焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響規(guī)律

楊 影

（東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院（有限公司），遼寧 沈陽 110000）

隨著電解鋁行業(yè)的不斷發(fā)展，氧化鋁以其熔點(diǎn)高的特點(diǎn)擁有很大的發(fā)展前景。為了保證氧化鋁產(chǎn)業(yè)能夠健康可持續(xù)的發(fā)展，必須要不斷優(yōu)化制備氧化鋁分解雜質(zhì)的工藝條件。

只有從根本上提高制備氧化鋁分解雜質(zhì)的技術(shù)水平，才能最大限度的降低能源消耗，解決環(huán)境污染問題，真正的做到健康可持續(xù)發(fā)展。考慮到目前我國(guó)現(xiàn)有的氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)水平，確實(shí)與國(guó)外存在一定的差距。但是由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，已經(jīng)在制備氧化鋁分解雜質(zhì)及提高制備氧化鋁生產(chǎn)率上有了明顯的進(jìn)步。

在多方面的共同努力下，利用焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)，在生產(chǎn)過程中提高生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而使氧化鋁的制備得到國(guó)際環(huán)保機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。要想實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就必須不斷增加制備氧化鋁分解雜質(zhì)成本的投入，對(duì)在制備過程中產(chǎn)生的各種雜質(zhì)進(jìn)行有效處理，在降低污染程度的同時(shí)，推動(dòng)制備氧化鋁產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此，本文基于焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響規(guī)律展開研究。

1 焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響規(guī)律

探究焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)要從工藝著手，重點(diǎn)從理論上分析焙燒法制備過程氧化鋁分解雜質(zhì)的變化規(guī)律[1]。通過對(duì)焙燒溫度及焙燒時(shí)間對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響，提出了分解溫度、分解率梯度、分解時(shí)間、晶種特性和晶種添加量等是影響氧化鋁分解雜質(zhì)的重要因素，并確定基于焙燒法最佳制備氧化鋁分解雜質(zhì)的工藝條件。

1.1 焙燒溫度對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響

在焙燒過程中，當(dāng)氧化鋁在固態(tài)下，根據(jù)不同的使用需求，通過加熱、保溫和冷卻等手段形成了五大系列產(chǎn)品[2]。在熔池中加氧化鋁粉后通過使用電進(jìn)行熔融，當(dāng)其溫度大于2200攝氏度的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生翻滾，在傾動(dòng)爐體的條件下，就會(huì)有溶液流出來。壓縮空氣也會(huì)噴吹溶液流出，由于溶液的粘度和表面張力不同的條件下，如果有溶液不斷的進(jìn)行噴吹和冷凝，那么就可能形成包裹空氣的球，只有我們?cè)谕ㄟ^收集和篩選之后，才可以按照不同的顆粒大小存放備用[3]。如果壓縮空氣的噴吹壓力越大，那么焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的質(zhì)量就越高。

考慮到氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)方程式為

因 此，2NaAlO2、Na2SiO3，Al2O3、SiO2和NaOH溶 液 不 反應(yīng)，Al2O3、SiO2，向?yàn)V液中 入過量二氧化碳，隨 焙 燒 溫 度變化發(fā)生反應(yīng)：

通過公式（2）計(jì)算可知，焙燒溫度是保證氧化鋁質(zhì)量的主要影響因素之一。氧化鋁含量、鹽基度隨焙燒溫度的升高而升高，當(dāng)焙燒溫度達(dá)到430 攝氏度時(shí)制備氧化鋁的產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，分解所得雜質(zhì)最少。而當(dāng)焙燒溫度超過430攝氏度后，制備氧化鋁的質(zhì)量就會(huì)下降，分解所得雜質(zhì)就會(huì)增加[4]。

1.2 焙燒時(shí)間對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響

焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的最終目的是為了去除結(jié)晶水。為探究焙燒時(shí)間對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響，以氧化鋁為原料經(jīng)粉碎、快速脫水、制粒、水化、活化焙燒、篩分包裝等工序，主要的技術(shù)特點(diǎn)是，在上述快速脫水工序，閃速焙燒爐的入口溫度為450-670攝氏度，其出口溫度控制在210-380 攝氏度，在制粒工序所用粘結(jié)劑的配方為100份水、8-12份碳酸氫銨、6-10份碳酸鈉、40-60份氧化鋁，溫度為90-100 攝氏度，所述活化焙燒工序，其焙燒溫度為 390-430 攝氏度，焙燒時(shí)間30-40分鐘[5]。

焙燒時(shí)間對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響也是顯而易見的，制備氧化鋁分解雜質(zhì)隨著焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)氧化鋁含量和鹽基度則呈上升趨勢(shì)。將焙燒時(shí)間控制到 30 分鐘時(shí)制備出的氧化鋁質(zhì)量達(dá)到最佳，之后氧化鋁的質(zhì)量出現(xiàn)下降，分解所得雜質(zhì)越來越多。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)可知，焙燒 30 分鐘的產(chǎn)品存放半年后可保持原樣，這點(diǎn)重復(fù)證明了焙燒時(shí)間控制到 30 分鐘時(shí)制備出的氧化鋁具有良好的穩(wěn)定性。綜上所述，燒結(jié)法制備氧化鋁分解雜質(zhì)工藝簡(jiǎn)單高效，易于推廣應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用。

2 結(jié)束語

焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響規(guī)律研究，為制備氧化鋁分解雜質(zhì)提供了技術(shù)保證，為進(jìn)一步優(yōu)化焙燒法對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的生產(chǎn)工藝。

本文針對(duì)提高制備氧化鋁的質(zhì)量，減少制備氧化鋁分解雜質(zhì)所帶來的污染，提出焙燒法制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響規(guī)律的研究。

通過探究焙燒溫度及焙燒時(shí)間對(duì)制備氧化鋁分解雜質(zhì)的影響，明確高效利用好這一資源，是為氧化鋁材料的發(fā)展提供技術(shù)支持，得出基于焙燒法最佳制備氧化鋁分解雜質(zhì)的工藝條件。對(duì)于提高我國(guó)氧化鋁工業(yè)國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力具有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。