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行业知识

铝灰生产棕刚玉的工艺

日期:2017-10-28 人气:

    铝灰生产棕刚玉的工艺

    以无烟煤作杂质的剂,以铁屑作沉淀剂,用经预处理的化工废料铝灰、经电炉熔炼、水洗、磁选、筛分等过程,生产棕刚玉的工艺,并对其工艺路钱和技术条件进行了实验研究,对影响产率和质量的原因加以讨论。结策表明、这种工艺用于磨料生产是可行的、为铝灰的合理利用开辟了新的途径。

    刚玉是工业上广泛应用的一种人造磨料,主要用于制造磨具、耐火材料等、其中棕刚玉的用量约占人造磨料的2/3-3/4。生产棕刚玉一般是用铝矾土作原料,而近年来有从生产铝的废物中制取细粒刚玉的报道。我省一些有色金属加工厂、每年有数目相当可观的铝灰化工尾料堆积在厂区,不仅造成资源的浪费,同时也造成环境污染。而研究用铝灰化工废料代替铝矾土作原料生产棕刚玉的工艺路线和技术条件,可变废为宝,并为生产棕刚玉开辟新的原料途径。

    实验部分

    主要原料   铝灰:东风有色金联材料加工厂提供,化学成分见表1;无烟煤:73%C;铸铁屑:92%Fe

铝灰生产棕刚玉的工艺

    主要设备   刚玉电炉;粉碎机;磁选机。

    1.1 工艺流程

    铝灰→清洗→烘干→电弧熔炼→自然降温冷却→荒分→粉碎→水洗→磁选→筛分→检验→包装。

    1.2 实验原理

    在铝灰熔炼过程中,SIO2,Fe2O3,TiO2被C还原成金属

    SIO2+2C=Si+2CO

    Fe2O3+3C=2Fe+3CO

    TiO2+2C=Ti+2CO

    铝灰熔炼生成的金属进入熔融的铁屑中,形成硅铁合金。硅铁合金因比重较大下沉至炉底。同时使残留在溶液中的少量Si、Ca和Ti的氧化物向炉缸的边上浮去,达到纯净氧化铝的目的。纯净的氧化铝也在熔炼中经过一系列的相变过裎,最后获得棕刚玉。

    Al2O3·H2O及Al2O3·3H2O→(500-550℃脱水)γ-Al2O3→(950-1200℃)α-Al2O3→(2050℃)α-Al2O3(熔融态)→(2030-1800℃)→α-Al2O3(三方晶系)(物理刚玉)

    1.3 实验方法

    1.3.1 铝灰的处理

    将一定量的铝灰放人水槽中,加人一定里的稀酸,在室温下搅拌20mm,放掉酸液,水洗至pH值为6-7,离心分离后,在200℃下失去表面水分。

    1.3.2 添加剂和原料配比

    根据原料的化学成分计算,原料配比按(M铝灰∶M无烟煤∶M铸铁屑)=100:1.5:2.5,并加一定量的添加剂、将四种原料混匀、备用。

    1.3.3 电弧熔炼

    用三根起弧棒在电极底部摆成Y型,使电极与起孤棒保持紧密接触。当电流上升到额定电流的20%即可投料,炉料要少加,勤加,料层要薄,均匀成碟形,严防加成馒头型、严防断弧、跑弧、火烧。

    熔炼后期,逐渐减薄料层,以薄料层露弧光烧,定料加完可不加料,待炉料基本熔化形成红盖时,即进入精炼阶段。

    精炼一定时间后,停电,提升电极,停炉。

    1.3.4 棕刚玉的冷却

    把棕刚玉熔液留在炉内,自然冷却一段时间后,再浇水强冷,冷却结束后,脱掉炉壳、使刚玉继续冷却后将其擂碎。

    1.3.5 棕刚玉的粉碎处理

    荒分:将棕刚玉结晶块分为5个部分:上帽、帽底、中心、边部与底部。

    微分:将各部分粉碎成8-240目。中心部分质量最好,可分为8,100,240目3种.

    1.3.6 水洗和磁选

    将破碎后的棕刚玉置于水洗机中水洗,以除去灰尘和棕刚玉细粉,避免刚玉在加工时,颗粒与粘合剂之间的粘结变坏,经脱水、干燥后、进行磁选,除去磁性物质。

    2 实验结果与讨论

    熔炼操作直接影响产品的产率和质量,例如料层若加得较厚,将发生焖炉,会造成刚玉坨发黑:精炼时间过短,杂质不能充分扩散;精炼时间过长,氧化铝的含量提高不大,但能耗过大。筛分时5个部分的界限并不十分明显,而且5个部分刚玉成分的含量也不同,所以会造成数据上的差异。棕刚玉的产率和产品化验数据如表2和表3所示。

铝灰生产棕刚玉的工艺

铝灰生产棕刚玉的工艺

    3 结论

    从实验测试结果看,所得产品均己达到二级品标准(88%AI203),其中2.4和5号己达国标GB1478-81(Al2O3不小于92.5%,1.50%-3.8%TiO2)从实验规模上看,己达中试水平.所以用铝灰化工废料生产棕刚玉的工艺路线在理论上及生产实践上都是可靠的。因此,铝灰是生产棕刚玉的一种新型的材料。

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