CN1686807A - 一种用电收尘粉制备α－Al2O3 的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用电收尘粉制备α－Al2O3的方法，涉及一种氢氧化铝沸腾焙烧生产氧化铝过程中电收尘粉的处理方法，特别是用其作耐火材料、陶瓷和研磨材料用α－氧化铝的制备技术。其特征在于添加一定量的含硼或无硼的添加剂后，物料混匀后经过干压成型或炼泥挤压成块或成球预处理后，装入匣钵中在高温煅烧成α－Al2O3。本发明的方法采用收尘粉为原料，通过调整添加剂及其加入量，在一定温度下经过煅烧可制备出不同型号的α－Al2O3，满足不同用户对产品的要求。
Description
技术领域
一种用电收尘粉制备α-Al2O3的方法，涉及一种氢氧化铝沸腾焙烧生产氧化铝过程中电收尘粉的处理方法，特别是用其作耐火材料、陶瓷和研磨材料用α-氧化铝的制备技术。
背景技术
我国氢氧化铝沸腾焙烧生产氧化铝过程中，要产出占成品氧化铝产量3％～8％的电收尘粉。这部分收尘粉杂质含量高，粒度细，流动性差，产品综合性能不适宜用作电解铝的生产原料，现生产工艺是将这部分收尘粉返回流程，对成品氧化铝的纯度和粒度带来不利影响，降低了冶金级氧化铝品质和使用性能。
发明内容
本发明的目的就是提供一种有效利用氢氧化铝沸腾焙烧电收尘粉、提高工艺过程中成品氧化铝品质和使用性能的用电收尘粉制备α-Al2O3的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种用电收尘粉制备α-Al2O3的方法，其制备过程依次为：
a.将收尘粉进行筛分以除混入的颗粒杂物，然后对筛下的物料进行均化处理；
b.加入选自硼酸、三氧化二硼或氟化铵、氟化铝的添加剂，加入量为干基物料质量的0.1‰～50‰，然后将添加剂和收尘粉一起进行混匀混料，再加入选自甲基纤维素或桃胶、阿拉伯树胶、或聚乙烯醇的有机高聚物结合剂，采用选自散装、干压法、炼泥和成球的一种煅烧工艺；其中干压法结合剂的加入量为物料干基的0.1‰～20‰，外加水控制在10～30％；炼泥法混捏物料结合剂加入量为0.1‰～30‰，外加水量控制在10～40％；成球法结合剂加入量为物料干基的0.1‰～25‰，外加水量控制在10～30％；
c.将成型后的物料进行在200～400℃下烘干，经烘干后的物料装入刚玉匣钵在1250～1700℃的高温下进行煅烧，或经过成型直接将混匀后的物料装入匣钵中在1250～1700℃的高温下进行煅烧；
d.将煅烧后的粉料经过均化处理后，进行破碎、粉磨，之后进行筛分，经过检测合格后，得到低钠α-Al2O3微粉产品。
采用本发明的方法可制备出符合国家质量标准的低钠α氧化铝粉体。产品经煅烧后，杂质Na2O可降至0.02％以下，真比重可达到3.95g/cm3以上，α-Al2O3相转化率达到95％以上，产品中氧化铝纯度大于99.8％。
本发明的方法将收尘粉用于氧化铝陶瓷和刚玉耐火材料生产中，则可以利用其粒度细的特点，减少研磨时间，降低制粉费用，从而大大降低氧化铝延伸制品的生产成本，提高制品的市场竞争力；另外，将这部分收尘粉从氧化铝生产流程中分离出来，可以提高冶金级氧化铝的化学纯度，改善产品的流动性、粒度等物理性能指标，从而提高冶金级氧化铝的品质，有利于铝电解企业节能降耗。氧化铝收尘粉经过二次煅烧等工艺处理后，可用来生产刚玉研磨介质、耐火材料等高附加值产品，提高收尘粉的综合利用水平，减少收尘粉返回生产流程对成品氧化铝质量的不利影响。
附图说明
附图为本发明的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
一种收尘粉煅烧制备α-氧化铝的方法。首先将收尘粉进行筛分以除去物料中混入的一些大颗粒杂物，然后对筛下的物料进行均化处理。根据对制备出的α-Al2O3的性能和品质要求，加入添加剂含硼的硼酸、三氧化二硼等含硼添加剂，也可加入氟化铵、氟化铝等含氟类矿物无硼添加剂，添加剂的加入量为干基物料质量的0.1‰～50‰(wt％)，然后将添加剂和收尘粉一起进行混料，使之充分混匀。混匀后的物料，加入甲基纤维素(也可为桃胶、阿拉伯树胶、或聚乙烯醇等有机高聚物)结合剂水溶液，可采用散装、干压法、炼泥和成球等煅烧工艺，其中干压法结合剂的加入量为物料干基的0.1‰～20‰，外加水控制在10～30％；炼泥法混捏物料结合剂加入量为0.1‰～30‰，外加水量控制在10～40％；成球法结合剂加入量为物料干基的0.1‰～25‰，外加水量控制在10～30％。将成型后的物料进行在200～400℃下烘干，经烘干后的物料装入刚玉匣钵在1250～1700℃的高温下进行煅烧，也可不经过成型直接将混匀后的物料装入匣钵中在1250～1700℃的高温下进行煅烧。煅烧后的粉料经过均化处理后，进行破碎、粉磨，之后进行筛分，经过检测合格后，得到低钠α-Al2O3微粉产品。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
电收尘粉为原料，先采用60目筛进行筛分以除去夹杂的大颗粒杂质，之后将筛下的收尘粉料与添加剂氟化铵，在三维混料机内进行均化处理，处理时间为0.5小时，氟化铵的加入量为干基收尘粉物料质量的10‰。将均化处理后混合物料装入高铝匣钵中，放入0.2m3高温窑内于1350℃下煅烧3小时，之后从匣钵中取出后破碎后，用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品Al2O3纯度为99.8％、Na2O含量0.020％，真比重3.96g/cm3，α相转化率为95.5％，原晶尺寸为5μm。
实施例2
电收尘粉为原料，先采用60目筛进行筛分以除去夹杂的大颗粒杂质，之后将筛下的收尘粉料与添加剂氟化铵在三维混料机内进行均化处理，处理时间为0.5小时，氟化铵的加入量为干基收尘粉物料质量的20‰。将均化处理后混合物料装入高铝匣钵中，放入0.2m3高温窑内于1250℃下煅烧4小时，之后从匣钵中取出后破碎后，用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品Al2O3纯度为99.8％、Na2O含量0.019％，真比重3.95g/cm3，α相转化率为95％，原晶尺寸为4μm。
实施例3
电收尘粉为原料，先采用100目筛进行筛分以除去夹杂的大颗粒杂质，之后将筛下的收尘粉料与添加剂氟化铝在三维混料机内进行均化处理，处理时间为0.5小时，氟化铵的加入量为干基收尘粉物料质量的5‰。将均化处理后混合物料装入20％的水(与干基物料质量比)，并加入占干基物料质量比5‰的甲基纤维素结合剂，使用混捏锅里混匀，混匀后采用小型真空炼泥机挤压成块状物，并在烘箱内于260℃左右下烘干，烘干后的物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入0.2m3高温窑内于1450℃下煅烧3小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.85％、Na2O含量0.018％的α-Al2O3，其真比重3.96g/cm3，α相转化率为96％，原晶尺寸为3μm。
实施例4
以电收尘粉为原料，先采用100目筛进行筛分以除去夹杂的大颗粒杂质，之后将筛下的收尘粉料与添加剂氟化铝在三维混料机内进行均化处理，处理时间为0.5小时，氟化铵的加入量为干基收尘粉物料质量的40‰。将均化处理后混合物料装入40％的水(与干基物料质量比)，并加入占干基物料质量比5‰的甲基纤维素结合剂，使用混捏锅里混匀，混匀后采用小型真空炼泥机挤压成块状物，并在烘箱内于260℃左右下烘干，烘干后的物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入0.2m3高温窑内于1350℃下煅烧4小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.85％、Na2O含量0.018％α-Al2O3，真比重3.95g/cm3，α相转化率为95％，原晶尺寸为6μm。
实施例5
以中国铝业中州分公司电收尘粉为原料，物料除杂同实例2。将筛下的收尘粉料与添加剂工业硼酸使用三维混料机混合40分钟，工业硼酸的添加量占干基物料质量的25‰。混匀后的物料中加入占干基物料质量比10‰的桃胶结合剂，加去离子水20％(与干基物料量质量比)，用小型混捏锅在混捏均匀，混匀后的物料采用10Mpa的液压机压制成小块状，之后将块状物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入0.2m3高温窑先于350℃下烘干1小时，之后于1450℃下煅烧2小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.8％、Na2O含量0.02％，相转化率96％、真比重3.95g/cm3的α-Al2O3粉体，原晶尺寸为4μm。
实施例6
以电收尘粉为原料，物料除杂同实例2。将筛下的收尘粉料与添加剂工业硼酸使用三维混料机混合40分钟，工业硼酸的添加量占干基物料质量的2‰。混匀后的物料中加入占干基物料质量比10‰的桃胶结合剂，加去离子水30％(与干基物料量质量比)，用小型混捏锅在混捏均匀，混匀后的物料采用10Mpa的液压机压制成小块状，之后将块状物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入0.2m3高温窑先于350℃下烘干1小时，之后于1550℃下煅烧1.5小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.8％、Na2O含量0.02％，相转化率96％、真比重3.96g/cm3的α-Al2O3粉体，原晶尺寸为6μm。
实施例7
以电收尘粉为原料，物料除杂同实例2。将筛下的收尘粉料与添加剂三氧化二硼使用三维混料机混合40分钟，工业三氧化二硼的添加量占干基物料质量的20‰，混匀后的物料中加入占干基物料质量比5‰的阿拉伯树胶结合剂，加去离子水25％(与干基物料量质量比)，在糖衣机内滚动成直径为Φ10-Φ30的小球，之后将块状物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入高温隧道窑内于1400℃下煅烧2.5小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.8％、Na2O含量0.02％，相转化率96％、真比重3.95g/cm3的α-Al2O3粉体，原晶尺寸为5μm。。
实施例8
以电收尘粉为原料，物料除杂同实例2。将筛下的收尘粉料与添加剂三氧化二硼使用三维混料机混合40分钟，工业三氧化二硼的添加量占干基物料质量的20‰，混匀后的物料中加入占干基物料质量比25‰的阿拉伯树胶结合剂，加去离子水25％(与干基物料量质量比)，在糖衣机内滚动成直径为Φ10-Φ30的小球，之后将块状物料码在碳化硅结合氮化硅棚板窑具上，放入高温隧道窑内于1300℃下煅烧3小时，之后用50Kg的刚玉瓷衬球磨机内球磨30分钟后，过200目筛，得到的筛下产品纯度为99.85％、Na2O含量0.02％，相转化率95％、真比重3.95g/cm3的α-Al2O3粉体，原晶尺寸为7μm。
Claims (1)
1.一种用电收尘粉制备α-Al2O3的方法，其制备过程依次为：
a.将收尘粉进行筛分以除混入的颗粒杂物，然后对筛下的物料进行均化处理；
b.加入选自硼酸、三氧化二硼或氟化铵、氟化铝的添加剂，加入量为干基物料质量的0.1‰～50‰，然后将添加剂和收尘粉一起进行混匀混料，再加入选自甲基纤维素或桃胶、阿拉伯树胶、或聚乙烯醇的有机高聚物结合剂，采用选自散装、干压法、炼泥和成球的一种煅烧工艺；其中干压法结合剂的加入量为物料干基的0.1‰～20‰，外加水控制在10～30％；炼泥法混捏物料结合剂加入量为0.1‰～30‰，外加水量控制在10～40％；成球法结合剂加入量为物料干基的0.1‰～25‰，外加水量控制在10～30％；
c.将成型后的物料进行在200～400℃下烘干，经烘干后的物料装入刚玉匣钵在1250～1700℃的高温下进行煅烧，或经过成型直接将混匀后的物料装入匣钵中在1250～1700℃的高温下进行煅烧；
d.将煅烧后的粉料经过均化处理后，进行破碎、粉磨，之后进行筛分，经过检测合格后，得到低钠α-Al2O3微粉产品。
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