氧化铝制取7氢氧化铝煅烧

7.1氢氧化铝煅烧原理及流程7.2流态化煅烧工艺2025/3/237氢氧化铝煅烧7.1氢氧化铝煅烧原理及流程煅烧就是将氢氧化铝在高温下脱去附着水和结晶水，并使其发生晶型转变，制得符合电解所要求的氧化铝的工艺过程，是生产氧化铝产品的最后一道工序。7.1.1氢氧化铝煅烧原理工业生产中经过过滤的湿氢氧化铝是三水铝石(Al2O3·3H2O)，并带有l0％～l5％的附着水。在煅烧过程中随着温度的提高，湿的氢氧化铝会发生脱水和晶型转变等一系列的复杂变化，最终由三水铝石变为γ―Al2O3和α―Al2O3。A附着水的脱除湿氢氧化铝的附着水，在110～120℃时，附着水就会被蒸发掉。2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程B结晶水的脱除氢氧化铝烘干后其结晶水的脱除是分阶段进行的。当加热到250～450℃时，氢氧化铝脱掉两个结晶水，成为一水软铝石：Al2O3·3H2O→Al2O3·H2O+2H2O(气)继续提高到500℃时，再脱掉一个结晶水，生成γ―Al2O3：Al2O3·H2O→γ―Al2O3+H2O(气)C氧化铝的晶型转变脱水后生成的γ―Al2O3结晶不完善，具有很强的吸水性，不能满足电解铝生产要求。需要对其进行进一步的晶型转变，转变为α―Al2O3随着温度提高到900℃以上时，γ―Al2O3开始变成α―Al2O3。若在1200℃下煅烧4h，就可以全部变成α―Al2O3。此时生成的α―Al2O3晶格紧密，密度大，硬度高，但化学活性小，在冰晶石熔体中的溶解度小。2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程7.1.2煅烧过程对氧化铝质量的影响A温度的影响温度越高，氧化铝中的灼减(结晶水)含量越少，α―Al2O3越多。在正常煅烧温度下，氧化铝产品的粒度不受影响，主要由氢氧化铝的粒度决定。B矿化剂的影响在煅烧氢氧化铝时，加入少量矿化剂能加速Al2O3的晶型转变过程，可以降低煅烧温度，缩短煅烧时间，从而提高设备的产能，降低能耗。工业上添加的矿化剂有氟化铝(AlF3)和(CaF2)等。添加矿化剂煅烧能得到α―Al2O3含量高的氧化铝，粘附性好，易成团，结晶表面不平，晶粒较粗，流动性差，在电解质中溶解速度降低，所以矿化剂没有被广泛采用，特别是生产砂状氧化铝的工厂，一般不采用矿化剂。2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程C煅烧燃料的影响煅烧燃料采用重油，带入氧化铝产品中的杂质少，所以氧化铝产品的纯度主要取决于氢氧化铝中间产品的纯度。D氢氧化铝晶体粒度和强度的影响氢氧化铝产品的粒度和强度对氧化铝产品影响较大。粒度较粗，强度较大的氢氧化铝才能煅烧出粒度较粗的氧化铝；反之则不能。2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程7.1.3氧化铝煅烧工艺流程目前，氧化铝煅烧工艺有两种：回转窑煅烧工艺和流态化煅烧工艺。由于流态化煅烧工艺具有热耗低，产能高，维修费用少，占地面积小，产品质量好等优点，新建企业都采用了流态化煅烧工艺，而老企业仍在使用回转窑煅烧工艺。两种工艺流程都是用重油作为燃料的。回转窑煅烧工艺设备连接见图7—1所示。图7—1回转窑煅烧工艺设备连接1一氢氧化铝储仓；2一板式饲料机；3一煅烧窑；4一冷却机；5一吹灰机；6一氧化铝储仓；7一鼓风机；8一储油罐；9一油泵；l0一油枪；ll—次旋风收尘器；12—二次旋风收尘器；13一排风机；14一电收尘器；l5一烟囱；l6一集灰斗2025/3/237.1氢氧化铝煅烧原理及流程7.2流态化煅烧工艺物料在流态化状态下与气体的热交换最为强烈，煅烧时间大为缩短。流态化煅烧炉结构紧凑，设备简单，占地面积小、投资省，由于没有转动部分故可以用较厚的隔热层来减轻辐射热损失。目前，流态化煅烧工艺有沸腾闪速煅烧和循环沸腾煅烧两种，被氧化铝厂广泛应用，回转窑煅烧有逐渐被淘汰的趋势。2025/3/23

7.2流态化煅烧工艺

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7.2流态化煅烧工艺

7.2.1沸腾闪速煅烧工艺沸腾闪速煅烧工艺设备流程图见图7—2所示。图7—2沸腾闪速煅烧工艺设备流程图沸腾闪速煅烧炉是一个具有锥顶和锥底的立式圆柱体。燃烧用的热空气从炉底部吹入而燃料(天然气或重油)从圆柱体下部周边的12支油枪喷入，在闪速煅烧过程中实现完全燃烧，并达到最高温度1100～1200℃。经过预热煅烧的氧化铝从旋风分离器出来，经倾斜管进入煅烧炉中央。煅烧后的氧化铝和废气从煅烧炉顶部排出，进入停留保温槽的分离器中，分离出来的氧化铝粒子落到停留槽底部的流化床上。2025/3/23

7.2流态化煅烧工艺

产品氧化铝的最终特性，是在煅烧温度下通过控制氧化铝粒子的平均停留时间来达到的。这就需要控制物料的出料量，改变挟物料的气体在炉底部与上部的压差。由停留槽排出的气体用于预热干燥后的氢氧化铝，而排出的氧化铝经三级旋风器与空气进行三级逆流热交换后，最终经流化冷却器(上层设有管式空气热交换器，下层设有水冷管束)达到冷却目的。被预热的空气送入预热炉，预热后再去煅烧炉供重油燃烧用。含水约10％的湿氢氧化铝经皮带输送机送入储仓，再由振动漏斗下到皮带秤，计量后经管式螺旋进入文丘里干燥器，被温度约400℃的废气干燥后进旋风分离器，由分离器分离出的干氢氧化铝，经由一竖管落入流化干燥器内，流化干燥器不仅可以平衡供料的波动，还可以保证物料的彻底干燥，温度低于300℃的废气(流化干燥器排出)经电收尘净化后，由烟囱排入大气。2025/3/23

7.2流态化煅烧工艺

流化干燥后的氢氧化铝按一定流量向下经过一根竖管和控制阀，经气动输入管送入停留槽上部，与l050℃的热气体混合后进入旋风分离器中进行气固分离。约400℃的热气体送入文丘里干燥器的底部。氧化铝粒子借重力则通过一根倾斜管道进入煅烧炉进行煅烧。已煅烧好的氧化铝和850～1250℃废气从煅烧炉排出，进入停留槽的旋风分离器中。气固相分离后的氧化铝粒子落到停留槽底部的流化床上。达到所要求的平均停留时间后，热的氧化铝从停留槽经流化竖管和耐热的控制阀，由气动输送到旋风器的入口，空气和固体粒子在旋风器中分离后，固体粒子掉入旋风器的出口，而被加热的空气去预热炉。氧化铝由旋风器经竖管排人流化冷却器内，冷却至80℃后经由一个卸料阀排出，再由皮带运输机系统或浓相气体输送系统送往氧化铝仓库。2025/3/23

7.2流态化煅烧工艺

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7.2流态化煅烧工艺

7.2.2循环沸腾煅烧工艺循环沸腾煅烧工艺设备流程图见图7—3所示。图7—3循环沸腾煅烧工艺设备流程图该设备系统是由两级文丘里沸腾预热器、带有再循环旋流器的沸腾煅烧炉和五级沸腾冷却器三个部分组成。循环沸腾煅烧工艺的流程是：湿的氢氧化铝(水分约12％)经皮带秤和螺旋送入第一级文丘里干燥器内烘干附着水，物料与烟气在电收尘器中分离，排出的烟气温度约130℃，含尘量低500mg/m3。分离出的干氢氧化铝由空气扬升器送入第二级文丘里预热器，被煅烧炉出来的热烟气加热到300～400℃并脱掉部分结晶水后，经旋风器分离后加入到沸腾炉中进行煅烧。旋风器排出的烟气进第一级文丘里干燥器加热湿氢氧化铝。2025/3/23

7.2流态化煅烧工艺

物料在煅烧炉内于ll00～1200℃下进行循环沸腾煅烧，脱掉剩余的结晶水并进行晶型转变。物料在循环中的平均停留时间为30～60min。旋风分离器排出热烟气(1000℃以上)送第二级文丘里预热器。由于气流速度大，物料循环量大和固相浓度低，有利于传质和传热，所以煅烧炉的单位截面产能高，产品氧化铝质量稳定。从循环煅烧炉排出的氧化铝与从冷却器来的热空气在旋风器载流换热，把空气温度提高到850℃，送入煅烧炉(作为二次气)。氧化铝流入沸腾冷却器，先经二级沸腾冷却使氧化铝温度降到280℃左右，蛇形管中的空气被间接加热到