[發明專利]一種降低冶金級氧化鋁中α?氧化鋁含量的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610562329.6
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106219584B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王新軍;馬平;劉鶴群;郭建強
• 申請（專利權）人: 沈陽鑫博工業技術股份有限公司
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置及方法。

背景技術

世界上90％以上的冶金級氧化鋁用于電解原鋁，冶金級氧化鋁是指具有比表面積大、分散度高的γ型氧化鋁，其中含有質量比為5％～20％α型氧化鋁，平均含量為12％左右。2015年，我國氧化鋁產量5865萬噸，電解鋁產量為3141萬噸。

α型氧化鋁是氫氧化鋁在焙燒過程中，遇到1300℃以上燃燒火焰外焰轉化而來。α型氧化鋁結晶完善，熔點高，比表面積減少，因此，在電解時，溶解性能差，溶解時間長；對氟化氫的吸附能力差，影響環境；容易結殼掛壁或在電解槽底沉淀，處理這些結殼或沉淀，勞動強度大；降低電流效率。因此，控制冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量，對鋁電解槽的操作和企業經濟效益至關重要。

現有的氫氧化鋁焙燒爐裝置，由于燃燒器噴嘴安裝在焙燒爐底部，γ型氧化鋁會接觸到高溫火焰外焰(1300℃以上)轉化為α型氧化鋁，有的生產商生產的冶金級氧化鋁中的α型氧化鋁含量到達30％以上。

發明內容

本發明的目的是為了克服利用現有氫氧化鋁焙燒技術，生產的冶金級氧化鋁中α型氧化鋁含量高的不足，提供一種降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置及方法，解決氧化鋁在電解過程中，溶解時間長、對氟化氫的吸附能力差、結殼掛壁或槽底沉淀等問題，提高電流效率和企業經濟效益。

本發明的降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，包括燃燒爐、焙燒爐、分離器、預熱器和冷卻器；

其中，燃燒爐的第一進氣口分別接通氣體燃料和一次空氣，燃燒爐的第二進氣口與冷卻器的出氣口相連接，燃燒爐的出氣口與焙燒爐的進氣口相連接；

焙燒爐的進氣口與冷卻器的出氣口相連接，焙燒爐出料口與分離器進料口連接，焙燒爐的進料口與預熱器的出料口相連接；

分離器的出料口與冷卻器進料口連接，分離器的出氣口與預熱器進氣口相連接；

預熱器的進料口連通氫氧化鋁濕料，含塵廢氣通過預熱器的出氣口排出；

冷卻器的進氣口接通二次空氣，冶金級氧化鋁通過冷卻器的出料口排出。

所述的燃燒爐，包括一次風機、燃燒器和點火燃燒器，各部件之間通過載流管道相連；所述燃燒器設置4～16個噴嘴，各個噴嘴沿燃燒爐內壁周向一層或雙層交錯均勻布置；

所述的預熱器由第1級預熱器和第2級預熱器串聯組成，第1級預熱器的進料口連通氫氧化鋁濕料；

所述冷卻器由3～5級懸浮冷卻器串聯組成，最末一級的懸浮冷卻器進氣口接通二次空氣。

所述的一次空氣和二次空氣均來源于自然界中空氣。

采用降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，進行降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的方法，包括以下步驟：

步驟1，燃燒：

啟動點火燃燒器，同時將氣體燃料與一次空氣噴入燃燒爐內，點火燃燒；

步驟2，預熱：

將氫氧化鋁濕料喂入預熱器內，預熱到340℃～400℃后，生成預熱物料和水蒸氣；

步驟3，焙燒：

預熱物料進入焙燒爐內，在焙燒溫度為1000℃～1100℃下，焙燒2s～10s，生成焙燒物料和氣體；

步驟4，分離：

焙燒物料和氣體進入分離器，進行分離；經分離器分離后，焙燒物料進入冷卻器；氣體進入預熱器，與氫氧化鋁濕料進行換熱后，與步驟2中生成的水蒸氣形成含塵廢氣，經預熱器的出氣口排出；

步驟5，冷卻：

焙燒物料與冷卻器中的二次空氣換熱后，形成冶金級氧化鋁和預熱空氣。

所述的步驟1中，氣體燃料優先選擇氣化爐煤氣；一次空氣占一次空氣及二次空氣總體積比的5％～12％；

所述的步驟2中，氫氧化鋁濕料是指附著水質量含量≤10％的氫氧化鋁；

所述的步驟2中，預熱的目的是為了脫除氫氧化鋁濕料的附著水和大部分結晶水；

所述的步驟2中，形成的預熱物料為Al₂O₃·xH₂O，其中0≤x≤1；

所述的步驟3中，焙燒的目的是為了脫出Al₂O₃·xH₂O中剩余的結晶水，并完成氧化鋁晶型由η型、χ型、κ型等向γ型晶型的轉化；

所述的步驟3中，生成焙燒物料的溫度為1000℃～1100℃，氣體的溫度為1000℃～1100℃；

所述的步驟4中，形成的含塵廢氣溫度為140℃～160℃，經凈化處理后排空；