CN100999329A

CN100999329A - 利用铝灰生产棕刚玉的方法

Info

Publication number: CN100999329A
Application number: CN 200610148219
Authority: CN
Inventors: 陈海; 王俊; 孙宝德
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2007-07-18

Abstract

一种利用铝灰生产棕刚玉的方法，属于冶金技术领域。本发明以铝灰、或铝灰和铝矾土为原料，将铝灰、矾土按重量百分比分别为10～100％∶0～90％的范围内配比，外加还原剂焦炭粉和沉淀剂铁屑，混合均匀，加入电弧炉中，熔炼，然后倒出冷却，破粉碎，分选。本发明通过铝灰全部或部分替代铝矾土，生产棕刚玉，铝灰是废弃物，与铝矾土作为原料相比，降低了生产棕刚玉的成本5％～25％，又消耗了容易造成环境污染的废弃物铝灰。

Description

利用铝灰生产棕刚玉的方法

技术领域

本发明涉及的是一种冶金技术领域的方法，具体的说，涉及的是一种利用铝灰生产棕刚玉的方法。

背景技术

铝加工过程中产生大量的铝灰渣，铝灰渣的处理通常要经过二次精炼或机械方法提取金属铝，经提取铝后仍然剩余大量的铝灰，这些铝灰很难处理，通常是进行填埋，这无疑会造成严重的环境污染。国内外通常利用铝灰制作净水剂(碱式氯化铝)，但该方法也容易产生二次污染。

经对现有技术的文献检索发现，刘大强等在《哈尔滨理工大学学报》(1996年，第二期，第48-50页)发表的“铝灰生产棕刚玉的工艺”，该文中提出采用电炉熔炼工艺，用铝灰生产棕刚玉，具体方法为：以无烟煤作为杂质的还原剂，以铁屑作为沉淀剂，用经预处理的化工废料铝灰，经电炉熔炼生产棕刚玉。其不足在于：预处理工艺增加了生产成本，预处理工序中的酸洗工艺带来环境污染，采用的铝灰原料是经过提取碱式氯化铝的铝灰作原料，该铝灰中不含金属铝，而铝加工产生的铝灰中通常含有大量金属铝，所用铝灰中氧化铝含量超过82％，氧化铝含量较高，不含氧化镁，所以该方法使用的铝灰不具有普遍性。部分地区的铝灰成份中含有大量的氧化镁，采用该电熔工艺难以处理成单一的刚玉材料。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用铝灰生产棕刚玉的方法。本发明采用铝灰为原材料，在对铝灰不做任何处理的前提下，全部或部分替代铝矾土生产棕刚玉。该生产棕刚玉工艺的适用性广泛，对铝灰原料的要求低。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明具体如下：

以铝灰、或铝灰和铝矾土为原料，将铝灰、铝矾土按重量百分比分别为10～100％：0～90％的范围内配比，外加重量百分比为0～8％的焦炭粉和8～12％的铁屑，混合均匀，加入电弧炉中，熔炼温度2100～2300℃，熔炼时间45～90分钟。倒出冷却，破粉碎，分选。

所述铝灰主要成份重量百分比：Al₂O₃含量小于50％，Al含量15～40％，SiO₂含量小于15％，MgO含量小于15％，TiO₂含量小于5％，Fe₂O₃含量小于5％，Na₂O含量小于10％。

所述铝矾土中Al₂O₃重量百分比含量为大于80％。

本发明通过铝灰全部或部分替代铝矾土，添加还原剂焦炭粉和沉淀剂铁屑在电弧炉中高温熔炼，得到棕刚玉，将熔炼完成的棕刚玉倒出冷却，破粉碎，分选。棕刚玉在耐火材料和磨料领域具有广泛的应用价值。该方法将难以处理的铝灰制造成具有市场价值的陶瓷材料，铝灰不需要任何处理，直接作为原料使用，铝灰是废弃物，与铝矾土作为原料相比，降低了生产棕刚玉的成本5％～25％，又消耗了容易造成环境污染的废弃物铝灰。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

铝灰主要成份：Al₂O₃含量30.56％，Al含量29.58％，SiO₂含量10.21％，MgO含量5.34％，TiO₂含量2.42％，Fe₂O₃含量2.23％，Na₂O含量4.74％。铝矾土Al₂O₃含量88.56％。

按重量百分比100％加入铝灰150公斤，不加入铝矾土，外加重量百分比12％的铁屑18公斤，不加入焦炭粉，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼45分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量90.9wt％的棕刚玉，降低生产成本25％。

实施例2：

铝灰主要成份：Al₂O₃含量30.56％，Al含量29.58％，SiO₂含量10.21％，MgO含量5.34％，TiO₂含量2.42％，Fe₂O₃含量2.23％，Na₂O含量4.74％。铝矾士Al₂O₃含量88.56％。

按重量百分比80％和20％分别称取铝灰120公斤和铝矾土30公斤，外加重量百分比10％的铁屑15公斤，不加入焦炭粉，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼60分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量91.8wt％的棕刚玉，降低生产成本20％。

实施例3：

按重量百分比60％和40％分别称取铝灰90公斤和铝矾土60公斤，外加重量百分比10％的铁屑15公斤和3％的焦炭粉4.5公斤，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼75分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量93.3wt％的棕刚玉，降低生产成本15％。

实施例4：

按重量百分比40％和60％分别称取铝灰60公斤和铝矾土90公斤，外加重量百分比10％的铁屑15公斤和3％的焦炭粉4.5公斤，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼75分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量94.7wt％的棕刚玉，降低生产成本10％。

实施例5：

按重量百分比25％和75％分别称取铝灰37.5公斤和铝矾土112.5公斤，外加重量百分比10％的铁屑15公斤和5％的焦炭粉7.5公斤，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼75分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量95.9wt％的棕刚玉，降低生产成本7％。

实施例6：

按重量百分比10％和90％分别称取铝灰15公斤和铝矾土135公斤，外加重量百分比10％的铁屑15公斤和5％的焦炭粉7.5公斤，混合均匀，在电弧炉中2100-2300℃高温熔炼90分钟，倒出冷却，将棕刚玉块进行破粉碎，分选。

生产出Al₂O₃平均含量95.7wt％的棕刚玉。降低生产成本5％。

实施例7：

铝灰主要成份：Al₂O₃含量35.05％，Al含量27.12％，SiO₂含量8.76％，MgO含量6.24％，TiO₂含量2.11％，Fe₂O₃含量3.35％，Na₂O含量1.15％。铝矾土Al₂O₃含量85.20％。

生产出Al₂O₃平均含量95.2wt％的棕刚玉，降低生产成本7％。

实施例8：

铝灰主要成份：Al₂O₃含量34.87％，Al含量26.52％，SiO₂含量9.23％，MgO含量5.62％，TiO₂含量1.67％，Fe₂O₃含量2.62％，Na₂O含量4.53％。铝矾土Al₂O₃含量88.56％。

生产出Al₂O₃平均含量95.8wt％的棕刚玉，降低生产成本7％。

Claims

1、一种利用铝灰生产棕刚玉的方法，共特征在于：以铝灰、或铝灰和铝矾土为原料，将铝灰、矾土按重量百分比分别为10～100％∶0～90％的范围内配比，外加还原剂焦炭粉和沉淀剂铁屑，混合均匀，加入电弧炉中，熔炼，然后倒出冷却，破粉碎，分选。

2、根据权利要求1所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述的铝灰包含的成份重量百分比为：Al₂O₃含量小于50％，Al含量15～40％，SiO₂含量小于15％，MgO含量小于15％，TiO₂含量小于5％，Fe₂O₃含量小于5％，Na₂O含量小于10％。

3、根据权利要求1所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述的铝矾土中Al₂O₃重量百分比含量大于80％。

4、根据权利要求1所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述的焦炭粉，其加入量的重量百分比为0～8％。

5、根据权利要求1所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述铁屑，其加入量的重量百分比为8～12％。

6、根据权利要求1所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述的熔炼，其温度2100～2300℃。

7、根据权利要求1或6所述的利用铝灰生产棕刚玉的方法，其特征是，所述的熔炼，其时间45～90分钟。