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氫氧化鋁變身氧化鋁的秘密

[導讀] 氫氧化鋁的煅燒是將氫氧化鋁在高溫下脫去附著水和結(jié)晶水，并使其晶型轉(zhuǎn)變，制得符合電解要求的氧化鋁的工藝過程。

氫氧化鋁煅燒是氧化鋁生產(chǎn)過程中的最后一道工序，其能耗占氧化鋁工藝能耗的10%左右。是決定氧化鋁的產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗的重要環(huán)節(jié)。

一、氫氧化鋁煅燒過程的相變

①脫除附著水

工業(yè)生產(chǎn)的氫氧化鋁含有8%~12%的附著水，脫除附著水的溫度在100℃~110℃之間。

②脫除結(jié)晶水

在動態(tài)條件下，從600℃加熱到1050℃脫去剩余的0.05~0.1個水分子。

③晶型轉(zhuǎn)變

氫氧化鋁在脫水過程中伴隨著晶型轉(zhuǎn)變，一般到1200℃全部轉(zhuǎn)變成α—Al2O3。

二、氫氧化鋁煅燒過程中結(jié)構(gòu)與性能的變化

①比表面積的變化

氫氧化鋁在煅燒的過程中比表面積隨溫度的變化如圖，在240℃時比表面積急劇增加，到400℃左右達到極大值。

氧化鋁的比表面積與原始物料有關，不同方法得到的氫氧化鋁雖然煅燒后得到的氧化鋁晶型基本相同，但結(jié)構(gòu)和比表面積有相當大的差別。

②密度的變化

在煅燒過程中，密度隨溫度的變化如圖，隨著溫度的升到1250℃，密度逐漸上漲，從2.5g/cm3升到4 g/cm3左右。同樣是由于脫水的過程的結(jié)束，γ—Al2O3變得致密，比表面積下降，導致密度上升。

③灼減率的變化

氫氧化鋁的脫水在400℃之前已大部分完成，主要脫水在100~300℃之間完成。

④粒度的變化

氧化鋁的粒度是一項重要的指標，它取決于原料（氫氧化鋁）的粒度、強度、焙燒溫度、升溫速度和煅燒過程中的流體動力學條件。

三、氫氧化鋁煅燒工藝技術(shù)

氫氧化鋁煅燒工藝經(jīng)歷了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯工藝、改進工藝和流態(tài)化焙燒工藝三個發(fā)展階段。

現(xiàn)在應用于工業(yè)生產(chǎn)的三種類型的流態(tài)化焙燒技術(shù)和裝置，與回轉(zhuǎn)窯相比，雖然都具有技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的共同點，但各種爐型各具特點，有人將氧化鋁焙燒分為三代：第一代為回轉(zhuǎn)窯，第二代為稀相與濃相液態(tài)化相結(jié)合的流態(tài)化焙燒，第三代為稀相流態(tài)化的氣態(tài)懸浮焙燒。

目前我國氧化鋁工業(yè)廣泛采用丹麥史密斯氣態(tài)懸浮焙燒裝置，其氣態(tài)懸浮焙燒的特點和流態(tài)化焙燒與美鋁的流態(tài)化閃速焙燒爐、德國的魯奇循環(huán)流態(tài)焙燒爐相比，具有以下優(yōu)點。

沒有空氣分布板和空氣噴嘴部件，預熱燃燒用的空氣只用一條管道送入焙燒爐底部，壓降小、維修工作量小。

整個系統(tǒng)中溫度在100℃以上部分，物料均處于稀相狀態(tài)，動力消耗少。

焙燒好的物料不保溫，也不循環(huán)回焙燒爐，簡化了焙燒爐的設計和物料的控制。

整個裝置內(nèi)物料存量少，容易開停，也使損失量減到最小。

所有旋風垂直串連配置，固體物料由上而下自流，無需吹送，減少了空氣耗用量。

整個系統(tǒng)在略低于大氣壓的微負壓下操作，更換儀表、燃料噴嘴等附件時不必停爐處理。