烧结法生产砂状氧化铝

论文摘要

随着电解铝工业环保及节能的需要,对氧化铝的物理化学性能提出了新的要求,需要粒度粗、强度高、比表面积大及流动性好的砂状氧化铝。目前,烧结法生产的氧化铝普遍是粉状或中间状的氧化铝,达不到砂状氧化铝的要求,研究烧结法生产砂状氧化铝的工艺,具有非常重要的现实意义。 本文从探讨碳酸化分解的机理出发,分析了碳酸化分解和种分分解的影响因素,探讨了在添加晶种时各因素对产品粒度和强度的影响规律,通过大量的工业碳分和种分实验,提出烧结法生产砂状氧化铝的工艺方案。本文认为:烧结法碳分部分全部实现连续分解是实现烧结法生产砂状氧化铝的重要的工艺措施,连续碳酸化分解同间断碳酸化分解相比最大的特点:一是首槽添加晶种的碳酸化分解,二是分解温度比间断碳酸化分解高,分解时间比间断分解长,这都有利于产品氢氧化铝粒度的长大和强度的提高。本文重点对连续碳酸化分解工艺方案进行论证,提出理想的工艺条件和连续碳酸化分解工艺控制要点,即:实施多槽连续分解,控制适当的过料量且稳定过料量,控制合理的分解梯度,稳定分解原液A/S,稳定二氧化碳的浓度和压力,合理安排清理周期。同时,本文认为实施连续晶种分解也是生产砂状氧化铝的重要途径,通过实验提出了连续种分的理想的工艺条件。而目前碳分精液间断式种分很难生产出砂状氧化铝。

论文目录

• 第一章 绪言
• 1.1 砂状氧化铝的特点
• 1.1.1 氧化铝物理性能的比较
• 1.1.2 砂状氧化铝的特点、
• 1.2 生产砂状氧化铝的必要性
• 1.2.1 生产砂状氧化铝是环境保护的要求
• 1.2.2 砂状氧化铝是适应大型预焙电解槽稳产和节能降耗的需要
• 1.2.3 氧化铝生产企业生存和发展的需要
• 1.3 国外砂状氧化铝的主要生产方法
• 1.3.1 美国法
• 1.3.2 瑞铝法
• 1.3.3 法铝法
• 1.4 我国砂状氧化铝生产的现状
• 1.4.1 我国砂状氧化铝的质量标准
• 1.4.2 中国氧化铝产量和质量现状
• 1.4.3 国内外氧化铝产品物理性能比较
• 1.5 烧结法流程及砂状氧化铝生产的设计思路
• 第二章 试验研究方法
• 2.1 试验原料
• 2.1.1 铝酸钠溶液
• 2.1.2 实验用晶种
• 2.2 试验方法
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 粒度分析方法
• 2.3.2 强度分析方法
• 2.3.3 化学成分的分析
• 第三章 碳酸化分解生产砂状氧化铝工艺的研究
• 3.1 碳酸化分解的机理
• 3.1.1 氢氧化铝结晶析出机理
• 3.1.2 二氧化硅的析出机理
• 3.1.3 水合碳酸铝钠的形成和分解
• 3.2 碳酸化分解的影响因素
• 3.2.1 精液纯度与碳分分解率
• 2气体的纯度、浓度和通入速度'>3.2.2 CO₂气体的纯度、浓度和通入速度
• 3.2.3 温度
• 3.2.4 晶种
• 3.2.5 搅拌
• 3.3 碳酸化分解影响因素对产品粒度和强度的影响
• 3.3.1 通气时间
• 3.3.2 分解温度
• 3.3.3 彻底分解
• 3.3.4 原液分子比
• 3.3.5 溶液浓度
• 3.3.6 结论
• 3.4 晶种对碳分产品粒度和强度的影响
• 3.4.1 试验结果分析
• 3.5 连续碳酸化分解工艺
• 3.5.1 连续碳分工艺流程
• 3.5.2 连续碳分工艺过程控制
• 3.5.3 连续碳分产品质量分析
• 3.6 连续碳酸化分解工艺的改进
• 3.6.1 连续碳酸化分解的改进
• 3.6.2 试验条件
• 3.6.3 试验结果
• 3.6.4 连续碳酸化分解工艺操作要点
• 3.6.5 六槽连续分解实践
• 第四章 晶种分解生产砂状氧化铝
• 4.1 晶种分解的机理
• 4.2 影响晶种分解过程中的主要因素
• 4.2.1 分解原液的浓度与苛性比值
• 4.2.2 分解温度
• 4.2.3 种子比和粒度
• 4.2.4 分解时间
• 4.2.5 搅拌速度
• 4.2.6 杂质的影响
• 4.3 晶种分解影响因素对产品粒度的影响
• 4.3.1 温度制度
• 4.3.2 种分种子和碳分种子对产品粒度的影响
• 4.3.3 自然降温分解的氢氧化铝的电镜照片
• 4.4 连续种分生产砂状氧化铝的工业试验
• 4.4.1 连续种分分解工艺
• 4.4.2 试验结果
• 4.4.3 连续种分氢氧化铝的电镜照片及粒度分布图
• 4.4.4 结论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果