CN100427396C - 一种拜耳法种分生产氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拜耳法分解过程添加氢氧化铝晶种生产氧化铝的方法。其特征在于是在拜耳法精液苛性碱Nk140~155g/L、苛性比值αk1.40-1.55的条件下,将分解分为三步;其中:a.第一步分解工序首槽采用中低温、低固含预产生最终产品质量所需中间产物;b.第二步分解工序中间槽采用中高温、中低固含产生初步决定最终产品质量所需的中间产物;c.第三步分解工序中后槽采用中低首温均匀降温、中高固含产生决定最终产品质量所需的中间产物。采用本发明的方法,可以得到符合要求的氧化铝产品,尤其可以满足铝电解烟气净化和现代大型中间点式下料预焙阳极电解槽对原料氧化铝的质量要求,且系统稳定,波动小。
Description
技术领域
一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,涉及采用一水硬铝石型铝土矿为原料,用混联法或纯拜耳法工艺进行拜耳法晶种分解生产氧化铝的方法。
背景技术
我国氧化铝的生产主要以难溶的一水硬铝石型铝土矿为原料,与国外广泛采用的易处理的三水铝石型铝土矿相比,在氧化铝生产的工艺条件合技术指标等方面有着较大的差别。处理一水硬铝石型铝土矿时,要求较高的碱液浓度合温度,同时为降低能耗、提高分解率,又要求分解原液氧化铝浓度较高、母液苛性比值较大;为了达到要求的分解率,需要的分解时间长,这样产品的粒度合强度就难以保证。我国均采用一水硬铝石为原料生产氧化铝,现有的生产工艺采用拜耳法精液中加入氢氧化铝做晶种,维持较低的分解初温进行自然分解,分解终温较低,所产氧化铝的强度较差,粒度细,经焙烧后,其产品绝大多数为粉状合中间状氧化铝,且品种单一。尤其与砂状氧化铝相比,粉状或中间状氧化铝的的比表面积较小,在电解中的溶解速度以及吸附氟化氢的能力较差,细粒子含量高,产品强度低,在输送过程中离子破碎严重,又产生大量的细粒子,造成飞扬损失大。
目前,我国生产氧化铝的分解工艺一般是:在苛性碱浓度未130~150g/L的情况下,加入400~800g/L的种子量,保持分解初温60℃左右,经历70小时左右的时间,自然降温至45℃左右的一段法生产工艺,其产品的物理性能指标未粉状或中间状,氧化铝磨损指数30%左右,-45μm粒子含量30%左右。某些氧化铝厂的一段法产品虽然粒度较粗,但与国际高质量砂状指标还有一定差距,二段法虽然可以生产出优质砂状氧化铝,但系统不易稳定,波动较大。
发明目的
本发明的目的是针对我国现有氧化铝生产现状,提出一种能满足产品质量要求,尤其可以满足铝电解烟气净化和现代大型中间点式下料预焙阳极电解槽对原料氧化铝的质量要求,且系统稳定,波动小的拜耳法种分生产氧化铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于是在拜耳法精液苛性碱Nk140~155g/L、苛性比值αk1.40-1.55的条件下,将分解分为三步;其中:
a.第一步分解工序首槽采用中低温、低固含预产生最终产品质量所需中间产物;温度制度:55~60℃;晶种量:60~150g/L;分解时间:4~8hr;
b.第二步分解工序中间槽采用中高温、中低固含产生初步决定最终产品质量所需的中间产物,温度制度:65~80℃;晶种量:200~500g/L;分解时间:6~10hr;
c.第三步分解工序中后槽采用中低首温均匀降温、中高固含产生决定最终产品质量所需的中间产物,温度制度:60~65℃至48~54℃;晶种量:450~750g/L;分解时间:30~40hr。
本发明的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于在b.步骤中首槽加入10~40ppm的CGM7837-1添加剂生产多晶氧化铝。
本发明的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于在a.步骤中首槽加入5~30ppm的CGM7831生产单晶氧化铝。
本发明的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于将部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,部分底流过滤做产品;另一部分出料与另一部分底流混合过滤加入第三步首槽;所得分解产物经分级调配后,晶种返回分解过程,氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到要求质量的氧化铝产品。
本发明的方法的步骤中,第一步主要成核为主,第二步确定多晶、单晶机产品微观形貌,第三步是对第二步中间产品的完善。
在混联法或纯拜耳法生产的工艺过程中,拜耳法精液加入氢氧化铝做晶种,采用三步骤生产氧化铝的方法,即:第一步,分解工序首槽采用中低温、低固含预产生最终产品质量所需中间产物,该步骤可以是单槽恒温或多槽梯度降温;第二步,分解工序中间槽采用中高温、中低固含产生初步决定最终产品质量所需的中间产物,该步骤可以是单槽恒温或多槽梯度降温;第三步,分解工序中后槽采用中低首温均匀降温、中高固含产生决定最终产品质量所需的中间产物。根据要求的产品物理性质核分解系统物料情况,通过监视系统微观结构形貌及粒度预报技术,进行综合分析,合理调控操作工艺参数,适时适量在分解工序前两步骤中加入专用添加剂,经分级后的氢氧化铝产品过滤、洗涤、烘干、焙烧得到符合要求的氧化铝产品,如粒粗强度打、粒粗易碎、粒小强度大、粒小易碎、板状单晶、柱状单晶、球状多晶、不规则多晶等多种氧化铝产品。以解决一水硬铝石为原料的混联法工艺拜耳法种分过程以及纯拜耳法过程生产多种氧化铝、尤其是砂状氧化铝的难题。
在混联法或出拜耳法生产工艺中,拜耳法精液加入氢氧化铝做晶种,采用三步骤生产氧化铝的方法,三段温度制度下,部分出料一次分级,,一流过滤添加至第一步核第二步首槽,部分底流过滤做产品,另一部分出料与另一部分底流混合过滤加入第三步首槽。根据要求的产品物理性质和系统物料情况,通过监视系统微观结构形貌及粒度预报技术,进行综合分析,合理调控操作工艺参数,适时适量在分解工序前两步骤中加入专用添加剂,经分级后的氢氧化铝过滤、洗涤、烘干、焙烧得到符合要求的氧化铝产品,尤其可以满足铝电解烟气净化和现代大型中间点式下料预焙阳极电解槽对原料氧化铝的质量要求,且系统稳定,波动小。
具体实施方式
在混联法或纯拜耳法生产的种分工艺中,采用“三三制”的三步骤生产氧化铝的方法。第一步,分解工序首槽采用中低温、低固含预产生最终产品质量所需中间产物,拜耳法精液Nk140~155g/L、αk1.40~1.55、55~60℃,晶种量:60~150g/L,分解时间4~8hr,若需生产单晶氧化铝产品,则专用添加剂CGM7831加入一步首槽5~30ppm生产单晶氧化铝。第二步,分解工序中间槽采用中高温、中低固含产生初步决定最终产品质量所需的中间产物,该步骤可以是单槽恒温或多槽梯度降温,65~80℃,晶种量200~500g/L,分解时间6~10hr,若需生产多晶氧化铝产品,则专用添加剂CGM7837-1加入二步首槽10~40ppm生产多晶氧化铝。第三步,分解工序中后槽采用中低首温均匀降温、中高固含产生决定最终产品质量所需的中间产物,首槽60~65℃、末槽48~54℃,晶种量450~750g/L,分解时间30~40hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与另一部分底流混合过滤加入第三步首槽。所得分解产物经分级调配后,晶种返回分解过程,氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到要求质量的氧化铝产品。根据要求的产品物理性质核分解系统物料情况,通过监视系统微观结构形貌及粒度预报技术,进行综合分析,合理调控操作工艺参数,适时适量在分解工序前两步骤中加入专用添加剂,经分级后的氢氧化铝产品过滤、洗涤、烘干、焙烧得到符合要求的氧化铝产品。
下面结合实例对本发明作进一步的说明。
实施例1
拜耳法精液Nk155g/L、αk1.40,第一步,分解工序首槽55℃,细晶种量60g/L,时间4hr,生产单晶氧化铝,专用添加剂CGM7831加入一步首槽5ppm。第二步,分解槽温度80℃,细晶种量500g/L,时间10hr。第三步,分解槽物料均匀降温65至48℃,晶种量600g/L,35hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与剩余底流混合过滤加入第三步首槽。分级后的氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到球状小单晶氧化铝产品,-45μm粒子含量为40%。
实施例2
拜耳法精液Nk140g/L、αk1.46,第一步,分解工序首槽60℃,细晶种量150g/L,时间8hr,生产单晶氧化铝,专用添加剂CGM7831加入一步首槽30ppm。第二步,分解槽温度78℃,细晶种量450g/L,时间6hr。第三步,分解槽物料均匀降温60至54℃,晶种量550g/L,30hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与剩余底流混合过滤加入第三步首槽。分级后的氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到球状大单晶氧化铝产品,-45μm粒子含量为6%。
实施例3
拜耳法精液Nk148g/L、αk1.46,第一步,分解工序首槽60℃,细晶种量150g/L,时间8hr。第二步,分解槽物料均匀降温76至70℃,细晶种量200g/L,时间8hr,生产多晶氧化铝,专用添加剂CGM7837-1加入二步首槽30ppm。第三步,分解槽物料均匀降温65至54℃,晶种量450g/L,36hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与剩余底流混合过滤加入第三步首槽。分级后的氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到球状多晶氧化铝产品,-45μm粒子含量为9%,磨损指数12%。
实施例4
拜耳法精液Nk155g/L、αk1.52,第一步,分解工序首槽60℃,细晶种量150g/L,时间8hr。第二步,分解槽温度80℃,细晶种量500g/L,时间8hr。第三步,分解槽物料均匀降温65至50℃,晶种量750g/L,36hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与剩余底流混合过滤加入第三步首槽。分级后的氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到板状单晶氧化铝产品,-45μm粒子含量为9%,磨损指数30%。
实施例5
拜耳法精液Nk148g/L、αk1.46,第一步,分解工序首槽60℃,细晶种量150g/L,时间8hr。第二步,分解槽物料均匀降温76至70℃,细晶种量200g/L,时间8hr,生产多晶氧化铝,专用添加剂CGM7837-1加入二步首槽5ppm。第三步,分解槽物料均匀降温65至54℃,晶种量400g/L,36hr。分解结束时出料处理方式:部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,满足产量的底流量过滤做产品,另一部分出料与剩余底流混合过滤加入第三步首槽。分级后的氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到不规则多晶氧化铝产品,-45μm粒子含量为10%,磨损指数17%。
Claims (4)
1.一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于是在拜耳法精液苛性碱Nk140~155g/L、苛性比值αk1.40-1.55的条件下,将分解分为三步;其中:
a.第一步分解工序首槽采用中低温、低固含预产生最终产品质量所需中间产物;拜耳法精液条件:苛性碱Nk140~155g/L,苛性比值αk1.40~1.55;温度制度:55~60℃;晶种量:60~150g/L;分解时间:4~8hr;
b.第二步分解工序中间槽采用中高温、中低固含产生初步决定最终产品质量所需的中间产物,温度制度:65~80℃;晶种量:200~500g/L;分解时间:6~10hr;
c.第三步分解工序中后槽采用中低首温均匀降温、中高固含产生决定最终产品质量所需的中间产物,温度制度:60~65℃至48~54℃;晶种量:450~750g/L;分解时间:30~40hr。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于在b.步骤中首槽加入10~40ppm的CGM7837-1添加剂生产多晶氧化铝。
3.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于在a.步骤中首槽加入5~30ppm的CGM7831生产单晶氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分生产氧化铝的方法,其特征在于将部分出料一次分级,溢流过滤添加至第一步和第二步首槽,部分底流过滤做产品;另一部分出料与另一部分底流混合过滤加入第三步首槽;所得分解产物经分级调配后,晶种返回分解过程,氢氧化铝产品经过滤、洗涤、烘干、焙烧得到要求质量的氧化铝产品。
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