用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法
【專利摘要】一種用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，屬于非金屬粉體加工【技術(shù)領(lǐng)域】，是采用鋁含量在99.99％以上的高溫鋁液為熱源，將高純微細(xì)金屬鋁粉和純度在99.999％以上的氧氣混合體加熱到600℃以上，鋁粉與氧氣反應(yīng)生成純度達(dá)到99.999％以上的高純氧化鋁粉，而且鋁粉與氧氣反應(yīng)放熱升高鋁液溫度產(chǎn)生的鋁蒸汽也與氧氣反應(yīng)生成高純氧化鋁粉，生成的高純氧化鋁粉被流動(dòng)氧氣攜帶進(jìn)行冷卻降溫和收集。
【專利說(shuō)明】用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種以高純微細(xì)金屬鋁粉為原料，經(jīng)與高純氧氣混合后加熱到一定溫度，使鋁粉在氧氣中燃燒生成純度大于99.999%的氧化鋁的方法，屬于非金屬粉體材料生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高純氧化鋁是指純度達(dá)到99.999%以上的氧化鋁。現(xiàn)生產(chǎn)高純氧化鋁有二種工藝方法，一種是用化學(xué)冶金法從鋁土礦生產(chǎn)出高純氫氧化鋁，再燒制成高純氧化鋁，該方法生成的高純氧化鋁不穩(wěn)定，達(dá)到99.999%的氧化鋁成品率不足5%。另一種是用純度99.999%的金屬鋁與高純燒堿反應(yīng)生成高純的氫氧化鋁，再燒制成高純氧化鋁，這種方法99.999%的氧化鋁成品率雖然可以達(dá)到30%以上，但是成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是利用鋁與氧氣在600°C以上可以發(fā)生反應(yīng)生成氧化鋁的性質(zhì)，采用金屬鋁含量在99.99%以上的高溫鋁液為加熱熱源，將金屬鋁含量在99.98%以上、粒度為15-25 μ m的微細(xì)金屬鋁粉和純度在99.999%的氧氣混合體加熱，加熱到600°C以上后鋁粉與氧氣反應(yīng)生成純度達(dá)到99.999%的氧化鋁粉，而且鋁粉與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量，加熱鋁液溫度升高產(chǎn)生的鋁蒸汽也與氧氣反應(yīng)生成高純氧化鋁粉，生成的高純氧化鋁粉被流動(dòng)氧氣攜帶進(jìn)行冷卻降溫和收集。
[0004]微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的裝置由高純氧氣罐、風(fēng)機(jī)、鋁粉加料罐、中頻爐鋁液加熱器、換熱器、旋流沉降收集器、收料罐和氧氣循環(huán)管道構(gòu)成。中頻爐鋁液加熱器的爐體為“U”型管狀，“U”型爐體左側(cè)直立管為加熱管，裝有中頻加熱線圈，管的上部為對(duì)鋁粉與氧氣加熱的位置；“U”型爐體右側(cè)直立管為加鋁管，在鋁液有損耗后從右側(cè)直立管上部管口加入鋁錠并被熔化；“U”型爐體下部橫管連接左右兩側(cè)直立管，鋁液經(jīng)下部橫管聯(lián)通保持爐體左右兩個(gè)直立管的液面高度一致。中頻爐鋁液加熱器的爐體、進(jìn)出管道由可以抗1400°C高溫的純度99.99%以上的氧化鋁陶瓷耐火材料制造；風(fēng)機(jī)為無(wú)油潤(rùn)滑型，葉輪和機(jī)殼為鈦制；鋁粉加料罐、換熱器、旋流沉降收集器、收料罐內(nèi)襯材質(zhì)為純度99.99%以上的氧化鋁陶瓷；氧氣循環(huán)管道、氧氣罐和罐上的閥門材質(zhì)為鈦制。
[0005]微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的過(guò)程是:打開氧氣罐閥門，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、換熱器，使氧氣在裝置中循環(huán)，然后啟動(dòng)中頻爐鋁液加熱器把鋁液加熱到600°C以上，再打開鋁粉加料罐閥門，保持鋁粉勻速加入中頻爐鋁液加熱器中，鋁粉在氧氣中含量保持100mg / m3以下。經(jīng)中頻爐鋁液加熱器加熱后，鋁粉與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁粉，氧氣攜帶氧化鋁粉經(jīng)過(guò)換熱器降溫后進(jìn)入旋流沉降收集器、收料罐被收集包裝，分離出氧化鋁的氧氣經(jīng)循環(huán)管道至風(fēng)機(jī)，繼續(xù)循環(huán)使用。氧氣與鋁粉反應(yīng)過(guò)程放出大量的熱，使鋁液溫度升高產(chǎn)生的鋁蒸汽也與氧氣反應(yīng)生成高純氧化鋁粉。本方法可以大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)氧化鋁粉，氧化鋁純度可達(dá)到99.999% 以上?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1為生產(chǎn)流程示意圖
[0007](I)高純氧氣儲(chǔ)罐；(2)風(fēng)機(jī)；(3)中頻爐鋁液加熱器進(jìn)料管；(4)中頻爐鋁液加熱器出料管；(5)鋁粉加料罐；(6)鋁粉加料罐脈沖閥門；(7)中頻爐鋁液加熱器加熱線圈；
[8]中頻爐鋁液加熱器U型爐體；(9)中頻爐鋁液加熱器加熱管；(10)中頻爐鋁液加熱器加料管；(11)換熱器；(12)旋流沉降收集器；(13)收料罐入口閥門；(14)收料罐；(15)收料罐出料閥門；(16)循環(huán)氧氣管道；
【具體實(shí)施方式】
[0008]1、打開收料罐入口閥門(13)，關(guān)閉收料罐出料閥門(15)，打開高純氧氣罐⑴閥門。
[0009]2、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)⑵和換熱器(11)，使純度大于99.999%的氧氣在裝置中循環(huán)。
[0010]3、經(jīng)中頻爐鋁液加熱器加料管(10)向中頻爐鋁液加熱器U型爐體(8)中加入金屬鋁含量在99.99%以上的鋁液，至中頻爐鋁液加熱器加熱管(9)鋁液液面達(dá)到需要的高度。
[0011]4、啟動(dòng)中頻爐鋁液加熱器加熱線圈(7)，加熱鋁液到600°C以上。
[0012]5、打開鋁粉加料罐脈沖閥門(6)，把金屬鋁含量在99.98%以上、粒度15_2511111的鋁粉勻速加入中頻爐鋁液加熱器進(jìn)料管(3)中，鋁粉在氧氣中含量保持lOOmg/m3以下。
[0013]6、經(jīng)中頻爐鋁液加熱器加熱管(9)的鋁液加熱，鋁粉與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁粉，經(jīng)中頻爐鋁液加熱器出料管(4)進(jìn)入換熱器(11)冷卻降溫。
[0014]7、經(jīng)過(guò)冷卻降溫后的氧化鋁粉進(jìn)入旋流沉降收集器(12)被沉降，進(jìn)入收料罐
[14]被收集。
[0015]8、在收集到一定程度后關(guān)閉收料罐入口閥門(13)，打開收料罐出口閥門(13)放
出高純氧化鋁包裝。
[0016]9、在旋流沉降收集器(12)分離出高純氧化鋁的氧氣經(jīng)循環(huán)氧氣管道(16)至風(fēng)機(jī)
(2)，繼續(xù)循環(huán)使用。
[0017]10、調(diào)整高純氧氣罐(1)閥門，使加入的氧氣與反應(yīng)消耗的數(shù)量保持平衡。
[0018]11、鋁液有損耗后，中頻爐鋁液加熱器加熱管(9)鋁液液面高度降低，可從中頻爐鋁液加熱器加料管(10)加入金屬鋁含量在99.99%以上的鋁錠，至鋁錠被熔化后使中頻爐鋁液加熱器加熱管(9)鋁液液面保持需要的高度。
【權(quán)利要求】
1.用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，其特征在于采用鋁含量在99.99 %以上的高溫鋁液為加熱熱源，對(duì)鋁含量在99.98%以上、粒度15-25 μ m的微細(xì)金屬鋁粉和純度在99.999%以上的氧氣混合體加熱，加熱到600°C以上后鋁粉與氧氣反應(yīng)生成純度99.999%以上的氧化鋁粉，鋁粉與氧氣反應(yīng)放熱使鋁液溫度升高產(chǎn)生的鋁蒸汽也與氧氣反應(yīng)生成高純氧化鋁粉，生成的氧化鋁粉被流動(dòng)氧氣攜帶進(jìn)行冷卻降溫和收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，其特征在于生產(chǎn)流程由以下裝置構(gòu)成:高純氧氣罐、風(fēng)機(jī)、鋁粉加料罐、中頻爐鋁液加熱器、換熱器、旋流沉降收集器、收料罐和氧氣循環(huán)管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，其特征在于中頻爐鋁液加熱器的爐體為“U”型管狀，“U”型爐體左側(cè)直立管為加熱管，裝有中頻加熱線圈，管的上部為對(duì)鋁粉與氧氣加熱的位置；“U”型爐體右側(cè)直立管為加鋁管，在鋁液有損耗后從右側(cè)直立管上部管口加入鋁錠并被熔化；“U”型爐體下部橫管連接左右兩側(cè)直立管，鋁液經(jīng)下部橫管聯(lián)通保持爐體左右兩個(gè)直立管的液面高度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，其特征在于鋁粉在氧氣中含量保持IOOmg / m3以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用微細(xì)金屬鋁粉生產(chǎn)高純氧化鋁粉的方法，其特征在于中頻爐鋁液加熱器的爐體、進(jìn)出管道由可以抗1400°C高溫的純度99.99%以上的氧化鋁陶瓷耐火材料制造；風(fēng)機(jī)為無(wú)油潤(rùn)滑型，葉輪和機(jī)殼為鈦制；鋁粉加料罐、換熱器、旋流沉降收集器、收料罐內(nèi)襯材質(zhì)為純度99.99%以上的氧化鋁陶瓷；氧氣循環(huán)管道、氧氣罐和罐上的閥I ]材質(zhì)為欽 制。
【文檔編號(hào)】C01F7/42GK103803619SQ201410080914
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】袁志剛, 袁坤 申請(qǐng)人:袁志剛