專利名稱：兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，涉及一種以一水硬鋁石型鋁土礦為原料，采用晶種分解生產(chǎn)高強度砂狀氧化鋁的方法。
背景技術(shù)：
目前，國外的砂狀氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)主要有美鋁法和法鋁法。其中前者有效利用附聚和結(jié)晶長大的機理，一般采用較高的分解初溫和較低的晶種比條件。法鋁法分解溫度低，晶種添加量高，分解過程主要為結(jié)晶長大機理。另外新瑞鋁法是改進后的美鋁法。這些砂狀氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)用于我國以一水硬鋁石型鋁土礦為原料的砂狀氧化鋁生產(chǎn)工藝中有較大的局限性。我國現(xiàn)有晶種分解工藝采用較高濃度精液加入氫氧化鋁晶種，維持60度左右的分解初溫，經(jīng)過40～60小時，終溫達到45～50度，所產(chǎn)氧化鋁粒度細、強度差(磨損指數(shù)30％以上)，達不到高質(zhì)量砂狀氧化鋁要求。這種氧化鋁細粒子含量高，在輸送過程中更易破碎，產(chǎn)生更多的細粒子，飛揚損失嚴重，不能滿足的要求。
申請?zhí)枮?00410049746專利采用“高溫附聚、中間降溫、低溫長大、中等固含”的生產(chǎn)工藝，其目的發(fā)揮附聚作用減少產(chǎn)品細粒子含量，但高濃度精液氧化鋁的相對過飽和度低，附聚推動力小，附聚效果并不一定明顯，即使產(chǎn)品中-45μm含量得到一定控制，-20μm含量難以達到現(xiàn)代電解工藝的要求。申請?zhí)枮?00410100973專利提出了精液分流工藝，使附聚后的附聚體粒子在分解后段與新鮮的精液混合，產(chǎn)品強度得到了一定的提高。由于附聚段精液濃度高，附聚作用同樣受到遏止。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)在晶種分解生產(chǎn)砂狀氧化鋁方面存在的不足，提出一種適合我國鋁土礦資源特點以及生產(chǎn)條件特點，能充分發(fā)揮低濃度溶液過飽和度高、附聚推動力大的特點，生產(chǎn)出高強度、細粒子含量低的砂狀氧化鋁的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于低濃度精液與氫氧化鋁細晶種制備成的漿液加入分解流程前段首槽，經(jīng)過附聚后再與高濃度精液并加入粗晶種一起進入分解流程后段。
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于低濃度精液氧化鋁濃度110～150克/升，苛性比1.4～1.6；高濃度精液氧化鋁濃度170～220克/升，苛性比1.4～1.6，經(jīng)過附聚后低濃度精液與高濃度精液體積比為0.25～1.0∶1。
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于分解前段溫度85～70℃，晶種固含50～150克/升，-45μm含量30％～60％，分解時間2～10小時。
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于分解后段溫度64～46℃，晶種固含300～800克/升，-45μm含量10％～25％，分解時間35～55小時。
本發(fā)明的方法，在專利200410100973的基礎(chǔ)上提出兩個不同精液濃度分流后進入不同分解區(qū)域。將常規(guī)鋁土礦溶出礦漿在稀釋時調(diào)整為兩個不同的精液濃度(加權(quán)濃度不變)、分解過程中的晶種進行分級，先將細晶種加入低濃度精液中進行分解，再與另一部分高濃度分流精液加入分級后的粗晶種漿液合流并進行分解，即通過控制精液濃度、細晶種實現(xiàn)低濃度高效附聚，保證系統(tǒng)粒度平衡、大大提高產(chǎn)品氧化鋁的強度，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的砂狀氧化鋁。
在氧化鋁生產(chǎn)中，要想獲得粗顆粒、高強度的產(chǎn)品氧化鋁必須創(chuàng)造條件有利于附聚和長大發(fā)生。目前行業(yè)內(nèi)學者達成的共識，鑲嵌結(jié)構(gòu)或假徑向結(jié)構(gòu)的顆粒經(jīng)焙燒后，產(chǎn)品氧化鋁磨損指數(shù)低、強度高。鑲嵌結(jié)構(gòu)顆粒是在二次成核和凝聚、附聚機理作用下細顆粒鑲嵌而成，該類顆粒進一步在長大作用下形成了內(nèi)部為附聚體，外部成長為年輪狀的假徑向結(jié)構(gòu)顆粒。因此可以看出，在鋁酸鈉溶液分解過程中促使細晶體的有效附聚是得到高強度砂狀氧化鋁的前提。附聚過程一般是細顆粒優(yōu)先附聚形成略大的顆粒，該級顆粒進一步發(fā)生附聚形成更大的粒子，如此依次實現(xiàn)。溶液過飽和度是決定附聚能否有效進行的先決條件，而溶液苛性比αK和苛性堿濃度是決定溶液過飽和度的關(guān)鍵因素。根據(jù)目前氧化鋁生產(chǎn)情況，進一步降低苛性比αK在一定的限度，而根據(jù)生產(chǎn)流程特點，調(diào)整鋁酸鈉精液濃度，實現(xiàn)兩個精液濃度分區(qū)進入分解流程，使氧化鋁高過飽和度的低濃度精液進入分解前段部分，細晶種附聚推動力大，可有效發(fā)生附聚，然后再與高濃度部分精液混合進入分解流程后段，分解產(chǎn)品氧化鋁粒度粗，強度高，細粒子含量少。這就是我們的發(fā)明原理及方案。
具體實施例方式
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，將低濃度鋁酸鈉精液與高濃度鋁酸鈉精液按0.25～1.0∶1的比例分流，分流出的低濃度精液氧化鋁濃度為110～150克/升，高濃度精液氧化鋁濃度為170～220克/升，苛性比1.40～1.60。低濃度精液與細晶種混合后，其固含為50～150克/升，在溫度為85～70℃下，首先分解2～10小時后，與高濃度精液加入分級后的粗晶種、固含為300～800克/升的漿液混合，于分解后段在64～46℃下繼續(xù)分解，總分解時間37～65小時。分解后的漿液按照常規(guī)分級出產(chǎn)品氫氧化鋁，經(jīng)洗滌、過濾、焙燒后得到高強度的砂狀氧化鋁。
下面結(jié)合實例對本發(fā)明的方法作進一步的說明。
實施例1低濃度精液與高濃度精液體積比為0.25∶0.75，低濃度精液氧化鋁濃度120克/升，加入細晶種后固含為60克/升，分解初溫81℃，經(jīng)過4小時后降至78℃，然后急降溫至64℃，加入氧化鋁為186.7克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為500克/升，再經(jīng)過44小時后降至末溫50℃，精液苛性比1.46。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)15.2％，-20μm含量0.5％，-45μm含量5.5％。
實施例2低濃度精液與高濃度精液體積比為0.3∶0.7，低濃度精液氧化鋁濃度120克/升，加入細晶種后固含為80克/升，分解初溫80℃，經(jīng)過4小時后降至77℃，然后急降溫至62℃，加入氧化鋁為191.4克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為480克/升，再經(jīng)過44小時后降至末溫48℃，精液苛性比1.45。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)14.5％，-20μm含量0.4％，-45μm含量6.0％。
實施例3低濃度精液與高濃度精液體積比為0.3∶0.7，低濃度精液氧化鋁濃度130克/升，加入細晶種后固含為100克/升，分解初溫82℃，經(jīng)過4小時后降至79℃，然后急降溫至63℃，加入氧化鋁為187.1克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為600克/升，再經(jīng)過44小時后降至末溫49℃，精液苛性比1.46。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)16.8％，-20μm含量0.9％，-45μm含量7.0％。
實施例4低濃度精液與高濃度精液體積比為0.4∶0.6，低濃度精液氧化鋁濃度130克/升，加入細晶種后固含為80克/升，分解初溫80℃，經(jīng)過4小時后降至77℃，然后急降溫至62℃，加入氧化鋁為196.7克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為500克/升，再經(jīng)過44小時后降至末溫48℃，精液苛性比1.45。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)15.6％，-20μm含量0.85％，-45μm含量6.6％。
實施例5低濃度精液與高濃度精液體積比為0.3∶0.7，低濃度精液氧化鋁濃度140克/升，加入細晶種后固含為110克/升，分解初溫82℃，經(jīng)過6小時后降至79℃，然后急降溫至63℃，加入氧化鋁為182.9克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為480克/升，再經(jīng)過44小時后降至末溫49℃，精液苛性比1.44。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)14.6％，-20μm含量0.75％，-45μm含量7.1％。
實施例6低濃度精液與高濃度精液體積比為1∶1，低濃度精液氧化鋁濃度140克/升，加入細晶種后固含為100克/升，分解初溫79℃，經(jīng)過6小時后降至76℃，然后急降溫至61℃，加入氧化鋁為200克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為550克/升，再經(jīng)過40小時后降至末溫47℃，精液苛性比1.47。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)14.2％，-20μm含量1.01％，-45μm含量6.7％。
實施例7低濃度精液與高濃度精液體積比為1∶1，低濃度精液氧化鋁濃度150克/升，加入細晶種后固含為120克/升，分解初溫80℃，經(jīng)過8小時后降至77℃，然后急降溫至62℃，加入氧化鋁為190克/升的高濃度精液，加入粗晶種固含為600克/升，再經(jīng)過40小時后降至末溫48℃，精液苛性比1.44。氫氧化鋁產(chǎn)品經(jīng)焙燒后，氧化鋁的物理性質(zhì)為磨損指數(shù)16.5％，-20μm含量1.3％，-45μm含量8.2％。
權(quán)利要求
1.兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于低濃度精液與氫氧化鋁細晶種制備成的漿液加入分解流程前段首槽，經(jīng)過附聚后再與高濃度精液并加入粗晶種一起進入分解流程后段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于低濃度精液氧化鋁濃度110～150克/升，苛性比1.4～1.6；高濃度精液氧化鋁濃度170～220克/升，苛性比1.4～1.6，經(jīng)過附聚后低濃度精液與高濃度精液體積比為0.25～1.0∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于分解前段溫度85～70℃，晶種固含50～150克/升，-45μm含量30％～60％，分解時間2～10小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，其特征在于分解后段溫度64～46℃，晶種固含300～800克/升，-45μm含量10％～25％，分解時間35～55小時。
全文摘要
兩種濃度精液生產(chǎn)高強度氧化鋁的方法，涉及一種以一水硬鋁石型鋁土礦為原料生產(chǎn)高質(zhì)量砂狀氧化鋁的方法。其特征在于低濃度精液與氫氧化鋁細晶種制備成的漿液加入分解流程前段首槽，經(jīng)過高效附聚后再與高濃度精液并加入粗晶種一起進入分解流程后段。低濃度精液氧化鋁濃度110～150克/升，苛性比1.4～1.6，高濃度精液氧化鋁濃度170～220克/升，苛性比1.4～1.6，低濃度精液與高濃度精液體積比0.25～1.0∶1。本發(fā)明的方法通過控制精液濃度、細晶種粒度實現(xiàn)低濃度高效附聚，保證系統(tǒng)粒度平衡、大大提高產(chǎn)品氧化鋁的強度，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的砂狀氧化鋁。
文檔編號C01F7/02GK1915826SQ20061012717
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者白萬全, 尹中林 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司