產(chǎn)品詳情
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≥1.2 第一個氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)法--蘇打燒結(jié)法就是1856--1860年在這里研究出來的。1858年呂·查得·里提出鋁土礦-蘇打燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁。由于在燒結(jié)過程中鋁土礦中的Al203,、SiO2將與蘇打反應(yīng),生成氧成不溶性的鋁硅酸鈉,造成氧化鋁和蘇打的大量損失。1880年由米列爾提出往蘇打、鋁土礦爐料中添加石灰石,使得燒結(jié)過程不生成或很少生成鋁硅酸鈉,大大減少了氧化鋁和蘇打的損失;后又改為添加石灰,以至發(fā)展成為今天的堿-石灰燒結(jié)法。這一方法是目前處理高硅鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的主要工業(yè)生產(chǎn)方法,1889-1892年奧地利人K·J·拜耳發(fā)明了甩苛性堿溶液直接浸出鋁土礦生產(chǎn)氧化的拜耳法,為氧化鉛的大規(guī)模生產(chǎn)和迅速發(fā)展開辟了道路。此法用在處理低硅鋁土礦,特別是處理三水鋁石型鋁土礦,其經(jīng)濟效果遠非其它生產(chǎn)方法所能比擬。燒結(jié)法和拜耳法是目前生產(chǎn)氧化鋁的主要工業(yè)方法。 |
1904年世界氧化鋁產(chǎn)量僅為1000噸,1941年已達100萬噸。到1987年世界上有25個國的41個公司82家氧化鋁廠生產(chǎn)氧化鋁,已經(jīng)在生產(chǎn)著的和計劃投產(chǎn)的氧化鋁廠的總年產(chǎn)能為4300萬噸。主要的氧化鋁生產(chǎn)國有澳大利亞、美國、蘇聯(lián)、牙買加、日本、南斯拉夫、西德、法國、蘇里南和加拿大。國外生產(chǎn)氧化鋁絕大多數(shù)采用拜耳法,其次是燒結(jié)法和聯(lián)合法,多年來國外氧化鋁生產(chǎn)在改革工藝流程,降低能耗,研制高效能、低消耗的大型專用設(shè)備;探索資源的綜合利用;提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加產(chǎn)品品種;檢測分析、操作控制自動化等方面都取得了很大進展。氧化鋁工業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了從發(fā)達國家轉(zhuǎn)向鋁土礦生產(chǎn)國家的明顯趨勢,新建氧化鋁廠靠近礦山和能源基地,近年來氧化鋁工業(yè)的另一個特點是工廠建設(shè)規(guī)模日益擴大。如近幾年投產(chǎn)的蘇聯(lián)尼古拉耶夫氧化鋁廠規(guī)模為100萬噸廠年,愛爾蘭的奧吉·尼什氧化鋁廠規(guī)模為80萬噸/年,被稱為世界最大的格拉德斯迪氧化鋁廠規(guī)模擴大至275萬噸/年。工廠大型化使勞動生產(chǎn)率提高,單位產(chǎn)品投資與成本降低。歐洲和日本的氧化鋁工廠以生產(chǎn)粉狀氧化鋁為主,美洲則以生產(chǎn)砂狀為主。近年來由于廣泛采用大型預(yù)焙陽極中間下料電解槽,以及為滿足環(huán)境保護的要求,電解煙氣凈化由濕法改為干法,粉狀氧化鋁已無法滿足生產(chǎn)要求。因此,鋁電解用氧化鋁逐漸向砂狀型轉(zhuǎn)化。氧化鋁主要作為電解煉鋁生產(chǎn)金屬鋁的原料。(一噸金屬鋁約需2噸氧化鋁)1988年原鋁產(chǎn)量為1450萬噸左右,現(xiàn)在原鋁產(chǎn)量僅次于鋼鐵居各種有色金屬的首位。為了滿足原鋁增長的需要,世界許多國家正在大力發(fā)展氧化鋁工業(yè)。氧化鋁除主要供電解煉鋁用以外,花其它工業(yè)部門也得到了廣泛應(yīng)用。這種非電解煉鋁用氧化鋁屬于多品種氧化鋁。
我國鋁工業(yè)發(fā)展非常迅速,對鋁的需求越來越大。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測,到2O00年我國鋁產(chǎn)量將達180萬噸。這就需要大力發(fā)展氧化鋁工業(yè)。自1954年山東鋁廠投產(chǎn)以來,又有鄭州鋁廠,貴州鋁廠,山西鋁廠相繼投產(chǎn)。氧化鋁年生產(chǎn)能力達120萬噸以上。為了滿足鋁工業(yè)發(fā)展的需要正在籌建中州鋁廠和平果鋁廠;而且老廠還需擴建,逐步形成一個以我國中部地區(qū)為氧化鋁基地,西北、西南地區(qū)為電解鋁基地的比較合理的布局。氧化鋁產(chǎn)量和品種將不斷增加。根據(jù)我國鋁土礦資源的特點和生產(chǎn)現(xiàn)狀,我國氧化鋁總回收率和堿耗與國外同類工廠相比,達到了先進水平。并且用最經(jīng)濟的方法從循環(huán)母液中回收金屬鎵;成功地利用了氧化鋁生產(chǎn)中的廢渣-赤泥生產(chǎn)水泥,從面提高了氧化鋁生產(chǎn)的綜合效益。當(dāng)前,我國氧化鋁工業(yè)的主要技術(shù)發(fā)展方向是:繼續(xù)發(fā)展焙結(jié)法和聯(lián)合法生產(chǎn)工藝,采用間接加熱強化溶出,流態(tài)化焙燒等新技術(shù)和新高備。在"七五"到"九五"三個五年計劃期間,在我國的西北、西南及中南地區(qū)實行鋁電聯(lián)營,建設(shè)一些新的、現(xiàn)代化的鋁工業(yè)基地。預(yù)計到2000年,我國的鋁工業(yè)將形成技術(shù)先進、布局合理以及科研、設(shè)計、設(shè)備制造、施工配套完整的鋁工業(yè)體系。
物理性質(zhì)
,而且還要求氧化鋁在冰晶石熔體中溶解速度快,電解槽槽底深沉少;復(fù)蓋在電解質(zhì)上結(jié)殼保溫性好;在空氣中不吸濕,飛揚損失少,流動性好,便于輸送和便于電解槽自動加料。所有這些特性都取決于氧化鋁的物理性質(zhì)。
用于表征氧化鋁物理性質(zhì)的指標(biāo)有:安息角、α-Al203含量、容重、粒度和比表面積以及磨損系數(shù)等。
1、安息角。氧化鋁安息角是指物料在光滑平面上自然堆積的傾角。安息角較大的氧化鋁在電解質(zhì)中較易溶解,在電解過程中能夠很好的復(fù)蓋于電解質(zhì)結(jié)殼上,飛揚損失也較小。
2、a-Al2O3含量。氧化鋁中a-Al2O3含量反映了氧化鋁焙燒程度,焙燒程度越高,a-Al2O3含量越多,氧化鋁的吸濕性隨著a-Al2O3含量增多面變差。所以,電解用的氧化鋁要求含一定數(shù)量的a-Al2O3。但a-Al2O3在電解質(zhì)中的溶解性能較Υ-Al203差。
3、容重。氧化鋁的容重是指在自然狀態(tài)下單位體積的物料的重量。通常容重小的氧化鋁有利于在電解質(zhì)中的溶解。
4、粒度。氧化鋁的粒度是指其粗細程度。氧化鋁的粒度必須適當(dāng),過粗在電解質(zhì)中溶解速度慢,甚至沉淀;過細則容易飛揚損失。
5、比表面積。氧化鋁的比表面積是指單位重量物料的外表面積與內(nèi)孔表面積之和的總表面積。是表示物質(zhì)活性高低的一個重要指標(biāo)。比表面積大的氧化鋁在電解質(zhì)中溶解性能好,活性大,但易吸濕。
6、磨損系數(shù)。所謂磨損系數(shù)是氧化鋁在控制一定條件下的流化床上磨撞后,試樣中 粒級含量改變的百分數(shù)。磨損系數(shù)是表征氧化鋁強度的一項物理指標(biāo)。
根據(jù)氧化鋁的物理性質(zhì),通常又可將氧化鋁分為砂狀、面粉狀和中間狀三種類型。這三種類型的氧化鋁在物理性質(zhì)上有較大的差別。砂狀氧化鋁具有較小的容重,較大的比表面積,略小的安息角,含較少量的a-Al2O3,粗粒較多且均勻,強度較高。面粉狀氧化鋁則有較大的容重,小的比表面積,含較多的a-Al2O3,細粒較多,強度差。而中間狀氧化鋁的物理性質(zhì)介于二者之間。各種氧化鋁的物理性質(zhì)見表1-3。
表1-3 各種氧化鋁的物理性質(zhì)
樣品產(chǎn)地 |
氧化鋁 類型 |
(米²/克) |
安息角 |
氧化鋁晶型 |
容重 (克/厘米³) |
粒度 -300目 (%) |
|
α-Al203 (%) |
Υ-Al203 (%) |
||||||
砂狀 |
81.20 |
31°14′ |
27.32 |
72.68 |
0.92 |
11.10 |
|
澳大利亞 |
砂狀 |
51.20 |
31°15′ |
32.50 |
67.50 |
0.97 |
22.20 |
英國 |
砂狀 |
-- |
31°25′ |
43.75 |
56.25 |
0.90 |
55.00 |
中國(山東) |
中間狀 |
49.90 |
32°50′ |
40.70 |
59.30 |
0.92 |
44.00 |
中國(鄭州) |
中間狀 |
30.26 |
32°50′ |
48.40 |
51.60 |
0.97 |
32.60 |
日本 |
面粉狀 |
-- |
42°00′ |
87.00 |
13.00 |
0.97 |
85.00 |
我國的某氧化鋁廠生產(chǎn)砂狀氧化鋁對其物理性質(zhì)要求如下:料度-44µ35克/米², α-Al203 含量>20%.