10

                                      2022

                                      -

                                      01

                                      氧化鋁生產工藝、基本特點


                                      數據顯示中國是全球最大的氧化鋁生產國,已建和在建產能達4350多萬噸/年,其中處理國內鋁土礦的產能為3250萬噸/年。2018年全國氧化鋁產量4896萬噸,是世界第一大氧化鋁生產國。氧化鋁的需求也是逐年增長。那么,氧化鋁到底是什么呢?其實氧化鋁是一種高硬度的化合物,熔點為2054℃,沸點為2980℃,是在高溫下可電離的離子晶體,常用于制造耐火材料。

                                            數據顯示中國是全球最大的氧化鋁生產國,已建和在建產能達4350多萬噸/年,其中處理國內鋁土礦的產能為3250萬噸/年。2018年全國氧化鋁產量4896萬噸,是世界第一大氧化鋁生產國。氧化鋁的需求也是逐年增長。那么,氧化鋁到底是什么呢?其實氧化鋁是一種高硬度的化合物,熔點為2054℃,沸點為2980℃,是在高溫下可電離的離子晶體,常用于制造耐火材料。工業Al2O3是由鋁礬土(Al2O3?3H2O)和硬水鋁石制備的,對于純度要求高的Al2O3,一般用化學方法制備。對于氧化鋁,你想要了解更多嗎?下面賢集網小編來為大家介紹氧化鋁生產工藝、基本特性、分類、用途、主要成分、吸附性能的影響因素。希望能夠幫助到大家!

                                        氧化鋁生產工藝

                                        一、拜耳法

                                        原理是用苛性鈉(NaOH)溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁,得到鋁酸鈉溶液,溶液與殘渣(赤泥)分離后,降低溫度,加入氫氧化鋁作晶種,經長時間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁,洗凈,并在950~1200℃溫度下煅燒,便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液,蒸發濃縮后可循環使用。

                                        1、拜耳法的簡要化學反應如下:

                                        現代拜耳法的主要進展:

                                       ?、僭O備的大型化和連續操作;

                                       ?、谏a過程的自動化;

                                       ?、酃澥∧芰?,如高壓強化溶出和流態化焙燒;

                                       ?、苌a砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。拜耳法的工藝流程見下圖。

                                        2、拜耳法的優點主要是流程簡單、投資省和能耗較低。

                                        拜耳法生產的經濟效果決定于鋁土礦的質量,主要是礦石中的SiO2含量,通常以礦石的鋁硅比,即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。因為在拜耳法的溶出過程中,SiO2轉變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O),隨同赤泥排出。

                                        二、堿石灰燒結法

                                        1、用于處理高硅的鋁土礦,將鋁土礦、碳酸鈉和石灰按一定比例混合配料,在回轉窯內燒結成由鋁酸鈉(Na2O·Al2O3)、鐵酸鈉(Na2O·Fe2O3、原硅酸鈣(2CaO·SiO2)和鈦酸鈉(CaO·TiO2)成的熟料。然后用稀堿溶液溶出熟料中的鋁酸鈉。此時鐵酸鈉水解得到的NaOH也進入溶液。如果溶出條件控制適當,原硅酸鈣就不會大量地與鋁酸鈉溶液發生反應,而與鈦酸鈣、Fe2O3·H2O 等組成赤泥排出。溶出熟料得到的鋁酸鈉溶液經過專門的脫硅過程,SiO2O形成水合鋁硅酸鈉(稱為鈉硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),使溶液提純。把CO2氣體通入精制鋁酸鈉溶液,和加入晶種攪拌,得到氫氧化鋁沉淀物和主要成分是碳酸鈉的母液。氫氧化鋁經煅燒成為氧化鋁成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。

                                        2、堿石灰燒結法的主要化學反應如下:

                                        3、堿石灰燒結法生產氧化鋁的主要技術成就是:在熟料燒成中采用低堿比配方,在熟料溶出工藝中采用二段磨料和低分子比溶液,以抑制溶出時的副反應損失,使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分別達到94~96%和92~94%。Al2O3的總回收率約90%,每噸氧化鋁的Na2CO3的消耗量約95公斤。堿石灰燒結法可以處理拜耳法不能經濟地利用的低品位礦石,其鋁硅比可低至3.5,原料的綜合利用較好,有其特色。

                                        三、拜耳-燒結聯合法

                                        可充分發揮兩法優點,取長補短,利用鋁硅比較低的鋁土礦,求得更好的經濟效果。聯合法有多種形式,均以拜耳法為主,而輔以燒結法。按聯合法的目的和流程連接方式不同,又可分為串聯法、并聯法和混聯法三種工藝流程。

                                        1、串聯法是用燒結法回收拜耳法赤泥中的Na2O和Al2O3,于處理拜耳法不能經濟利用的三水鋁石型鋁土礦。擴大了原料資源,減少堿耗,用較廉價的純堿代替燒堿,而且Al2O3的回收率也較高。

                                        2、并聯法是拜耳法與燒結法平行作業,分別處理鋁土礦,但燒結法只占總生產能力的10~15%,用燒結法流程轉化產生的NaOH補充拜耳法流程中NaOH的消耗。

                                        3、混聯法是前兩種聯合法的綜合。此法中的燒結法除了處理拜耳法赤泥外,還處理一部分低品位礦石。

                                        氧化鋁的基本特性

                                        1、性狀:難溶于水的白色固體,無臭、無味、質極硬,易吸潮而不潮解(灼燒過的不吸濕)。兩性氧化物,能溶于無機酸和堿性溶液中,幾乎不溶于水及非極性有機溶劑;相對密度(d204)4.0;熔點2050℃。

                                        2、儲存:密封干燥保存。

                                        3、用途:用作分析試劑、有機溶劑的脫水、吸附劑、有機反應催化劑、研磨劑、拋光劑、冶煉鋁的原料、耐火材料。

                                        氧化鋁的分類

                                        1、γ型氧化鋁

                                        γ型氧化鋁不溶于水,能溶于強酸或強堿溶液,將它加熱至1200℃就全部轉化為α型氧化鋁。γ型氧化鋁是一種多孔性物質,每克的內表面積高達數百平方米,活性高吸附能力強。工業品常為無色或微帶粉紅的圓柱型顆粒,耐壓性好。在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體;在工業上是變壓器油、透平油的脫酸劑,還用于色層分析;在實驗室是中性強干燥劑,其干燥能力不亞于五氧化二磷,使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復使用。目前世界上用拜耳法生產的氧化鋁要占到總產量的90%以上,氧化鋁大部分用于制金屬鋁,用作其它用途的不到10%。

                                        2、α型氧化鋁

                                        在α型氧化鋁的晶格中,氧離子為六方緊密堆積,Al3+對稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心,晶格能很大,故熔點、沸點很高。α型氧化鋁不溶于水和酸,工業上也稱鋁氧,是制金屬鋁的基本原料;也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實驗儀器;還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等;高純的α型氧化鋁還是生產人造剛玉、人造紅寶石和藍寶石的原料;還用于生產現代大規模集成電路的板基。型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環境下脫水制得,工業上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結構中氧離子近似為立方面心緊密堆積,Al3+不規則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。

                                        氧化鋁用途

                                        氧化鋁的用途一般有以下幾類:

                                        1、耐火材料用,如:耐火板,隔火磚,隔熱物;

                                        耐火材料是砌在熔煉爐的殼體里面,對熔煉爐起著隔熱,保溫的作用,同時也保護了熔煉爐的殼體不被熔煉爐內的高溫所熔化。耐火磚主要用在冶金行業,如耐火磚用于煉鋼窯體砌筑。

                                        2、磨料用,分普通磨料和特種磨料

                                        鋁的晶體形態金剛砂因為硬度高,適合用作研磨材料及切割工具;特種磨料,應該是用作不銹鋼拋光研磨。

                                        3、陶瓷用: 由于氧化鋁陶瓷的機械強度高,絕緣電阻大,硬度大,耐磨、耐腐蝕及耐高溫等的性能,它可以用作電子陶瓷,如真空器件、電路基片、火花塞絕緣瓷等。

                                        a、利用強度高和硬度大等性能作為結構陶瓷,如用作磨料、刀具和造紙工業用刮刀,紡織瓷件;

                                        b、利用其化學穩定性良好的性能,可用作化工和生物陶瓷,如人工關節、坩堝竺;

                                        c、精細陶瓷:機械軸承;

                                        d、陶瓷涂層。

                                        4、釉料: 潔具。

                                        5、寶石材料、激光材料。

                                        氧化鋁的主要成分

                                        氧化鋁是將鋁礬土原料經過化學處理,除去硅、鐵、鈦等的氧化物而制得,是純度很高的氧化鋁原料,Al2O3含量一般在99%以上。礦相是由40%~76%的γ- Al2O3和24%~60%的α- Al2O3組成。γ- Al2O3于950~1200℃可轉變為α- Al2O3(剛玉),同時發生顯著的體積收縮。

                                        氧化鋁吸附性能的影響因素

                                        1、氯離子和硫酸根離子;

                                        2、原水初始氟濃度:初始氟濃度越高,吸附容量較大,影響活性氧化鋁吸附功用的主要要素;

                                        3、顆粒粒徑:粒徑越小,吸附容量越高,但粒徑越小,顆粒強度越低,影響其運用壽命;

                                        4、原水堿度:原水中重碳酸根濃度高,吸附容量將降低;

                                        5、原水PH值:當PH值大于5時,PH值越低,活性氧化鋁吸附容量越高,影響活性氧化鋁吸附功用的主要要素;

                                        6、砷的影響:氧化鋁對水中的砷有吸附作用,砷在活性氧化鋁上的積聚形成對氟離子吸附容量的下降,且使再生時洗脫砷離子比擬困難。

                                      伊人久久精品视频,人妻视频免费人人,亚洲一级黄色视频在线观看,中文字幕精品aⅴ专区