[實用新型]一種結晶鋁鹽焙燒制備工業級氧化鋁的集成裝置

有效

• 申請號: 201821067859.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN208856919U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 錢永康;姜振華;侯鳳云;王會寧;于檳愷;辛妍;冉治通
• 申請（專利權）人: 北京航天石化技術裝備工程有限公司
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30;C01F7/32;C01B7/07
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本實用新型涉及一種結晶鋁鹽焙燒制備工業級氧化鋁的集成裝置。物料破碎及儲備上料輸送系統通過多路進料管線與流態化集成焙燒爐連接；流態化集成焙燒爐包括低溫段和高溫段；流態化集成焙燒爐的高溫段上部通過第二煙道與干法除塵器連接；干法除塵器通過第三煙道與余熱鍋爐連接；余熱鍋爐通過第四煙道與酸回收系統連接；干法除塵器通過第四管線與流態化集成焙燒爐的高溫段連接；干法除塵器通過第五管線與煙氣再循環系統連接；煙氣再循環系統通過第六管線與熱風爐連接；熱風爐與設置在流態化集成焙燒爐低溫段的熱風管線連接。本實用新型具有系統調節性和穩定性好、產品純度高、能耗低、投資低、占地面積小等明顯的優點。

技術領域

本實用新型涉及一種結晶鋁鹽焙燒制備工業級氧化鋁的集成裝置，采用整體全密閉式的流態化集成焙燒爐，以高溫煙氣為熱源連續完成結晶鋁鹽焙燒工藝過程，具有結晶鋁鹽免結渣焙燒制備工業級氧化鋁并回收含酸腐蝕性煙氣副產成品酸的功能。

背景技術

常規氧化鋁生產是使用鋁土礦資源，采用拜耳法工藝生產工業冶金級氧化鋁。拜耳法以NaOH循環母液處理鋁礦石，溶出氧化鋁，采用晶種分解方法，使溶液中的氧化鋁成為氫氧化鋁結晶體，再焙燒制備工業冶金級氧化鋁。全球 40％左右的氧化鋁產能位于中國，而中國鋁土礦資源僅占全球鋁土礦資源的3％左右，我國鋁土礦資源相對匱乏，鋁土礦市場的供不應求使得中國每年需要進口大量鋁土礦，我國鋁土礦資源對外依存度超過70％。

針對我國鋁土礦資源嚴重不足的現狀，采用鋁土礦的替代物，例如粉煤灰、煤矸石、工業冶金礦渣，以結晶鋁鹽為中間產品，例如六水結晶氯化鋁、結晶硫酸鋁、硫酸鋁銨、碳酸鋁銨、氫氧化鋁等，以結晶鋁鹽焙燒制備氧化鋁技術已經成為國內外許多科研機構的研究重點。

粉煤灰是煤炭在鍋爐中燃燒后隨煙氣從鍋爐尾部排出的、經除塵器收集下來的固體顆粒，屬于工業固體廢物。在國內某些地區的煤炭燃燒粉煤灰中，氧化鋁含量高達40％～55％，已經達到鋁土礦資源的邊界品位，從高鋁粉煤灰中以結晶鋁鹽為中間產品，經焙燒提取鋁資源，不僅解決了粉煤灰對環境的危害問題，還在一定程度上緩解了我國鋁土礦資源極為短缺的狀況。粉煤灰可以成為提取氧化鋁的寶貴資源，國內潛在高鋁粉煤灰資源量150億噸，超過全國已探明鋁土礦資源總儲量，是中國重要的鋁土礦后備資源。

從上世紀40年代至今，粉煤灰的綜合利用研究技術一直是國內外科研結構的研究熱點。粉煤灰提取氧化鋁技術主要包括酸法、堿法和酸堿聯合法。酸法工藝是將粉煤灰溶于鹽酸或硫酸溶液中，實現硅鋁分離，蒸發濃縮結晶后得到各類結晶鋁鹽中間產品再經焙燒制取工業級氧化鋁。焙燒產生的含酸氣經過吸收系統重新產生鹽酸、硫酸，重新用于粉煤灰的酸溶出，實現酸的閉路循環。酸法工藝的結晶鋁鹽有六水結晶氯化鋁、結晶硫酸鋁等，堿法及其他工藝的結晶鋁鹽有硫酸鋁銨、碳酸鋁銨、氫氧化鋁等。

結晶鋁鹽焙燒制備工業級氧化鋁反應機理如下：以六水氯化鋁、氫氧化鋁為例，其他類同：

(1)除去附著水，六水氯化鋁熱酌減量為5％。

AlCl₃﹡6H₂O+附著水→AlCl₃﹡6H₂O+水蒸氣↑

Al(OH)₃﹡2H₂O+附著水→Al(OH)₃﹡2H₂O+水蒸氣↑

(2)脫去結晶水、熱分解，六水氯化鋁熱酌減量為71％。

2AlCl₃﹡6H₂O→Al₂O₃+6HCl↑+9H₂O↑

Al(OH)₃﹡2H₂O→Al₂O₃+3H₂O↑

(3)晶型轉變