CN103803619A

CN103803619A - 用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法

Info

Publication number: CN103803619A
Application number: CN201410080914.3A
Authority: CN
Inventors: 袁志刚; 袁坤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-05-21

Abstract

一种用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，属于非金属粉体加工技术领域，是采用铝含量在99.99％以上的高温铝液为热源，将高纯微细金属铝粉和纯度在99.999％以上的氧气混合体加热到600℃以上，铝粉与氧气反应生成纯度达到99.999％以上的高纯氧化铝粉，而且铝粉与氧气反应放热升高铝液温度产生的铝蒸汽也与氧气反应生成高纯氧化铝粉，生成的高纯氧化铝粉被流动氧气携带进行冷却降温和收集。

Description

用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法

技术领域

本发明是一种以高纯微细金属铝粉为原料，经与高纯氧气混合后加热到一定温度，使铝粉在氧气中燃烧生成纯度大于99.999％的氧化铝的方法，属于非金属粉体材料生产技术领域。

背景技术

高纯氧化铝是指纯度达到99.999％以上的氧化铝。现生产高纯氧化铝有二种工艺方法，一种是用化学冶金法从铝土矿生产出高纯氢氧化铝，再烧制成高纯氧化铝，该方法生成的高纯氧化铝不稳定，达到99.999％的氧化铝成品率不足5％。另一种是用纯度99.999％的金属铝与高纯烧碱反应生成高纯的氢氧化铝，再烧制成高纯氧化铝，这种方法99.999％的氧化铝成品率虽然可以达到30％以上，但是成本很高。

发明内容

本发明是利用铝与氧气在600℃以上可以发生反应生成氧化铝的性质，采用金属铝含量在99.99％以上的高温铝液为加热热源，将金属铝含量在99.98％以上、粒度为15-25μm的微细金属铝粉和纯度在99.999％的氧气混合体加热，加热到600℃以上后铝粉与氧气反应生成纯度达到99.999％的氧化铝粉，而且铝粉与氧气反应放出大量的热量，加热铝液温度升高产生的铝蒸汽也与氧气反应生成高纯氧化铝粉，生成的高纯氧化铝粉被流动氧气携带进行冷却降温和收集。

微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的装置由高纯氧气罐、风机、铝粉加料罐、中频炉铝液加热器、换热器、旋流沉降收集器、收料罐和氧气循环管道构成。中频炉铝液加热器的炉体为“U”型管状，“U”型炉体左侧直立管为加热管，装有中频加热线圈，管的上部为对铝粉与氧气加热的位置；“U”型炉体右侧直立管为加铝管，在铝液有损耗后从右侧直立管上部管口加入铝锭并被熔化；“U”型炉体下部横管连接左右两侧直立管，铝液经下部横管联通保持炉体左右两个直立管的液面高度一致。中频炉铝液加热器的炉体、进出管道由可以抗1400℃高温的纯度99.99％以上的氧化铝陶瓷耐火材料制造；风机为无油润滑型，叶轮和机壳为钛制；铝粉加料罐、换热器、旋流沉降收集器、收料罐内衬材质为纯度99.99％以上的氧化铝陶瓷；氧气循环管道、氧气罐和罐上的阀门材质为钛制。

微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的过程是：打开氧气罐阀门，启动风机、换热器，使氧气在装置中循环，然后启动中频炉铝液加热器把铝液加热到600℃以上，再打开铝粉加料罐阀门，保持铝粉匀速加入中频炉铝液加热器中，铝粉在氧气中含量保持100mg／m³以下。经中频炉铝液加热器加热后，铝粉与氧气反应生成氧化铝粉，氧气携带氧化铝粉经过换热器降温后进入旋流沉降收集器、收料罐被收集包装，分离出氧化铝的氧气经循环管道至风机，继续循环使用。氧气与铝粉反应过程放出大量的热，使铝液温度升高产生的铝蒸汽也与氧气反应生成高纯氧化铝粉。本方法可以大规模连续生产氧化铝粉，氧化铝纯度可达到99.999％以上。

附图说明

附图1为生产流程示意图

(1)高纯氧气储罐；(2)风机；(3)中频炉铝液加热器进料管；(4)中频炉铝液加热器出料管；(5)铝粉加料罐；(6)铝粉加料罐脉冲阀门；(7)中频炉铝液加热器加热线圈；(8)中频炉铝液加热器U型炉体；(9)中频炉铝液加热器加热管；(10)中频炉铝液加热器加料管；(11)换热器；(12)旋流沉降收集器；(13)收料罐入口阀门；(14)收料罐；(15)收料罐出料阀门；(16)循环氧气管道；

具体实施方式

1、打开收料罐入口阀门(13)，关闭收料罐出料阀门(15)，打开高纯氧气罐(1)阀门。

2、启动风机(2)和换热器(11)，使纯度大于99.999％的氧气在装置中循环。

3、经中频炉铝液加热器加料管(10)向中频炉铝液加热器U型炉体(8)中加入金属铝含量在99.99％以上的铝液，至中频炉铝液加热器加热管(9)铝液液面达到需要的高度。

4、启动中频炉铝液加热器加热线圈(7)，加热铝液到600℃以上。

5、打开铝粉加料罐脉冲阀门(6)，把金属铝含量在99.98％以上、粒度15-25μm的铝粉匀速加入中频炉铝液加热器进料管(3)中，铝粉在氧气中含量保持100mg/m³以下。

6、经中频炉铝液加热器加热管(9)的铝液加热，铝粉与氧气反应生成氧化铝粉，经中频炉铝液加热器出料管(4)进入换热器(11)冷却降温。

7、经过冷却降温后的氧化铝粉进入旋流沉降收集器(12)被沉降，进入收料罐(14)被收集。

8、在收集到一定程度后关闭收料罐入口阀门(13)，打开收料罐出口阀门(13)放出高纯氧化铝包装。

9、在旋流沉降收集器(12)分离出高纯氧化铝的氧气经循环氧气管道(16)至风机(2)，继续循环使用。

10、调整高纯氧气罐(1)阀门，使加入的氧气与反应消耗的数量保持平衡。

11、铝液有损耗后，中频炉铝液加热器加热管(9)铝液液面高度降低，可从中频炉铝液加热器加料管(10)加入金属铝含量在99.99％以上的铝锭，至铝锭被熔化后使中频炉铝液加热器加热管(9)铝液液面保持需要的高度。

Claims

1.用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，其特征在于采用铝含量在99.99％以上的高温铝液为加热热源，对铝含量在99.98％以上、粒度15-25μm的微细金属铝粉和纯度在99.999％以上的氧气混合体加热，加热到600℃以上后铝粉与氧气反应生成纯度99.999％以上的氧化铝粉，铝粉与氧气反应放热使铝液温度升高产生的铝蒸汽也与氧气反应生成高纯氧化铝粉，生成的氧化铝粉被流动氧气携带进行冷却降温和收集。

2.根据权利要求1所述的用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，其特征在于生产流程由以下装置构成：高纯氧气罐、风机、铝粉加料罐、中频炉铝液加热器、换热器、旋流沉降收集器、收料罐和氧气循环管道。

3.根据权利要求1所述的用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，其特征在于中频炉铝液加热器的炉体为“U”型管状，“U”型炉体左侧直立管为加热管，装有中频加热线圈，管的上部为对铝粉与氧气加热的位置；“U”型炉体右侧直立管为加铝管，在铝液有损耗后从右侧直立管上部管口加入铝锭并被熔化；“U”型炉体下部横管连接左右两侧直立管，铝液经下部横管联通保持炉体左右两个直立管的液面高度一致。

4.根据权利要求1所述的用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，其特征在于铝粉在氧气中含量保持100mg／m³以下。

5.根据权利要求1所述的用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法，其特征在于中频炉铝液加热器的炉体、进出管道由可以抗1400℃高温的纯度99.99％以上的氧化铝陶瓷耐火材料制造；风机为无油润滑型，叶轮和机壳为钛制；铝粉加料罐、换热器、旋流沉降收集器、收料罐内衬材质为纯度99.99％以上的氧化铝陶瓷；氧气循环管道、氧气罐和罐上的阀门材质为钛制。