CN111573701A - 一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法：将待处理的铝灰破碎成50目全部过筛的铝灰粉末；将粒度符合50目全部过筛的铝灰粉末装入加热设备内；铝灰粉末装入加热设备后，首先将容器内的铝灰加热到≥550℃，并维持时间大于等于10分钟；设备内送入氧气进行加热和吹氧处理，使容器中的铝灰保持在大于等于700℃，经过0.2～2h加热和吹氧处理之后，铝灰即成为替代铝矾土制备棕刚玉的原料。本方法处理过的铝灰，杂质少并且氧化铝含量高，可以替代铝矾土生产棕刚玉，实现工业固体废弃物—铝灰的资源化利用，变废为宝。
Description
技术领域
本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法和使用该种方法处理铝灰的设备。
背景技术
铝灰是电解铝、金属铝合金铸造和金属铝回收等生产过程中产生的熔渣，是工业生产中的固体废弃物。铝灰中主要含有Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、MgO及单质Al和一些氮化物和氯化物。目前除了经过精炼或机械方法提取金属铝之外，剩余铝灰大部分采用填埋方式处理，极易造成环境污染。虽然有少部分铝灰用于生产硫酸铝、合成聚合氯化铝、合成油墨用氧化铝以及碱式氯化铝(净水剂)等领域，但这些应用铝灰场合也有二次污染问题。
棕刚玉是以铝矾土、焦碳(无烟煤)为主要原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，既是高级磨料也是高级耐火材料。棕刚玉市场需求很大，而生产棕刚玉的原料—优质铝矾土资源越来越少。铝灰中的主要成分是氧化铝，除了上述应用之外，铝灰经过处理之后可以替代铝矾土用来制备棕刚玉。如利用铝灰生产棕刚玉的方法(200610148219.1)、生产棕刚玉用铝灰的处理工艺(201310205937.8)、一种用于刚玉生产的铝灰处理系统(201510123613.9)、使用铝灰低温冶炼生产棕刚玉的方法(201310205936.3)、一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法(201611069568.4)等相关专利。但是这些已知的用铝灰替代铝矾土生产棕刚玉的方法，仍存在着生产工艺复杂、能耗高、二次污染或棕刚玉产品理化指标低等问题。
因此，开发一种工艺简单，能耗低、无二次污染的铝灰资源化再利用技术处理技术，提高产品理化指标，从而提高铝灰这种工业固体废弃物资源化利用的价值就显得十分必要。
发明内容
发明目的
为解决现有技术利用铝灰替代铝矾土作为生产棕刚玉的原料时存在杂质含量高和氧化铝含量低的问题，本发明提供了一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法。用本方法处理过的铝灰，杂质少，氧化铝含量高，可以替代铝矾土生产棕刚玉，实现工业固体废弃物—铝灰的资源化利用，减少对环境的不良影响。
技术方案
一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，方法步骤如下：
步骤一、将待处理的铝灰破碎成50目全部过筛的铝灰粉末；
步骤二、将粒度符合50目全部过筛的铝灰粉末装入加热设备内；
步骤三、铝灰粉末装入加热设备后，首先将容器内的铝灰加热到≥550℃，并维持时间大于等于10分钟；
步骤四、设备内送入氧气进行加热和吹氧处理，使容器中的铝灰保持在大于等于700℃，经过0.2～2h加热和吹氧处理之后，铝灰即成为替代铝矾土制备棕刚玉的原料。
所述步骤三和步骤四中，加热设备内的压力保持在-100Pa～+100Pa之间。
加热设备采用内热式间接加热，间接加热的热源是煤气或电热或刚玉炉尾气。所述间接加热的热源优选是刚玉炉尾气。
所述加热设备为粉体干燥设备。
所述步骤四加热和吹氧处理的过程是间歇的，是指装料和卸料是间歇的，装一次料，将整个加热和吹氧处理过程做完之后卸料，完成一批次处理，再装入下一批料，开始下一批次处理。
所述步骤四加热和吹氧处理的过程也可以是连续的，是指装料、加热吹氧和卸料都是连续进行的，进料口连续装料，出料口连续出料。
一种如上述的方法所使用的加热设备，加热设备整体为卧式的外壳能够回转的结构，外壳设有连通其内部的进料口、出料口、进气口、出气口、热媒入口和热媒出口，进料口位于外壳的一端，出料口位于外壳的另一端的下侧，进气口位于外壳中段，出气口位于外壳的与出料口相同的一端的上侧，热媒入口和热媒出口位于外壳的两端。
所述外壳的内部设有内壳，内壳即是热媒管或热媒管是盘绕在外壳与内壳之间的。
所述外壳的下侧设有一个底座，外壳外设有支撑套，外壳的一侧支撑套设有上宽下窄的支撑腿，支撑腿的底端为弧形接触面，支撑腿的底端支撑在底座上，底座与支撑腿配合处设有一个限位凹槽，外壳的另一侧为远离出料口的一侧，连接有回转驱动机，回转驱动机的底端连接在底座上。
优点及效果
本方法处理过的铝灰，杂质少并且氧化铝含量高，可以替代铝矾土生产棕刚玉。处理过程中，不使用任何溶液，无二次污染。相比其它铝灰处理方法更加节省能源，成本低。有利于资源化利用工业固废，解决高铝矾土资源日渐短缺问题，大幅度降低原材料的成本；有利于提高铝灰制备棕刚玉成品中氧化铝的含量，提高铝灰制备棕刚玉产品的理化指标。
附图说明
图1为利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法流程图；
图2为利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法所使用的设备立体图；
图3为图2设备下端连接有支撑结构的平面示意图；
图4为热媒管为盘绕状态时的设备结构示意图；
图5为热媒管为内壳时的设备结构示意图。
附图标号说明：1.进料口、2.出料口、3.进气口、4.出气口、5.热媒入口、6.热媒出口、7.外壳、8.内壳、9.热媒管、10.支撑腿、11.底座、12.回转驱动机、13.限位凹槽、14.支撑套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明的技术方案进行进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
如图1所示，一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，方法步骤如下：
步骤一、将待处理的铝灰破碎成50目全部过筛的铝灰粉末；
步骤二、将粒度符合50目全部过筛的铝灰粉末经密闭管道装入加热设备内；
步骤三、铝灰粉末装入加热设备后，首先将容器内的铝灰加热到≥550℃，并维持时间大于等于10分钟；
步骤四、设备内送入氧气进行加热和吹氧处理，控制加热量和吹氧量，使容器中的铝灰保持在大于等于700℃，经过0.2～2h加热和吹氧处理之后，铝灰即成为替代铝矾土制备棕刚玉的原料。
步骤三和步骤四中，加热设备内的压力保持在-100Pa～+100Pa之间。
为避免加热用的热源污染正在处理的铝灰，加热设备采用内热式间接加热，间接加热的热源是煤气或电热或刚玉炉尾气，优选的，间接加热的热源是刚玉炉尾气。加热设备可以使用现有技术的粉体干燥设备。例如流化床干燥机、回转干燥机，闪蒸干燥机和沸腾干燥机等，或者是这些种类干燥机的变形。
步骤四加热和吹氧处理的过程是间歇的，也可以是连续的。间歇的是指装料和卸料是间歇的，装一次料，将整个加热和吹氧处理过程做完之后卸料，完成一批次处理，再装入下一批料，开始下一批次处理。连续的是指装料、加热吹氧和出料连续进行，中间无停顿。
一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法所使用的加热设备，加热设备整体为卧式的外壳7能够回转的结构，外壳7设有连通其内部的进料口1、出料口2、进气口3、出气口4、热媒入口5和热媒出口6，进料口1位于外壳7的一端，出料口2位于外壳7的另一端的下侧，进气口3位于外壳7中间部位，出气口4位于外壳7的与出料口2相同的一端的上侧，进料口1用于装料，出料口2用于卸料，进气口3用于送入气体，在上述方法使用该设备时，用于送入氧气或空气，出气口4用来排出处理过程中产生的气体；热媒入口5和热媒出口6位于外壳7的两端，热媒管9为设于加热设备内的管道或外壳7即为热媒管9。热媒入口5和热媒出口6分别用于通入和排出热媒，在使用该加热设备时，出气口4与引风机相连，可以通过引风机的引风量来控制加热设备中的压力。外壳7为设有开启端盖的结构，以便于清理内部，为本技术领域常规设计。
优选的，外壳7的内部设有内壳8，内壳8即是热媒管9或热媒管9是盘绕在外壳7与内壳8之间的，进料口1、出料口2、进气口3和出气口4皆是连通到内壳8内的。这样的结构可以防止热媒污染所处理的材料，材料的质量更容易得到保障。
进一步优选的，外壳7的下侧设有一个底座11，外壳7外设有支撑套14，外壳7的一侧支撑套14设有上宽下窄的支撑腿10，支撑腿10的底端为弧形接触面，支撑腿10的底端支撑在底座11上，底座11与支撑腿10配合处设有一个限位凹槽13，这样的结构使得本加热设备在使用的时候位置更稳定，外壳7的另一侧为远离出料口2的一侧，连接有回转驱动机12回转驱动机12的底端连接在底座11上，回转驱动机12为现有技术驱动机，可以为现有技术回转窑使用的驱动机，外壳连同内壳在回转驱动机12的驱使下，可以在支架的支撑下围绕外壳轴线转动。材料在转动的条件下发生反应，反应效率高。优选外壳有入料口的一端高度高于出料口2的一端，材料可以更容易从设备内排出。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，这里无法对所有的实施方式予以穷举，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：方法步骤如下：
步骤一、将待处理的铝灰破碎成50目全部过筛的铝灰粉末；
步骤二、将粒度符合50目全部过筛的铝灰粉末装入加热设备内；
步骤三、铝灰粉末装入加热设备后，首先将容器内的铝灰加热到≥550℃，并维持时间大于等于10分钟；
步骤四、设备内送入氧气进行加热和吹氧处理，使容器中的铝灰保持在大于等于700℃，经过0.2～2h加热和吹氧处理之后，铝灰即成为替代铝矾土制备棕刚玉的原料。
2.根据权利要求1所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中，加热设备内的压力保持在-100Pa～+100Pa之间。
3.根据权利要求1所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：加热设备采用内热式间接加热，间接加热的热源是煤气或电热或刚玉炉尾气。
4.根据权利要求3所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：所述间接加热的热源是刚玉炉尾气。
5.根据权利要求1所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：所述加热设备为粉体干燥设备。
6.根据权利要求1所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：所述步骤四加热和吹氧处理的过程是间歇的，是指装料和卸料是间歇的，装一次料，将整个加热和吹氧处理过程做完之后卸料，完成一批次处理，再装入下一批料，开始下一批次处理。
7.根据权利要求1所述的利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法，其特征在于：所述步骤四加热和吹氧处理的过程是连续的，是指装料、加热吹氧和卸料都是连续进行的，进料口连续装料，出料口连续出料。
8.一种如权利要求1所述的方法所使用的加热设备，其特征在于：加热设备整体为卧式的外壳(7)能够回转的结构，外壳(7)设有连通其内部的进料口(1)、出料口(2)、进气口(3)、出气口(4)、热媒入口(5)和热媒出口(6)，进料口(1)位于外壳(7)的一端的上侧，出料口(2)位于外壳(7)的另一端的下侧，进气口(3)位于外壳(7)中间部位的下侧，出气口(4)位于外壳(7)的与出料口(2)相同的一端的上侧，热媒入口(5)和热媒出口(6)位于外壳(7)的两侧。
9.根据权利要求8所述的加热设备，其特征在于：所述外壳(7)的内部设有内壳(8)，内壳(8)即是热媒管(9)或热媒管(9)是盘绕在外壳(7)与内壳(8)之间的。
10.根据权利要求8或9所述的加热设备，其特征在于：所述外壳(7)的下侧设有一个底座(11)，外壳(7)外设有支撑套(14)，外壳(7)的一侧支撑套(14)设有上宽下窄的支撑腿(10)，支撑腿(10)的底端为弧形接触面，支撑腿(10)的底端支撑在底座(11)上，底座(11)与支撑腿(10)配合处设有一个限位凹槽(13)，外壳(7)的另一侧为远离出料口(2)的一侧，连接有回转驱动机(12)，回转驱动机(12)的底端连接在底座(11)上。
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| CN112456529A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-09 | 南京三乐微波技术发展有限公司 | 一种微波处理铝灰制备氧化铝粉生产原料的方法 |
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