專利名稱：一種添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法
技術領域：
本發明涉及一種氫氧化鋁生產工藝。特別涉及一種碳酸化分解生產氫氧化鋁工藝。
背景技術：
目前，世界上氫氧化鋁工業生產方法主要是堿法，包括燒結法和拜耳法以及由此兩種基本方法組合形成的聯合法。拜耳法氧化鋁生產過程中，一般采用種子攪拌分解制取氫氧化鋁，堿石灰燒結法氧化鋁生產中，少部分氫氧化鋁采用種子分解工藝制取，大部分氫氧化鋁采用碳酸化分解制取。關于碳酸化分解工藝的改進，國內公開報道的有兩種一種是97106190.4專利申請公開的一種方法，該方法提供了一種堿石灰燒結法氧化鋁的生產中連續碳酸化分解生產氧化鋁的工藝。該工藝由鋁酸鈉溶液精制液的碳酸化分解，分解后漿液的過濾和洗滌，氫氧化鋁焙燒三個工序構成，主要特點是，鋁酸鈉精制液連續不斷的通入串聯分解槽組，完成分解后，漿液由最后一級分解槽排出。該工藝使分解工藝連續不斷地進行，提高了設備的利用率，簡化了操作，但是氫氧化鋁強度稍差。另一種是-44μm粒級占30％-48％的晶種以15％-30％的晶種比加入碳分分解槽中，采用先慢后快的分解制度，獲得粗粒氫氧化鋁，該方法的缺點在于晶種比過大，氫氧化鋁強度稍差。
目前，碳酸化分解槽一直采用傳統的掛鏈式攪拌槽，在分解過程中盡管由大量的CO2氣體通入，但其流場仍然以截面上的環狀流動為主，當加入晶種時，分解初期由于結晶體較少，比較細，晶種分布較均勻，但隨著鋁酸鈉溶液的分解析出，晶體的逐步長大、附聚，大顆粒的結晶體很快積累到分解槽底部，使得分解槽中、上部分沒有晶種存在，或晶種量很少，失去種子的作用，新晶核又重新大量生成。影響了氧化鋁顆粒和強度的提高。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種有效提高氫氧化鋁粒度和強度的添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法，其特征在于首先將燒結法鋁酸鈉精制液用泵送入三層漿葉式攪拌錐底碳分槽組，從1#碳分槽上部加入晶種比為0.1％～0.3％、粒度＜1μm的碳酸化分解超細氫氧化鋁晶種，然后用高壓風提料進2#碳分槽，同樣的方法將2#碳分槽料提至3#碳分槽，3#碳分槽料提至4#碳分槽，前四個碳分槽按照40％、30％、20％、10％的比例通入CO2氣進行分解，經5#碳分槽停留后料漿由出料泵打到旋流器或沉降槽，濃縮后的底流料漿送往平盤或轉鼓真空過濾機過濾，再經常規工藝得到大顆粒高強度氫氧化鋁。
在碳酸化分解1#碳分槽加入超細氫氧化鋁作為晶種是本發明的核心。由附聚原理可知附聚是指一些細小的原生晶粒相互依附并粘結成為一個較大的晶體過程，晶粒的附聚常發生在＜20μm的細粒子之間。加入超細氫氧化鋁作晶種碳酸化分解的過程，主要是利用超細氫氧化鋁粒度細＜1μm、活性好的特性，一是減少過飽和鋁酸鈉溶液在一開始分解時新晶核析出的困難，二是增加碳酸化分解過程剛開始分解時的細顆粒數，增強附聚推動力，促進碳酸化分解過程前期的有效附聚，為碳酸化分解過程后期氫氧化鋁附聚顆粒的結晶長大創造有利條件。由于在碳酸化分解過程中過飽和鋁酸鈉溶液在一開始分解要析出大量細顆粒，這些細顆粒與超細氫氧化鋁晶種就都成為氫氧化鋁結晶、附聚的有效晶粒，因此，維持整個碳分初期顆粒數的平衡是決定碳酸化分解的氫氧化鋁產品粒度分布及強度的關鍵，本發明根據大量的試驗研究，取碳酸化分解晶種比為0.1％-0.3％.
本發明設計人對碳酸化分解槽的槽型進行了全新的設計，采用了三層漿葉式攪拌、圓筒形錐底碳分槽，CO2氣體由錐底進入通過傘帽的作用使CO2氣體與分解槽內鋁酸鈉溶液充分接觸，三層漿液式攪拌使分解槽內漿液混合更加均勻，避免了分解中后期的漿液分層現象，使晶種分布比較均勻，晶種與分解液能夠更加有效的接觸，從而促進了碳酸化分解初期晶種的有效附聚及分解中后期的結晶長大，盡量避免分解中后期新晶核的生成。同時，由于該發明采用三層漿葉式攪拌，在分解過程中沒有形成有效附聚的大顆粒受到三層漿葉式攪拌的磨蝕或剪切作用會重新碎裂為小顆粒，作為晶種重新附聚長大，避免了產品氫氧化鋁中的假附聚大顆粒現象，使產品氫氧化鋁的強度達到了增強。
本發明的方法通過添加細氫氧化鋁晶種的連續酸化分解、改變通氣攪拌，制取的氫氧化鋁-45μm＜5％，磨損指數高達17％。
圖1為本發明的工藝流程框圖。
具體實施萬式下面結合實施例對本發明的方法作進一步的說明。
一種添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法，首先將氧化鋁含量105g/l、苛性化系數αk1.50-1.55，A/S600工業鋁酸鈉溶液泵送入三層漿葉式攪拌錐底碳分槽組，用高壓風提料進2#碳分槽，同樣的方法將2#碳分槽料提至3#碳分槽，3#碳分槽料提至4#碳分槽，前四個碳分槽按照一定比例通入CO2氣進行分解，首槽分解初溫85℃，所用石灰爐爐氣含CO235％-38％，經壓縮后壓強1.2kg/cm2，按照35m3CO2/h·m3的通氣速度，通入量依次按照40％、30％、20％、10％的比例分別通入第一、二、三、四槽，按照品種比0.1％-0.3％，在分解首槽加入超細氫氧化鋁晶種，平均粒度為1-3μm，分解時間3.5小時。經5#碳分槽停留后料漿由出料泵打到旋流器或沉降槽，增濃后底流料漿送往平盤或轉鼓真空過濾機過濾，完成高強度大顆粒氫氧化鋁制備，母液送蒸發。
下面通過實例對本發明作進一步說明。
實施例1分解用工業鋁酸鈉溶液，成分為氧化鋁含量105g/l、苛性化系數αk1.50，A/S600，分解初溫85℃，所用石灰爐爐氣含CO238％，經壓縮后壓強1.2kg/cm2，按照35m3/h·m3精制液的速度，通入量依次按照40％、30％、20％、10％的比例分別通入第一、二、三、四槽，按照晶種比0.3％，在分解首槽加入超細晶種，其平均粒度為1-3μm，分解時間3.5小時，分解率92％。氫氧化鋁產品磨損指數為12％，氫氧化鋁產品粒度分布為+100#5％，-100#--+200#74％，-200#--+325#16％，-325#5％。
實施例2分解用工業鋁酸鈉溶液，成分為氧化鋁含量105g/l、苛性化系數αk1.55，A/S600，分解初溫85℃，所用石灰爐爐氣含CO238％，經壓縮后壓強1.2kg/cm2，按照35m3/h·m3的通氣速度，通入量依次按按照按40％、30％、20％、10％的比例分別通入第一、二、三、四槽，按照晶種比0.1％，在分解首槽加入超細氫氧化鋁晶種，分解時間3.5小時，氧化鋁分解率92％。氫氧化鋁產品磨損指數為13％，氫氧化鋁產品粒度分布為+100#6％，-100#--+200#78％，-200#--+325#13％，-325#4％。
實施例3分解用工業鋁酸鈉溶液，成分為氧化鋁含量105g/l、苛性化系數αk1.53，A/S600，分解初溫85℃，所用石灰爐爐氣含CO235-38％，經壓縮后壓強1.2kg/cm2，按照35m3CO2/h·m3的通氣速度，通入量依次按照40％、30％、20％、10％的比例分別通入第一、二、三、四槽，按照晶種比0.2％，在分解首槽加入超細氫氧化鋁晶種，分解時間3.5小時，氧化鋁分解率92％。氫氧化鋁產品磨損指數為14％，氫氧化鋁產品粒度分布為+100#5％，-100#--+200#76％，-200#--+325#15％，-325#5％。
權利要求
一種添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法，其特征在于首先將燒結法鋁酸鈉精制液用泵送入三層漿葉式攪拌錐底碳分槽組，從1#碳分槽上部加入晶種比為0.1％～0.3％、平均粒度1～3μm的超細氫氧化鋁晶種，然后用高壓風提料進2#碳分槽，同樣的方法將2#碳分槽料提至3#碳分槽，3#碳分槽料提至4#碳分槽，前四個碳分槽按照40％、30％、20％、10％的比例通入CO2氣進行分解，經5#碳分槽停留后料漿由出料泵打到旋流器或沉降槽，增濃后底流料漿送往平盤或轉鼓真空過濾機過濾，再經常規工藝得到大顆粒高強度氫氧化鋁。
全文摘要
一種添加超細氫氧化鋁晶種的碳酸化分解方法，涉及一種氫氧化鋁生產工藝。首先將燒結法鋁酸鈉精制液用泵送入三層槳葉式攪拌錐底碳分槽組，從文檔編號C01F7/00GK1594096SQ200410037938
公開日2005年3月16日 申請日期2004年5月14日 優先權日2004年5月14日
發明者婁東民, 張吉龍, 劉偉, 李太昌, 武福運, 劉焦萍, 潘海娥, 韓敏, 王永紅, 郭東峰, 栗志林, 王濤, 李華, 張文豪 申請人:中國鋁業股份有限公司