《提高产品砂状氧化铝粒度和强度的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高产品砂状氧化铝粒度和强度的研究（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、贵州工业大学硕士学位论文提高产品砂状氧化铝粒度和强度的研究姓名：徐磊申请学位级别：硕士专业：有色金属冶炼指导教师：陈肖虎;邹韶宁2003.5.30捕要， f 本课题是中铝贵州分公司技术攻关项目，苯文在研究对比国内外砂状氧化铝生产厂家工艺、技术经济指标和操作的基础上，结合中铝贵州分公司氧化铝生产实际，在中铝贵州分公司现有分解设备条件下对中铝贵州分公司一分解车间的工艺技术指标( 温度、固含、晶种粒度分布等) 进行了综合有效的调整。产品氢氧化铝一4 4pm 颗粒粒度分布从太幅波动到趋于稳定通过回转窑焙烧后的产物氧化铝能够满足电解铝的需要。能满足铝电解干法净化、中间下料系统对原料砂状氧化铝的要求。 关
2、键词】：砂状氧化铝；温度；周含：粒度分布A b s t r a c tT h i sr e s e a r c hi sat e e h n o - m o d i f y i n gp r o j e c to fG u i z h o uf i l i a l e ，c h i n aa l u m i n u mg r o u p T h er e s e a r c ha d j u s t e dt h ec o n t r o lp a r a m e t e ro ft h ep r o c e s ss u c ha sc o n c e n t r a t i o n ，t
3、e m p e r a t u r ea n dg r a n u l ed i s t r i b u t i n gc o n t r o l l i n gb ys t u d ya n dc o m p a r et h et e c h n i c a lf l o wa n di n d e xi n s i d ea n do u t s i d eo u rc o u n t y T h eg r a n u l ed i s t r i b u t i n gg ot ot h ee q u i l i b r i u mb yt h e s es i m p l eb u
4、te f f i c i e n c ya d j u s t W eg e tt h es a n d ya l u m i n aa f t e rb u r n i n gc o a r s es a n d yh y d r o g e na l u m i n ab yg y r es t o v e ，t h eg r a n n u i t yo ft h ep r o d u c ta l u m i n ao ft h e - 4 5 9 mr e t u r nt ot h en o r m a l ，T h ef i n a lp r o d u c tC a ns a
5、r i s f yt h en e e do fd r y - m e t h o dp u r l f ya n dt h em i d - w a yf b e ds y s t e m 【k e y w o r d s l ：s a n d ya l u m i n a ；t e m p e r a t u r e ；s o l i dc o n c e n t r a t i o n ；g r a n u l ed i s t r i b u t i n g中铝贵州分公司一分解砂状氧化铝生产工艺调整第一章：绪论前言种分过程是拜尔法生产氧化铝的关键工序之一。它是将精制的过饱和铝酸钠溶液在
6、添加大量氧化铝晶种、持续搅拌的条件下，使溶液发生分解。溶液中约5 0 的氧化铝以氢氧化铝的形式析出。剩余5 0 的氧化铝随分解母液经蒸发浓缩后返回溶出工序，形成循环。氧化铝主要供电解铝使用其量约占9 0 以上。目前由于经济效益和环保的需要，世界大部分氧化铝生产厂家都生产砂状氧化铝，有关砂状氧化铝的生产技术得以迅速发展，形成了瑞铝、法铝和美铝为首的技术体系。目前，中国氧化铝工业主要以生产中问状氧化铝为主，随着中国加入W T O 和国际氧化铝市场竞争的日益加剧，中间状氧化铝也逐渐不能适应市场的需要，于是从2 0 0 0 年起，中国的各氧化铝生产厂家掀起了有关晶种分解技术改造的热潮。本研究正是在这一
7、前景下提出的。中铝贵州分公司作为中国主要的氧化铝生产企业之一，经过4 0 多年的建设发展，现已形成年产氧化铝6 8 万吨氧化铝的生产规模其分解生产车间之一的一分解车间1 9 7 8 年投产运行，工艺设计为生产粉状氧化铝，分解技术落后，精液和种子浆液分四组进出料浆液，混合不均匀，分解温度无调控手段，生产波动太，生产平衡困难，粒度细化现象严重，恶化时4 5I t 1 1 粒度达6 0 以上，己不能满足现代大型预焙电解槽生产的需要。因此，拟对一分解的分解控制指标和工艺操作作局部改造，以改善氢氧化铝粒度、强度和工艺稳定性。本文在研究对比国内外砂状氧化铝生产厂家工艺、技术经济指标和操作的基础上，结合中铝
8、贵州分公司氧化铝生产实际，在中铝贵州分公司现有分解设备条件下对中铝贵州分公司_ 分解车间的工艺技术指标( 温度、固含、晶种粒度分布等) 进行了调整。通过综合有效的调整中铝贵州分公司一分解车间的产品氢氧化铝4 4uI I I 颗粒粒度分布趋于稳定通过回转窑焙烧后的产物氧化铝能够满足电解铝的需要。本研究立足于中国一水硬铝石型铝土矿溶出分解液，因此，有较强的推广应用前景。贵州工业大学硕士研究生学位论文第2 页中铝贵州分公司一分解砂状氧化铝生产工艺调整第一节：氧化铝工业发展概况随着炼铝工业的发展，世界对氧化铝的需求量迅速增长。氧化铝的年产量已从1 9 8 0 年的3 3 4 0 万吨增加到目前的5 0
9、 0 0 万吨咀上。氧化铝主要供电解铝使用，其量约占9 0 以上搠。此外近年来各种特性的氧化铝和氢氧化铝广泛应用于电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、磨料、防火剂、造纸及制药等部门，约有2 0 0 多种 6 1 。氧化铝的生产绝大部分以铝士矿为原料约占氧化铝总产量的9 5 以上【6 J 。俄罗斯等国也有以霞石和明矾石为原料生产氧化铝的厂家。除此之外，高岭土、丝钠铝石、硫磷铝锯矿、粘士、粘土页岩、煤矸石以及大型热电厂的煤渣等也是铝工业取之不竭的资源。l 、1 世界的铝土矿资源铝土矿是氧化铝生产的主要原料。与许多常用金属面临资源枯竭相反铝土矿的勘探储量是逐年增长的。这使氧化铝工业具有无可比拟的资源优
10、势。据美国矿业局资料：1 9 9 6 年世界主要产铝土矿国家储量见表一：世界主要产铝土矿国家储量表一国家澳姗几内亚巴西牙买加印度圭西那世界总计储i 驰电5 6 05 6 02 8 02 0 Ol O O7 02 3 0占世界储2 4 _ 32 4 31 2 28 74 33 O1 0 0 量懒储量基础7 9 05 9 02 9 02 0 O1 2 09 02 8 0“讷铝土矿中含铝矿物主要为铝的氧化物：三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。在这三种铝的氧化物中以三水铝石的热力学稳定性最差。而一水硬铝石相对来说具有较稳定的晶格结构。依据这些矿物的含量，铝土矿被划分为三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝
11、石型以及混合型( 三水铝石一水软铝石型或者一水软铝石一水硬铝石型) 。目前国外的工业氧化铝生产，几乎全部采用以三水铝石型优质铝土矿为原料的拜尔法。贵州工业大学硕士研究生学位论文第3 页中铝贵州分公司一分解砂状氧化铝生产工艺调整这是国外氧化铝生产的一大优势。1 、2我国的铝土矿资源我国的铝土矿资源丰富。1 9 9 6 年全国铝土矿储量平衡统计资料表明：全国1 8 个省、自治区( 台湾未计入) ，广泛分布着3 1 0 个矿区，主要分布于河南、山西、广西、贵州及山东等地。储量居世界第四位。比美国、俄罗斯、德国和法国四国铝土矿资源的总和还要多。我国主要省( 自治区)铝土矿储量及品位【1 见表= ：我国
12、主要省( 自治区) 铝土矿储量及品位一览表表二序省( 区)矿床矿区傈膏睹量占全国储量比时品位号类型个数A 眦D + B 屺+ DA J 2 qS i qF e t o ,A f Sl山醋沉积型7 02 7 44 7 64 I 46 2 3 51 1 5 85 7 8S 3 82狲憎沉积型6 81 8 11 6 61 7 16 5 7 39 0 65 “7 2 5堆积型4D 20 50 46 6 4 88 2 06 9 4 8 1 1小计7 21 8 31 7 11 7 56 5 7 59 0 454 87 2 73 谳沉积型3 82 8 01 1 31 656 5 3 2l l ，7 834
13、455 44广礅沉积型1 42 64 3385 6 4 78 5 4l I 2 76 6 1 冁堆积型71 4 31 0 912 O5 43 157 62 1 3 59 4 3小计2 l1 6 91 5 21 575 48 364 31 8 9 285 35山槠沉积型2 03 41 3195 5 5 31 5 3 88 7 836 l6四J I 瞄沉积型1 7I 32 21 95 8 9 91 2 5 14 9 14 7 27云南省沉积型1 70 60 70 65 8 3 51 2 7 245 74 5 9堆积型605l - 11 05 8 2 37 4 21 5 3 278 5小计2 3l2
14、1 8l65 8 2 89 5 51 2 6 76 1 0 H合计沉积型2 4 48 I 48 4 08 3 26 3 0 91 1 0 85 5 452 6 9堆积型】71 5 O】2 61 3 j5 4 9 75 9 62 n 4 79 2 2总计2 6 l9 6 49 6 69 6 56 1 9 71 0 3 77 7 05 9 8从矿石类型来说，除广西等个别地区发现有少量的三水铝石型外，我国的铝土矿绝大多数是难溶豹一永硬铝石型铝土矿。矿石铝含量较高，硅含量亦较高。其中的含硅矿物主要为高岭石和伊利石。这种类型的矿石硬贵州工业大学硬士研究生学位论文第4 页中铝贵州分公司一分解砂状氧化铝生产
15、工艺调整度也非常大。比前苏联、希腊、罗马尼亚、南斯拉夫等国的铝土矿还难处理。一般地说，我国铝土矿的特点是：高铝、高硅、低铁( 也有少部分高铁的) 。全国铝土矿铝硅比值分配川见表三：我国铝土矿铝硅比值分配表三铝硅比疽 9台计矿区个数7 51 4 53 63 6873 0 7 储删7 4 24 8 5 91 0 9 41 4 4 31 1 6 56 9 71 0 0由于我国铝土矿铝硅比低，又大都属难溶的一水硬铝石型铝土矿，故除广西平果铝厂采用纯拜尔法生产外，其余铝厂大都采用流程长、工艺复杂、设备多、能耗大的混联法或烧结法工艺处理。他们通过生产实践在氧化铝生产中取得了一系列的新成果，并且通过技术进步
16、使我国氧化铝生产的生产效率和自动化水平有了较大的提高。l 、3氧化铝工业发展概况到现在为止，已经提出了很多种从铝矿或其它含铝原料中提炼氧化铝的方法，但由于技术上和经济上的种种原因，目前真正用于工业生产的只有少数几种方法。由于氧化铝的两属性：既可溶于碱性溶液也可用酸性溶液溶出。氧化铝的生产方法大致可分为碱法、酸法、酸碱联合法和热法。碱法是目前大中型企业生产氧化铝的唯一方法。碱法生产氧化铝又有拜尔法、碱石灰烧结法和拜尔烧结联台法等多种流程。拜尔法是直接利用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液。添加氢氧化铝晶种到铝酸钠溶液中经长时间的搅拌分解析出氢氧化铝结晶。分解母液经蒸发后用于溶出下一批铝土矿。由于该方法溶出铝土矿时要生成难溶的含水铝硅酸钠沉淀，因而不宜用于处理含硅高(
