
水平截面＝63米2
·悬浮液的特征：
铝酸钠中每升含150克苛性苏打
干物质＝720克/升
颗粒大小D50＝45微米
温度＝60℃
·流体力学和化学特征：
·第一分解槽∶流量＝430米3/小时
速度＝6.8米/小时
WR（进口）＝1.03
WR（出口）＝0.89
两次化学方法解脱沉积物之间运的运转期＝4个月
（带搅拌的相似的分解槽运转三个月）。
·第二分解槽∶流量＝215米3/小时
速度＝3.4米/小时
WR（进口）＝0.89
WR（出口）＝0.78
两次化学方法解脱沉积物之间运的运转期＞5个月
（相似的搅拌分解槽运转4个月）。
[搅拌分解槽的WR（出口）为0.82]。
2.第二例的工业装置是一个分解槽，操作条件如下：
·分解槽特征：
体积＝3000米3
园拄部分的高度＝24米
园锥部分的高度＝10米
水平截面＝113.5米2
·悬浮液特征：
铝酸钠中每升含165克苛性苏打
干物质＝650克/升
颗粒大小D50＝80微米
温度＝60℃
·流体力学特征：
速度＝3.1米/小时
流量＝350米3/小时
WR（进口）＝0.95
WR（出口）＝0.82
本发明所得的效益
a）能量效益已如上述。用空气乳化的搅拌分解槽，搅拌需几十千瓦电力，乳化用的空气需每分钟几十标准立方米。按本发明，所有搅拌能量均可节省，并且升高管（4）中悬浮液所需的空气消耗可以减少到每分钟1至2标准立方米。安装这种槽的成本比安装搅拌槽要低得多。
b）本方法的操作和维护比搅拌分解槽容易得多。
无搅拌分解槽其槽底不会结垢。槽壁上的沉积与搅拌槽中生成的沉积是相同的。
液面的调节特别容易，只需调节进入管（4）的空气和通过溢流口的回流液即可，尤其是在悬浮液的供给有波动，或者甚至完全停止时。在一般的停电时，只要有少许压缩空气流量就足够维持液体的回流，避免了在槽底的不可逆性沉积。而在机械搅拌或用大量压缩空气进行乳化的分解槽中，这种断电往往是灾难性的。
c）从方法本身来看，对于反应的进行，在无任何搅拌和向一个方向流动的情况下，分解槽的容积可以利用得更好，其原因如下：
1.槽内没有死区，所有可用的容积都利用了。在采用空气乳化的常规搅拌槽中，生成乳浊液的空气体积达槽的总容积的10到15%。
2.由于是活塞流，反应是有规律的，不混乱的。
由于这些理由，所以本发明在拜尔法的连续生产氧化铝的方法上作了非常显著的改进。