专利名称:烧结法精液制取砂状氧化铝的方法
本发明的方法属于制造一种适合于现代铝电解槽使用的砂状氧化铝。
当前，我国氧化铝生产，在烧结法碳酸化分解工艺系统用含二氧化碳为32%左右的石灰炉气，于85℃温度下碳分约3小时，所得氢氧化铝粒度粗，但强度差，焙烧后的氧化铝其磨损系数为51.5～56.0%。贵州铝厂实验室试验在碳酸化分解过程加入氢氧化铝晶种所得的氢氧化铝焙烧后制得的氧化铝，强度虽有所改善，但磨损系数仍为25～30%(1983年7月中国有色金属工业总公司评议会发表《贵铝氧化铝二期联合法制取砂状氧化铝实验报告》贵州铝厂氧化铝分厂、贵阳铝镁设计研究院1983·4)。山东铝厂研究所亦曾进行过添加碳分氢氧化铝产品作晶种的碳分试验，所得氢氧化铝焙烧后氧化铝的磨损系数为26.7%(《山西铝厂碳分生产砂状氧化铝试验报告》，山东铝厂研究所1982·10)。
苏联烧结法精液碳酸化分解系采用熟料窑产生的二氧化碳气体，CO212～14%，碳分温度70～80℃，并且往往添加氢氧化铝晶种。碳分时间长达6～8小时，所制得的氢氧化铝粒度较粗，但强度无资料可查。西方国家在碳分制取砂状氧化铝方面未见文献报导。
烧结法精液种子搅拌分解，目前只有我国生产采用，目前生产产品是粉状氧化铝，贵州铝厂对烧结法精液种子搅拌分解制取砂状氢氧化铝曾进行过实验室试验，采用种子搅拌分解的产品氢氧化铝返回作种子进行分解，种子系数1.0～1.5，获得砂状氢氧化铝的粒度-45μ为6～10%，焙烧氧化铝的磨损系数为12～14%，说明砂状氧化铝的粒度和强度都是好的。但是种分分解率达到50%需要分解60小时左右，比现有生产分解时间要超过一倍，生产效率大为降低(1983·7中国有色金属工业总公司召开评议会发的资料“贵铝二期联合法制取砂状氧化铝试验报告”-贵州铝厂氧化铝分厂、贵阳铝镁设计研究院1983·4)。
本发明的目的是在不降低现有设备产能的情况下，从烧结法精液碳酸化分解及种子搅拌分解生产出粒度均匀、强度高的砂状氢氧化铝，焙烧后氧化铝磨损系数可以小于16%。
本发明的技术特征是在烧结法精液碳酸化分解过程中加入予先特制的晶种，这种晶种活性大，粒度适宜。制备晶种的方法是晶种制备所用溶液是普通的烧结法精液，浓度是60～120克/升最好是Al2O390～100克/升，αk1.45～1.55，分解温度可以控制70～95℃，最宜是85～90℃，碳分时间可以控制2～6小时，较宜是3小时。碳分所用二氧化碳可以是石灰炉气或其它来源的浓度适当的二氧化碳气，碳分分解率按常规控制，可根据精液脱硅指数及对氢氧化铝质量要求来选定分解率，采用这样的工艺条件就可以获得活性大、粒度适宜、附聚较好的氢氧化铝种子。
晶种制备可以用一个制备晶种的专用槽子来单独制备，亦可以在生产氢氧化铝碳分槽按制备精种的分解条件先制备出一部分氢氧化铝晶种然后进行碳分生产砂状氢氧化铝。用上述特制的晶种做为种子进行碳酸化分解生产砂状氢氧化铝。
碳分采用较低的分解温度，以减少附聚，增加粘结，提高产品氢氧化铝的强度，温度控制60～85℃，最宜73～77℃，温度过低将出现大量细粒氢氧化铝，温度过高将会造成粘结较差，强度较低。碳分时添加上述特制晶种氢氧化铝的比例为，种子系数0.1～0.4，最宜0.15～0.25，碳酸化分解的时间可以控制2～6小时，较宜是3小时左右，碳分分解率按常规控制，根据精液脱硅指数以及对产品质量要求来选定分解率，因而采用碳分新工艺制得的氢氧化铝就其化学成份而言与现行生产氢氧化铝的质量基本相同。氢氧化铝浆经分级或不经分级直接进行稠浓过滤，所得碳分砂状氢氧化铝可以部分或全部作为种子，进行烧结法精液种子搅拌分解，种子系数为0.5～1.5，较宜为0.8～1.0，分解初温65～75℃，分解终温50～60℃，分解时间20～30小时，分解母液αk2.8～3.2，分解所得氢氧化铝浆可以经分级或不经分级直接进行稠浓过滤，而获得粒度均匀、强度好的砂状氢氧化铝。碳分砂状氢氧化铝及种分砂状氢氧化铝经洗涤在1000～1100℃温度焙烧，就可以生产出强度高、粒度均匀、比表面积大的砂状氧化铝。
本发明与现有生产技术相比，在不降低碳酸化分解槽及种子搅拌分解槽产能及分解率情况下，获得了粒度均匀、强度好、比表面积大的砂状氧化铝，与其它单位发表的工艺流程相比，碳分砂状氧化铝的强度明显好得多，烧结法精液种分时间可缩短一半以上，强化了种分生产。
实例烧结法精液成份TNa2O104.4克/升，Al2O393.4g/l，αk1.50，Al2O3/SiO2＝445。
1、碳分所用晶种制备向晶种制备槽中加入烧结法精液在85℃通入二氧化碳气(CO231%)，机械搅拌，碳分3小时，碳分分解率87%，经过滤获得种子氢氧化铝粒度+150μ占0.2%，-150μ～45μ占84.3%，-45μ占15.5%。种子氢氧化铝B、E、T比表面积25m2/g。
2、碳酸化分解向碳分槽中烧结法精液添加上述种子氢氧化铝，种子系数0.2，在75℃通入二氧化碳气(CO231%)，机械搅拌，碳分3小时，碳分分解率87%，未经分级直接过滤，获得碳分砂状氢氧化铝。在1000～1100℃迴转窑焙烧，得到强度高、粒度均匀、比表面积大的砂状氧化铝。砂状氧化铝粒度+150μ占0.1%，-150μ～45μ占92%，-45μ占8.4%，氧化铝磨损系数13.4%，氧化铝B、E、T比表面积60m2/g，灼减0.7%，这种砂状氧化铝适于烟气干法净化和大型中间自动点下料予焙槽的使用。
3、种子搅拌分解(1)向种分槽中烧结法精液添加上述2制备的碳分砂状氢氧化铝做为晶种，晶种系数0.5，分解初温69℃，终温55℃，分解23.5小时分解母液αk2.88，分解率47.6%，分解产品未经分级直接过滤、洗涤，在1080℃焙烧后，所得氧化铝主要物理性质如下氧化铝粒度+150μ占6.4%，-150μ～45μ占89.2%，-45μ占4.4%。
氧化铝磨损系数10.6%。
(2)向种分槽烧结法精液添加上述2制备的碳分砂状氢氧化铝为晶种晶种系数1.0，分解初温67.6℃，终温55℃，分解22小时，分解母液αk3.12，分解率52%，分解产品未经分级直接过滤、洗涤，在1080℃焙烧后所得氧化铝主要物理性质如下氧化铝粒度+150μ占4.0%，-150μ～45μ占89.1%，-45μ占6.8%。
氧化铝磨损系数14.3%。
4、烧结法砂状氧化铝的主要物化性质根据不同的氧化铝生产工艺流程，送去焙烧时的碳分氢氧化铝与种分氢氧化铝的比例是不相同的，二者比值可在0～1.5∶1，所以焙烧所得烧结法砂状氧化铝的某些物化性质列的是一个范围。
砂状氧化铝的化学成份(%)SiO20.055～0.03，Fe2O30.016，NaO0.55，灼减(110～1100℃)0.7。
氧化铝的粒度+150μ占2.6～6.4%，-150μ～45μ占88～92%，-45μ占5～7%。
氧化铝的磨损系数10.6～14.3%。
氧化铝的比表面积50～60平方米/克。
权利要求
1.一种用烧结法精液碳酸化分解及种子搅拌分解制取砂状氧化铝的方法其特征是在碳酸化分解过程中加入予先特制的晶种，这种晶种是由普通的烧结法精液通入二氧化碳气体进行碳酸化分解制得，将此特制的晶种按一定比例加入到碳分槽中，在较低的温度下进行碳分，得到氢氧化铝浆，可以经分级或直接进行稠浓过滤、洗涤而生产出粒度均匀的砂状氢氧化铝，再用部分或全部此砂状氢氧化铝做种子进行烧结法精液的种子搅拌分解，得到氢氧化铝浆可以经分级或直接进行稠浓过滤、洗涤。碳分砂状氢氧化铝与种分氢氧化铝可以混在一起或单独进行焙烧，经过焙烧制得砂状氧化铝。
2.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于制备晶种采用的烧结法晶液的浓度Al2O360～120克/升，最佳浓度Al2O390～100克/升，αk1.45～1.55。
3.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于制备晶种碳分所用的二氧化碳的浓度为12～35%，它可以是石灰炉气体，也可以是其它来源的浓度适宜的二氧化碳气体。
4.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于制备晶种碳分的温度为70～95℃，最佳温度85～90℃。
5.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于制备晶种可以用一个晶种制备槽单独制备，亦可以在碳分槽予先按制备晶种的分解条件制备好晶种，再进行碳酸化分解制取砂状氢氧化铝。
6.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于碳酸化分解制取砂状氢氧化铝的分解温度为60～85℃，最佳温度73～77℃。
7.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于碳分制取砂状氢氧化铝时，种子系数为0.1～0.4，以0.15～0.25最佳。
8.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于碳分制得的砂状氢氧化铝浆，可以经分级或不经分级直接进行稠浓过滤、洗涤而生产出粒度均匀的砂状氢氧化铝。
9.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于在烧结法精液种分时，添加上述碳分制出的砂状氢氧化铝为种子，种子系数为0.5～1.5，最宜0.8～1.0。
10.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于在种分时，初温采用65～75℃，最宜采用70℃，终温采用50～60℃，最宜采用55℃。
11.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于种分制得的砂状氢氧化铝浆可以经分级或不经分级直接进行稠浓过滤、洗涤而生产出粒度均匀的砂状氢氧化铝。
12.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于碳分制得的氢氧化铝与种分制得的氢氧化铝可以混在一起或单独进行焙烧。
13.按照权利要求
1所述的方法，其特征在于氢氧化铝的焙烧温度为1000～1100℃。
专利摘要
烧结法精液制取砂状氧化铝的方法属于制造一种适合于现代铝电解槽使用的砂状氧化铝。这里提供一种新的碳酸化分解及种子搅拌分解工艺流程，可以从烧结法精液制取出强度高的砂状氢氧化铝。这个流程主要包括在75～90℃碳酸化分解制备种子，以及在65～85℃添加上述制得的种子进行碳酸化分解制取砂状氢氧化铝，以及在50～75℃添加上述砂状氢氧化铝为种子进行搅拌分解三个过程。
文档编号C01F7/14GK85102276SQ85102276
公开日1986年9月17日 申请日期1985年4月1日
发明者平文正, 周忠禹, 邢曙亚, 黎培章 申请人:郑州轻金属研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan