專(zhuān)利名稱：一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，涉及采用一水硬鋁石型鋁土礦為原料，用混聯(lián)法或純拜耳法工藝進(jìn)行拜耳法晶種分解生產(chǎn)氧化鋁的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)氧化鋁的生產(chǎn)主要以難溶的一水硬鋁石型鋁土礦為原料，與國(guó)外廣泛采用的易處理的三水鋁石型鋁土礦相比，在氧化鋁生產(chǎn)的工藝條件合技術(shù)指標(biāo)等方面有著較大的差別。處理一水硬鋁石型鋁土礦時(shí)，要求較高的堿液濃度合溫度，同時(shí)為降低能耗、提高分解率，又要求分解原液氧化鋁濃度較高、母液苛性比值較大；為了達(dá)到要求的分解率，需要的分解時(shí)間長(zhǎng)，這樣產(chǎn)品的粒度合強(qiáng)度就難以保證。我國(guó)均采用一水硬鋁石為原料生產(chǎn)氧化鋁，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝采用拜耳法精液中加入氫氧化鋁做晶種，維持較低的分解初溫進(jìn)行自然分解，分解終溫較低，所產(chǎn)氧化鋁的強(qiáng)度較差，粒度細(xì)，經(jīng)焙燒后，其產(chǎn)品絕大多數(shù)為粉狀合中間狀氧化鋁，且品種單一。尤其與砂狀氧化鋁相比，粉狀或中間狀氧化鋁的的比表面積較小，在電解中的溶解速度以及吸附氟化氫的能力較差，細(xì)粒子含量高，產(chǎn)品強(qiáng)度低，在輸送過(guò)程中離子破碎嚴(yán)重，又產(chǎn)生大量的細(xì)粒子，造成飛揚(yáng)損失大。
目前，我國(guó)生產(chǎn)氧化鋁的分解工藝一般是在苛性堿濃度未130～150g/L的情況下，加入400～800g/L的種子量，保持分解初溫60℃左右，經(jīng)歷70小時(shí)左右的時(shí)間，自然降溫至45℃左右的一段法生產(chǎn)工藝，其產(chǎn)品的物理性能指標(biāo)未粉狀或中間狀，氧化鋁磨損指數(shù)30％左右，-45μm粒子含量30％左右。某些氧化鋁廠的一段法產(chǎn)品雖然粒度較粗，但與國(guó)際高質(zhì)量砂狀指標(biāo)還有一定差距，二段法雖然可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)砂狀氧化鋁，但系統(tǒng)不易穩(wěn)定，波動(dòng)較大。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出一種能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，尤其可以滿足鋁電解煙氣凈化和現(xiàn)代大型中間點(diǎn)式下料預(yù)焙陽(yáng)極電解槽對(duì)原料氧化鋁的質(zhì)量要求，且系統(tǒng)穩(wěn)定，波動(dòng)小的拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于是在拜耳法精液苛性堿Nk140～155g/L、苛性比值αk1.40-1.55的條件下，將分解分為三步；其中a.第一步分解工序首槽采用中低溫、低固含預(yù)產(chǎn)生最終產(chǎn)品質(zhì)量所需中間產(chǎn)物；溫度制度55～60℃；晶種量60～150g/L；分解時(shí)間4～8hr；b.第二步分解工序中間槽采用中高溫、中低固含產(chǎn)生初步?jīng)Q定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，溫度制度65～80℃；晶種量200～500g/L；分解時(shí)間6～10hr；c.第三步分解工序中后槽采用中低首溫均勻降溫、中高固含產(chǎn)生決定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，溫度制度60～65℃→48～54℃；晶種量450～750g/L；分解時(shí)間30～40hr。
本發(fā)明的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于在b.步驟中首槽加入10～40ppm的CGM7837-1添加劑生產(chǎn)多晶氧化鋁。
本發(fā)明的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于在a.步驟中首槽加入5～30ppm的C6M7831生產(chǎn)單晶氧化鋁。
本發(fā)明的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于將部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，部分底流過(guò)濾做產(chǎn)品；另一部分出料與另一部分底流混合過(guò)濾加入第三步首槽；所得分解產(chǎn)物經(jīng)分級(jí)調(diào)配后，晶種返回分解過(guò)程，氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到要求質(zhì)量的氧化鋁產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法的步驟中，第一步主要成核為主，第二步確定多晶、單晶機(jī)產(chǎn)品微觀形貌，第三步是對(duì)第二步中間產(chǎn)品的完善。
在混聯(lián)法或純拜耳法生產(chǎn)的工藝過(guò)程中，拜耳法精液加入氫氧化鋁做晶種，采用三步驟生產(chǎn)氧化鋁的方法，即第一步，分解工序首槽采用中低溫、低固含預(yù)產(chǎn)生最終產(chǎn)品質(zhì)量所需中間產(chǎn)物，該步驟可以是單槽恒溫或多槽梯度降溫；第二步，分解工序中間槽采用中高溫、中低固含產(chǎn)生初步?jīng)Q定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，該步驟可以是單槽恒溫或多槽梯度降溫；第三步，分解工序中后槽采用中低首溫均勻降溫、中高固含產(chǎn)生決定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物。根據(jù)要求的產(chǎn)品物理性質(zhì)核分解系統(tǒng)物料情況，通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)形貌及粒度預(yù)報(bào)技術(shù)，進(jìn)行綜合分析，合理調(diào)控操作工藝參數(shù)，適時(shí)適量在分解工序前兩步驟中加入專(zhuān)用添加劑，經(jīng)分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到符合要求的氧化鋁產(chǎn)品，如粒粗強(qiáng)度打、粒粗易碎、粒小強(qiáng)度大、粒小易碎、板狀單晶、柱狀單晶、球狀多晶、不規(guī)則多晶等多種氧化鋁產(chǎn)品。以解決一水硬鋁石為原料的混聯(lián)法工藝拜耳法種分過(guò)程以及純拜耳法過(guò)程生產(chǎn)多種氧化鋁、尤其是砂狀氧化鋁的難題。
在混聯(lián)法或出拜耳法生產(chǎn)工藝中，拜耳法精液加入氫氧化鋁做晶種，采用三步驟生產(chǎn)氧化鋁的方法，三段溫度制度下，部分出料一次分級(jí)，，一流過(guò)濾添加至第一步核第二步首槽，部分底流過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與另一部分底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。根據(jù)要求的產(chǎn)品物理性質(zhì)和系統(tǒng)物料情況，通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)形貌及粒度預(yù)報(bào)技術(shù)，進(jìn)行綜合分析，合理調(diào)控操作工藝參數(shù)，適時(shí)適量在分解工序前兩步驟中加入專(zhuān)用添加劑，經(jīng)分級(jí)后的氫氧化鋁過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到符合要求的氧化鋁產(chǎn)品，尤其可以滿足鋁電解煙氣凈化和現(xiàn)代大型中間點(diǎn)式下料預(yù)焙陽(yáng)極電解槽對(duì)原料氧化鋁的質(zhì)量要求，且系統(tǒng)穩(wěn)定，波動(dòng)小。
具體實(shí)施例方式
在混聯(lián)法或純拜耳法生產(chǎn)的種分工藝中，采用“三三制”的三步驟生產(chǎn)氧化鋁的方法。第一步，分解工序首槽采用中低溫、低固含預(yù)產(chǎn)生最終產(chǎn)品質(zhì)量所需中間產(chǎn)物，拜耳法精液Nk140～155g/L、αk1.40～1.55、55～60℃，晶種量60～150g/L，分解時(shí)間4～8hr，若需生產(chǎn)單晶氧化鋁產(chǎn)品，則專(zhuān)用添加劑CGM7831加入一步首槽5～30ppm生產(chǎn)單晶氧化鋁。第二步，分解工序中間槽采用中高溫、中低固含產(chǎn)生初步?jīng)Q定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，該步驟可以是單槽恒溫或多槽梯度降溫，65～80℃，晶種量200～500g/L，分解時(shí)間6～10hr，若需生產(chǎn)多晶氧化鋁產(chǎn)品，則專(zhuān)用添加劑CGM7837-1加入二步首槽10～40ppm生產(chǎn)多晶氧化鋁。第三步，分解工序中后槽采用中低首溫均勻降溫、中高固含產(chǎn)生決定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，首槽60～65℃→末槽48～54℃，晶種量450～750g/L，分解時(shí)間30～40hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與另一部分底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。所得分解產(chǎn)物經(jīng)分級(jí)調(diào)配后，晶種返回分解過(guò)程，氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到要求質(zhì)量的氧化鋁產(chǎn)品。根據(jù)要求的產(chǎn)品物理性質(zhì)核分解系統(tǒng)物料情況，通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)形貌及粒度預(yù)報(bào)技術(shù)，進(jìn)行綜合分析，合理調(diào)控操作工藝參數(shù)，適時(shí)適量在分解工序前兩步驟中加入專(zhuān)用添加劑，經(jīng)分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到符合要求的氧化鋁產(chǎn)品。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1拜耳法精液Nk155g/L、αk1.40，第一步，分解工序首槽55℃，細(xì)晶種量60g/L，時(shí)間4hr，生產(chǎn)單晶氧化鋁，專(zhuān)用添加劑CGM7831加入一步首槽5ppm。第二步，分解槽溫度80℃，細(xì)晶種量500g/L，時(shí)間10hr。第三步，分解槽物料均勻降溫65→48℃，晶種量600g/L，35hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與剩余底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到球狀小單晶氧化鋁產(chǎn)品，-45μm粒子含量為40％。
實(shí)施例2拜耳法精液Nk140g/L、αk1.46，第一步，分解工序首槽60℃，細(xì)晶種量150g/L，時(shí)間8hr，生產(chǎn)單晶氧化鋁，專(zhuān)用添加劑CGM7831加入一步首槽30ppm。第二步，分解槽溫度78℃，細(xì)晶種量450g/L，時(shí)間6hr。第三步，分解槽物料均勻降溫60→54℃，晶種量550g/L，30hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與剩余底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到球狀大單晶氧化鋁產(chǎn)品，一45μm粒子含量為6％。
實(shí)施例3拜耳法精液Nk148g/L、αk1.46，第一步，分解工序首槽60℃，細(xì)晶種量150g/L，時(shí)間8hr。第二步，分解槽物料均勻降溫76→70℃，細(xì)晶種量200g/L，時(shí)間8hr，生產(chǎn)多晶氧化鋁，專(zhuān)用添加劑CGM7837-1加入二步首槽30ppm。第三步，分解槽物料均勻降溫65→54℃，晶種量450g/L，36hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與剩余底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到球狀多晶氧化鋁產(chǎn)品，-45μm粒子含量為9％，磨損指數(shù)12％。
實(shí)施例4拜耳法精液Nk155g/L、αk1.52，第一步，分解工序首槽60℃，細(xì)晶種量150g/L，時(shí)間8hr。第二步，分解槽溫度80℃，細(xì)晶種量500g/L，時(shí)間8hr。第三步，分解槽物料均勻降溫65→50℃，晶種量750g/L，36hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與剩余底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到板狀單晶氧化鋁產(chǎn)品，-45μm粒子含量為9％，磨損指數(shù)30％。
實(shí)施例5拜耳法精液Nk148g/L、αk1.46，第一步，分解工序首槽60℃，細(xì)晶種量150g/L，時(shí)間8hr。第二步，分解槽物料均勻降溫76→70℃，細(xì)晶種量200g/L，時(shí)間8hr，生產(chǎn)多晶氧化鋁，專(zhuān)用添加劑CGM7837-1加入二步首槽5ppm。第三步，分解槽物料均勻降溫65→54℃，晶種量400g/L，36hr。分解結(jié)束時(shí)出料處理方式部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，滿足產(chǎn)量的底流量過(guò)濾做產(chǎn)品，另一部分出料與剩余底流混合過(guò)濾加入第三步首槽。分級(jí)后的氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到不規(guī)則多晶氧化鋁產(chǎn)品，-45μm粒子含量為10％，磨損指數(shù)17％。
權(quán)利要求
1.一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于是在拜耳法精液苛性堿Nk140～155g/L、苛性比值αk1.40-1.55的條件下，將分解分為三步；其中a.第一步分解工序首槽采用中低溫、低固含預(yù)產(chǎn)生最終產(chǎn)品質(zhì)量所需中間產(chǎn)物；拜耳法精液條件苛性堿Nk140～155g/L，苛性比值αk1.40～1.55；溫度制度55～60℃；晶種量60～150g/L；分解時(shí)間4～8hr；b.第二步分解工序中間槽采用中高溫、中低固含產(chǎn)生初步?jīng)Q定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，溫度制度65～80℃；晶種量200～500g/L；分解時(shí)間6～10hr；c.第三步分解工序中后槽采用中低首溫均勻降溫、中高固含產(chǎn)生決定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物，溫度制度60～65℃→48～54℃；晶種量450～750g/L；分解時(shí)間30～40hr。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于在b.步驟中首槽加入10～40ppm的CGM7837-1添加劑生產(chǎn)多晶氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于在a.步驟中首槽加入5～30ppm的CGM7831生產(chǎn)單晶氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拜耳法種分生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于將部分出料一次分級(jí)，溢流過(guò)濾添加至第一步和第二步首槽，部分底流過(guò)濾做產(chǎn)品；另一部分出料與另一部分底流混合過(guò)濾加入第三步首槽；所得分解產(chǎn)物經(jīng)分級(jí)調(diào)配后，晶種返回分解過(guò)程，氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、焙燒得到要求質(zhì)量的氧化鋁產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拜耳法分解過(guò)程添加氫氧化鋁晶種生產(chǎn)氧化鋁的方法。其特征在于是在拜耳法精液苛性堿Nk140～155g/L、苛性比值αk1.40－1.55的條件下，將分解分為三步；其中a.第一步分解工序首槽采用中低溫、低固含預(yù)產(chǎn)生最終產(chǎn)品質(zhì)量所需中間產(chǎn)物；b.第二步分解工序中間槽采用中高溫、中低固含產(chǎn)生初步?jīng)Q定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物；c.第三步分解工序中后槽采用中低首溫均勻降溫、中高固含產(chǎn)生決定最終產(chǎn)品質(zhì)量所需的中間產(chǎn)物。采用本發(fā)明的方法，可以得到符合要求的氧化鋁產(chǎn)品，尤其可以滿足鋁電解煙氣凈化和現(xiàn)代大型中間點(diǎn)式下料預(yù)焙陽(yáng)極電解槽對(duì)原料氧化鋁的質(zhì)量要求，且系統(tǒng)穩(wěn)定，波動(dòng)小。
文檔編號(hào)C01F7/30GK1911805SQ20061012793
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者婁世彬, 郭晉梅, 鄧平, 尹中林, 楊志民, 劉亞山, 張海波, 楊桂麗 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司