專利名稱：一種氫氧化鋁晶種的加工方法
—種氫氧化鋁晶種的加工方法技術領域：
本發(fā)明涉及氧化鋁生產(chǎn)領域，具體涉及一種氫氧化鋁晶種的加工方法。背景技術：
已知的，使用堿法生產(chǎn)氧化鋁的工藝方法主要包括拜爾法、燒結法及拜爾燒結聯(lián)合法等，其中拜爾法與其它生產(chǎn)方法相比，具有生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品質量好，特別是在處理高品位鋁土礦時具有成本低等特點，但使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時需要利用較高品位的鋁礦石與堿液、石灰乳及母液按比例混合后磨制成料漿，經(jīng)預脫硅后在設定溫度、壓力條件下直接溶出鋁酸鈉，再經(jīng)赤泥分離、晶種分解和氫氧化鋁焙燒等工序制得成品氧化鋁(工藝如圖I所示)，對于鋁硅比大于7的高品位礦石，以拜耳法生產(chǎn)工藝為首選，其能耗低、投資省、產(chǎn)品質 量好且污染物產(chǎn)生量少，屬于氧化鋁工業(yè)清潔生產(chǎn)工藝，拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本原理為A1203·(I 或 3)H20+2Na0H+aq 2NaAL(OH)4+aq。燒結法是將鋁土礦破碎后與石灰、純堿、無煙煤及返回母液按比例混合，磨成生料漿，噴入燒成窯制成熟料，再經(jīng)熟料溶出、赤泥分離、鋁酸鈉分解和氫氧化鋁焙燒等工序，制得成品氧化鋁，該工藝流程長、能耗高、污染物產(chǎn)生量大，但其最大優(yōu)點是可利用低品位鋁土礦，符合我國鋁土礦資源的特點。拜爾燒結聯(lián)合法是將拜耳法和燒結法聯(lián)合起來，處理鋁硅比3 7的礦石，充分發(fā)揮各自的長處。無論采用上述任一加工方法，其中晶種分解(如圖2所示)是生產(chǎn)氧化鋁的關鍵工序，晶種分解過程是影響氧化鋁產(chǎn)品粒度的關鍵環(huán)節(jié)，晶種分解過程中的產(chǎn)品粒度的好壞直接決定了焙燒氧化鋁產(chǎn)品的粒度。晶種分解過程的機理為
NaAl(OH)4+aq Al (OH)3+NaOH+aq
其中鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁結晶包括兩個過程即鋁酸根離子分解過程和氫氧化鋁結晶過程，而氫氧化鋁結晶過程對產(chǎn)出率和產(chǎn)品粒度起著決定性作用，包括以下四個過程
(1)次生晶核(二次晶核)的形成；
(2)Al (OH) 3晶粒的破裂和磨蝕；
(3)Al (OH) 3晶體的長大；
(4)Al (OH) 3晶粒的附聚；
其中晶體長大和附聚使氫氧化鋁變粗，而次生晶核及晶粒的破裂和磨蝕使結晶變細，分解產(chǎn)物粒度的分布是以上四個方面綜合作用的結果，要想得到粒度較好的氧化鋁產(chǎn)品就應創(chuàng)造條件，使之有利于晶體的長大和附聚，而影響晶種分解的因素主要有分解原液的濃度和苛性比值、溫度制度、晶種數(shù)量和質量、分解時間、攪拌速度、雜質的影響，而其中晶種的數(shù)量與質量是影響分解速度和產(chǎn)品粒度和強度的重要因素之一。隨著晶種系數(shù)的增加，分解速度加快，特點是當晶種系數(shù)比較小時，提高晶種系數(shù)的作用更為顯著，當晶種系數(shù)達到一定限度后繼續(xù)提高，分解速度增加的幅度減小，因此晶種系數(shù)過高是不利的；晶種的質量是指它的活性、粒度、強度等，晶種質量對分解速度影響很大。晶種活性增大可以降低晶種系數(shù)，所以制取活性晶種來強化鋁酸鈉溶液的分解過程是提高種分分解率的有效途徑，過飽和鋁酸鈉溶液的分解是從晶種表面開始的，但并不是所有的表面都起作用，只有表面上的微觀缺陷、晶體的棱和角才是活性點，因此，通過傳統(tǒng)的加熱脫水使晶體破碎，增大比表面，來提高活性點的數(shù)量，或者加強液體與晶體之間的傳質作用，破壞包裹晶體的雜質液層，無法使晶種表面和活性點得到充分利用。而目前的氧化鋁生產(chǎn)方法存在如下不足
I、在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中，將分選出的小顆粒都當作晶種進入循環(huán)，其中一部分晶種已經(jīng)被磨成圓球狀，活性已經(jīng)很低，即使經(jīng)過多次生產(chǎn)循環(huán)也不能結晶長大，成為了無效循環(huán)，降低了生產(chǎn)效率。2、由于晶種活性低，最終生產(chǎn)的晶體體積也很小，生產(chǎn)出來的多為低等級的面狀
氧化鋁。那么如何提高晶種的活性、提高晶種的質量、數(shù)量和生產(chǎn)效率就成了本領域技術人員的長期技術訴求。
發(fā)明內(nèi)容
為克服以上氧化鋁生產(chǎn)工藝中存在的不足，本發(fā)明提供了一種氫氧化鋁晶種的加工方法，本發(fā)明在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的晶種分解工序中增加料層粉碎工藝，通過采用粉碎設備對破碎前晶種進行料層粉碎，進而獲得活性高、粒度小的氫氧化鋁晶種，通過本發(fā)明的實施有效降低了循環(huán)負荷，增加了產(chǎn)品的產(chǎn)出率，提高了成品氫氧化鋁的粒度。為實現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術方案
一種氫氧化鋁晶種的加工方法，在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時的晶種分解工序中對料層進行粉碎，即通過對料層粉碎來改變晶種粒級的分布，進而實現(xiàn)提高晶種比表面積，增加晶種數(shù)量，提升晶種活性，最終改善氧化鋁產(chǎn)品的質量，具體實施工藝為首先將經(jīng)過過濾分級得到的氫氧化鋁作為破碎前晶種，然后通過粉碎設備對破碎前晶種進行料層粉碎，在對破碎前晶種進行料層粉碎過程中，通過調整粉碎設備工藝參數(shù)中的壓力、速度以及料層的厚度即可得到不同粒級分布、比表面積的小顆粒狀高活性破碎后晶種，由于破碎前晶種經(jīng)料層粉碎后獲得的破碎后晶種會產(chǎn)生大量的微裂紋，這樣更利于晶種活性的提高，進一步將得到的高活性晶種再次在分解槽內(nèi)與精液混合，然后通過過濾分級得到氫氧化鋁，再通過后續(xù)的焙燒工藝得到氧化鋁產(chǎn)品。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述粉碎設備為輥壓機或高壓輥磨機或立磨或臥輥磨。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述輥壓機或高壓輥磨機包括活動輥、固定輥、活動輥軸承座、固定輥軸承座、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述固定輥通過固定輥軸承座固定在機架的一側，在對應固定輥的另一側設有活動輥,所述活動輥通過活動輥軸承座設置在機架上，活動輥連接液壓系統(tǒng)并在液壓系統(tǒng)和物料的共同作用下使活動輥在機架上做水平運動，其中活動輥和固定輥分別連接傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)外接控制系統(tǒng)。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述輥壓機或高壓輥磨機的壓力為50 350Mpa，擠壓速度為O. 2 2m/s，料層厚度為5 100_。
所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述立磨包括磨輥A、磨盤、加載系統(tǒng)、主驅動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述磨輥A通過支撐座活動設置在機架上，磨輥A連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥A做上下運動，在磨輥A的一端設有磨盤，所述磨盤連接主驅動系統(tǒng)并由主驅動系統(tǒng)帶動磨盤做旋轉運動，磨輥A外接動力機構，所述動力機構連接控制系統(tǒng)。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述立磨的壓力為5 30Mpa，擠壓速度為2
6m/s，料層厚度為2 270_。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述臥輥磨包括磨輥B、襯板、回轉筒體、加載系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述回轉筒體為中空結構，在回轉筒體兩端的中心部位分別設有固定軸，所述兩固定軸分別設置在機架上的支撐座的內(nèi)孔中，在回轉筒體的內(nèi)孔內(nèi)壁上設有襯板，在回轉筒體的內(nèi)孔中設有磨輥B，所述磨輥B連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥B做上下運動，磨輥B與回轉筒體分別外接動力系統(tǒng)，所述動力系統(tǒng)連接控制系統(tǒng)。所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述臥輥磨的壓力為70 lOOMpa，擠壓速度為 4 6 m/s,料層厚度為2 270mm。采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性
本發(fā)明所述的一種氫氧化鋁晶種的加工方法，在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的晶種分解工序中增加料層粉碎工藝，通過采用粉碎設備對破碎前晶種進行料層粉碎，進而獲得活性高、粒度小的氫氧化鋁晶種，通過粉碎后的氫氧化鋁晶種具有顆粒粒度下降，產(chǎn)生的細顆粒明顯增多，有效提高了氫氧化鋁晶種的數(shù)量，由于粉碎后的氫氧化鋁晶種會產(chǎn)生小顆粒使其形狀鋒利，同時由于經(jīng)過粉碎后顆粒本體會產(chǎn)生大量的微裂紋，有利于提高晶種的活性，進一步通過對氫氧化鋁晶種的粉碎可以使氫氧化鋁晶種的顆粒整體比表面積明顯提高，增加飽和精液與晶種顆粒的接觸面積，對氫氧化鋁晶種的結晶過程起到促進作用，通過本發(fā)明的實施有效降低了循環(huán)負荷，增加了產(chǎn)品的產(chǎn)出率，提高了成品氫氧化鋁的粒度。

圖I是現(xiàn)有使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程 圖2是現(xiàn)有氫氧化鋁晶種分解流程 圖3本發(fā)明高活性氫氧化鋁晶種的加工方法流程 圖4是使用輥壓機及高壓輥磨機進行料層粉碎示意 圖5是使用立磨進行料層粉碎示意 圖6是使用臥輥磨進行料層粉碎示意 圖中1、活動輥；2、活動輥軸承座；3、破碎后晶種；4、破碎前晶種；5、固定輥；6、固定輥軸承座；7、磨輥A ;8、襯板；9、磨輥B ; 10、回轉筒體。具體實施方式

通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例；
結合附圖I 6所述的一種氫氧化鋁晶種的加工方法，在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時的晶種分解工序中對料層進行粉碎，即通過對料層粉碎來改變晶種粒級的分布，需要說明的是現(xiàn)有的晶種粒度多為45/zm左右，而通過對料層進行粉碎后得到的晶種粒度遠遠小于45/zm，而且晶種的表面也多呈不規(guī)則狀，進而來實現(xiàn)提高晶種比表面積，增加晶種數(shù)量，提升晶種活性，最終改善氧化鋁產(chǎn)品的質量，具體實施工藝為首先將經(jīng)過過濾分級得到的氫氧化鋁作為破碎前晶種4，然后通過粉碎設備對破碎前晶種4進行料層粉碎，所述粉碎設備為輥壓機或高壓輥磨機或立磨或臥輥磨，所述輥壓機或高壓輥磨機包括活動輥I、固定輥
5、活動輥軸承座2、固定輥軸承座6、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述固定輥5通過固定輥軸承座6固定在機架的一側，在對應固定輥5的另一側設有活動輥I,所述活動輥I通過活動輥軸承座2設置在機架上，活動輥I連接液壓系統(tǒng)并在液壓系統(tǒng)和物料的共同作用下使活動輥I在機架上做水平運動，其中活動輥I和固定輥5分別連接傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)外接控制系統(tǒng)，所述輥壓機或高壓輥磨機的壓力為50 350Mpa，擠壓速度為O. 2 2m/s，料層厚度為5 IOOmm ;所述立磨包括磨輥A7、磨盤、加載系統(tǒng)、主驅動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述磨輥A7通過支撐座活動設置在機架上，磨輥A7連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥A7做上下運動，在磨輥A7的一端設有磨盤，所述磨盤連接主驅動系統(tǒng)并由主驅動系統(tǒng)帶動磨盤做旋轉運動，磨輥A7外接動力機構，所述動力機構連接控制系統(tǒng)，所述立磨的壓力為5 30Mpa，擠壓速度為2 6 m/s，料層厚度為2 270_ ;所述臥輥磨包括磨輥B9、襯板8、回轉筒體10、加載系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述回轉筒體10為中空結構，在回轉筒體10兩端的中心部位分別設有固定軸，所述兩固定軸分別設置在機架上的支撐座的內(nèi)孔中，在回轉筒體10的內(nèi)孔內(nèi)壁上設有襯板8，在回轉筒體10的內(nèi)孔中設有磨輥B9，所述磨輥B9連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥B9做上下運動，磨輥B9與回轉筒體 10分別外接動力系統(tǒng)，所述動力系統(tǒng)連接控制系統(tǒng)，所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，所述臥輥磨的壓力為70 lOOMpa，擠壓速度為4 6 m/s，料層厚度為2 270mm ;在對破碎前晶種4進行料層粉碎過程中，通過調整粉碎設備工藝參數(shù)中的壓力、速度以及料層的厚度即可得到不同粒級分布、比表面積的小顆粒狀高活性破碎后晶種3，由于破碎前晶種4經(jīng)料層粉碎后獲得的破碎后晶種3會產(chǎn)生大量的微裂紋，這樣更利于晶種活性的提高，進一步將得到的高活性晶種再次在分解槽內(nèi)與精液混合，然后通過過濾分級得到氫氧化鋁，再通過后續(xù)的焙燒工藝得到氧化鋁產(chǎn)品。本發(fā)明所述的一種氫氧化鋁晶種的加工方法，所述粉碎設備中的加載系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)為常規(guī)結構，在此不對其結構作更進一步的闡述，其中加載系統(tǒng)的作用是控制粉碎設備滾輪的開合，即控制粉碎設備的壓力，其中動力系統(tǒng)是為粉碎設備提供旋轉動力，即控制粉碎設備的擠壓速度，其中控制系統(tǒng)為電器控制系統(tǒng)，進而使設備實現(xiàn)自動化控制。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當前認為是適宜的，但是，應了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進。
權利要求
1.一種氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時的晶種分解工序中對料層進行粉碎，即通過對料層粉碎來改變晶種粒級的分布，進而實現(xiàn)提高晶種比表面積，增加晶種數(shù)量，提升晶種活性，最終改善氧化鋁產(chǎn)品的質量，具體實施工藝為首先將經(jīng)過過濾分級得到的氫氧化鋁作為破碎前晶種(4)，然后通過粉碎設備對破碎前晶種(4)進行料層粉碎，在對破碎前晶種(4)進行料層粉碎過程中，通過調整粉碎設備工藝參數(shù)中的壓力、速度以及料層的厚度即可得到不同粒級分布、比表面積的小顆粒狀高活性破碎后晶種(3)，由于破碎前晶種(4)經(jīng)料層粉碎后獲得的破碎后晶種(3)會產(chǎn)生大量的微裂紋，這樣更利于晶種活性的提高，進一步將得到的高活性晶種再次在分解槽內(nèi)與精液混合，然后通過過濾分級得到氫氧化鋁，再通過后續(xù)的焙燒工藝得到氧化鋁產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求I所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述粉碎設備為輥壓機或高壓輥磨機或立磨或臥輥磨。
3.根據(jù)權利要求2所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述輥壓機或高壓輥磨機包括活動輥(I)、固定輥(5 )、活動輥軸承座(2 )、固定輥軸承座(6 )、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述固定棍(5)通過固定棍軸承座(6)固定在機架的一側,在對應固定輥(5)的另一側設有活動輥(I),所述活動輥(I)通過活動輥軸承座(2)設置在機架上，活動輥(I)連接液壓系統(tǒng)并在液壓系統(tǒng)和物料的共同作用下使活動輥(I)在機架上做水平運動，其中活動輥(I)和固定輥(5)分別連接傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)外接控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求3所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述輥壓機或高壓棍磨機的壓力為50 350Mpa,擠壓速度為O. 2 2m/s,料層厚度為5 100mm。
5.根據(jù)權利要求2所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述立磨包括磨輥A (7)、磨盤、加載系統(tǒng)、主驅動系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述磨輥A (7)通過支撐座活動設置在機架上，磨輥A (7)連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥A (7)做上下運動，在磨輥A (7)的一端設有磨盤，所述磨盤連接主驅動系統(tǒng)并由主驅動系統(tǒng)帶動磨盤做旋轉運動，磨輥A (7)外接動力機構，所述動力機構連接控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權利要求5所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述立磨的壓力為5 30Mpa，擠壓速度為2 6 m/s，料層厚度為2 270_。
7.根據(jù)權利要求2所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述臥輥磨包括磨輥B (9)、襯板(8)、回轉筒體(10)、加載系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、機架和控制系統(tǒng)，所述回轉筒體(10)為中空結構，在回轉筒體(10)兩端的中心部位分別設有固定軸，所述兩固定軸分別設置在機架上的支撐座的內(nèi)孔中，在回轉筒體(10)的內(nèi)孔內(nèi)壁上設有襯板(8)，在回轉筒體(10)的內(nèi)孔中設有磨輥B (9)，所述磨輥B (9)連接加載系統(tǒng)并由加載系統(tǒng)帶動磨輥B(9)做上下運動，磨輥B (9)與回轉筒體(10)分別外接動力系統(tǒng)，所述動力系統(tǒng)連接控制系統(tǒng)。
8.根據(jù)權利要求7所述的所述的氫氧化鋁晶種的加工方法，其特征是所述臥輥磨的壓力為70 lOOMpa，擠壓速度為4 6 m/s，料層厚度為2 270_。
全文摘要
一種氫氧化鋁晶種的加工方法，涉及氧化鋁生產(chǎn)領域，本發(fā)明通過在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的晶種分解工序中增加料層粉碎工藝，通過采用粉碎設備對破碎前晶種進行料層粉碎，進而獲得活性高、粒度小的氫氧化鋁晶種，通過粉碎后的氫氧化鋁晶種具有顆粒粒度下降，產(chǎn)生的細顆粒明顯增多，有效提高了氫氧化鋁晶種的數(shù)量，由于粉碎后的氫氧化鋁晶種本體會產(chǎn)生大量的微裂紋，有利于提高晶種的活性，進一步通過對氫氧化鋁晶種的粉碎可以使氫氧化鋁晶種的顆粒整體比表面積明顯提高，增加飽和精液與晶種顆粒的接觸面積，對氫氧化鋁晶種的結晶過程起到促進作用，通過本發(fā)明的實施有效降低了循環(huán)負荷，增加了產(chǎn)品的產(chǎn)出率。
文檔編號C01F7/02GK102936023SQ20121039802
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者張光宇, 郝兵, 李聰杰, 于偉濤, 王素玲, 王亞強, 王坷剛, 宋艾江, 田鶴 申請人:中信重工機械股份有限公司