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基本信息

項目名稱：
碳分法制備粗粒氫氧化鋁工藝研究
小類：
能源化工
簡介：
隨著電解鋁廠環(huán)保及節(jié)能的需要，特別是干法煙氣凈化和大型中間自動點式下料預(yù)焙槽的推廣以及流態(tài)化焙燒技術(shù)的應(yīng)用，需要粒度均勻、強度好、比表面積大及流動性好的砂狀氧化鋁，但這些性能基本取決于氫氧化鋁的粒度和強度。本文研究在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工序中，采用碳酸氫鈉分解法制備氫氧化鋁，通過碳分工藝優(yōu)化，同時添加一定量活性晶種，強化分解過程，制備出了粒度較粗的氫氧化鋁產(chǎn)品。
詳細(xì)介紹：
本文采用碳酸氫鈉溶液分解拜耳法精液制備粗粒氫氧化鋁，通過單因素實驗研究了分解溫度、分解時間、分解制度、分解深度、碳酸氫鈉溶液濃度及晶種對氫氧化鋁產(chǎn)品粒度的影響，確定了適宜的分解工藝條件：采用兩段式分解制度，分解溫度為90℃，一段分解率控制在85%，一段分解時間控制在10h，分解過程中的添加晶種比控制在0.5左右，所得第一段產(chǎn)品粒度較粗，＜45μm粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至9.94%，可滿足砂狀氧化鋁的粒度要求。與傳統(tǒng)的拜耳種分法比較，碳酸化分解拜耳法精液可以大幅度提高分解率，縮短分解時間，在不添加或少添加晶種的情況下能制備出粗粒氫氧化鋁產(chǎn)品，從而可以提高氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)能，提高勞動生產(chǎn)率。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：鞏固氧化鋁生產(chǎn)工藝?yán)碚撝R，探索氫氧化鋁制備新工藝。 基本思路：結(jié)合拜耳法和燒結(jié)法兩種傳統(tǒng)氧化鋁生產(chǎn)工藝的優(yōu)點，采用碳酸氫鈉分解拜耳法精液制備粗粒氫氧化鋁，重點分析研究影響氫氧化鋁粒度的因素，探索粗粒氫氧化鋁制備的適宜工藝技術(shù)條件。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

拜耳法采用添加大量晶種進行分解，但氫氧化鋁粒度與分解率相互矛盾制約；燒結(jié)法采用碳酸化進行分解，雖分解率高，但碳分產(chǎn)品粒度細(xì)、強度差。本文研究采用碳酸氫鈉分解拜耳法精液制備粗粒氫氧化鋁，通過控制適宜的工藝條件，可以大幅度提高分解率，縮短分解時間，在少加晶種的情況下制備滿足砂狀氧化鋁粒度要求的粗粒氫氧化鋁產(chǎn)品?？朔税荻ňХN分解率低、晶種循環(huán)量大而燒結(jié)法碳分產(chǎn)品粒度細(xì)的缺點。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

本研究結(jié)果取得的突破性進展可提高氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)能，提高勞動生產(chǎn)率，對氧化鋁生產(chǎn)實踐提供重要的指導(dǎo)。

學(xué)術(shù)論文摘要

采用碳酸氫鈉溶液分解拜耳法精液制備粗粒氫氧化鋁，研究了分解溫度、分解時間、分解制度、分解深度、碳酸氫鈉溶液濃度及晶種對氫氧化鋁產(chǎn)品粒度的影響，在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下，所得第一段產(chǎn)品＜45μm粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至9.94%。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)果

已經(jīng)在評審

參考文獻

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同類課題研究水平概述

國外以三水鋁石為原料，主要采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，為保證氧化鋁的性質(zhì)合乎砂狀氧化鋁的需求并進一步提高產(chǎn)量、降低費用，首先是美國其次是歐洲做了大量的試驗研究工作，其中歐洲法生產(chǎn)砂狀氧化鋁的代表為瑞鋁法和法國法，工藝比較成熟。制取砂狀氧化鋁的分解工藝一般可概括為兩種：一種是采用高晶種系數(shù)和較低分解溫度的結(jié)晶長大為主的一段分解工藝；另一種是采用細(xì)晶種附聚和粗晶種長大的二段分解工藝。 我國鋁土礦多為一水硬鋁石，具有高鋁、高硅、低鐵等特點，鋁硅比（A/S）低，不適宜采用拜耳法進行生產(chǎn)。因此我國氧化鋁生產(chǎn)工藝大部分采用燒結(jié)法或拜耳法和燒結(jié)法聯(lián)合（即聯(lián)合法）進行生產(chǎn)，氧化鋁生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差，多為中間狀或粉狀氧化鋁。 為了適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，我國為生產(chǎn)砂狀氧化鋁進行了大量的工作。八十年代中期，貴州鋁廠用中等濃度的拜耳法精液，采用同時生產(chǎn)砂狀和粉狀氧化鋁的兩次分解工藝生產(chǎn)出強度又所改善的氧化鋁，但工藝流程復(fù)雜，而且得到的氧化鋁強度仍未達(dá)到砂狀氧化鋁的要求。平果鋁廠采用法國高固含、高濃度的一段法生產(chǎn)砂狀氧化鋁，雖然有較高的產(chǎn)出率，但其強度較差，也難以達(dá)到合格的砂狀氧化鋁標(biāo)準(zhǔn)。我國燒結(jié)法碳酸化分解生產(chǎn)砂狀氧化鋁的研究始于八十年代中期，山東鋁廠，山西鋁廠，鄭州輕金屬研究院和貴陽鋁鎂院都進行過這方面的研究。曾經(jīng)采用在燒結(jié)法精液中加入拜耳系統(tǒng)細(xì)氫氧化鋁作晶種的加種碳分、加種附聚和由燒結(jié)法精液種分制取砂狀氧化鋁的工藝和技術(shù)條件研究，包括近年來燒結(jié)法采用的連續(xù)碳分法，都只能得到粗粒氫氧化鋁，產(chǎn)品的強度還相當(dāng)差且不能保證細(xì)粒子含量在合理的范圍內(nèi)。 在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝中，采用碳分工藝制備粗粒氫氧化鋁少見報道。
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