活氧化铝助剂.doc

关于活性氧化铝助剂的调查报告 调查目的 ：了解并熟悉活性氧化铝的制备过程调查对像 ：活性氧化铝调查内容 ： 性质，制备，用途调查方式 ：资料法调查时间 ：2011年10月7日调查结果 ： 姜堰市伟博助剂厂是江苏省泰州市一家专业生产分子筛，活性氧化铝等干燥剂的厂家。是生产及销售活性氧化铝系列，分子筛系列，惰性氧化铝瓷球填料系列，NC型脱氯剂，脱硫剂，COS水解剂，硫磺回收催化剂等产品的专业生产型气液，年生产量较大，在国内及国外有一定的规模的市场。 通常人们选择催化剂时往往会选择活性高的催化剂，也就是表面积，孔容相对较大，孔径分布合理的产品，但是活性高的催化剂并不一定选择性好，对于孔结构问题，人们很早就认识到了，也进行了研究，但是对其重视程度远不及对孔容、比表面积的重视，活性氧化铝也是一种高效的催化剂，随着人们重视程度的提高，研究活性氧化铝孔结构来试图提高其质量，也就成了必然。同催化剂要求的孔结构不尽相同。通常活性氧化铝的大孔是参与反应物质进入催化剂内部的通道;而具有丰富表面积的小孔或中孔才是催化反应的发生地点。小孔或中孔通常与原料的特性有首先原料的制备、成型时原料的配比、助剂的选择、成型;而原料例如烘干及活化焙烧工艺等方面严加控制来保证和提高活性氧化铝的活性。而有关催化剂的选择性主要与其载体有主要对应关系。所以在提到活性氧化铝的活性时往往还要提到用活性氧化铝作载体的催化剂的选择性问题。因为催化剂的活性及选择性与载体直接相关。催化剂的选择性与其孔径分布直接相关催化剂的孔径分布又与载体的孔径分布直接相关。因此作为载体的活性氧化铝必须有合理的孔径分布。 表征活性氧化铝活性特征的主要指标为孔容、比表面积。这两个参数高时一般认为活性高。人们对于活性方面已经有了较高的重视程度。通常在中孔、大孔及其相互交联的几种类型下面是活性氧化铝的生产工艺从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 1，拜耳法系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在9501200温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125140下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240260并添加石灰（37）的条件下溶出。现代拜耳法的主要进展在于：设备的大型化和连续操作；生产过程的自动化；节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2OAl2O31.7SiO2nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于78。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。2，碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2OAl2O3)、铁酸钠(Na2OFe2O3、原硅酸钙（2CaOSiO2）和钛酸钠（CaOTiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaOAl2O3xSiO2(62x)H2O沉淀(其中x0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。 碱石灰烧结法的主要化学反应如下： 烧结： Al2O3+Na2CO3Na2OAl2O3+CO2 Fe2O3+Na2CO3Na2OFe2O3+CO2 SiO2+2CaCO32CaOSiO2+2CO2 TiO2+CaCO3CaOTiO2+CO2 熟料溶出： Na2OAl2O3+4H2O2NaAl(OH)4（溶解） Na2OFe2O3+2H2OFe2O3H2O+2NaOH（水解） 脱硅： 1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4Na2OAl2O31.7SiO2nH2O+3.4NaOH 3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3 3CaOAl2O3x SiO2(6-2x)H2O+2(1+x)NaOH 分解： 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O NaAl(OH)4Al(OH)3+NaOH 中国碱石灰烧结法生产氧化铝的主要技术成就是：在熟料烧成中采用低碱比配方，在熟料溶出工艺中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出时的副反应损失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分别达到9496和9294。Al2O3的总回收率约90,每吨氧化铝的Na2CO3的消耗量约95公斤。碱石灰烧结法可以处理拜耳法不能经济地利用的低品位矿石，其铝硅比可低至3.5,且原料的综合利用较好，有其特色。 3，拜耳烧结联合法 可充分发挥两法优点，取长补短,利用铝硅比较低的铝土矿,求得更好的经济效果。联合法有多种形式,均以拜耳法为主,而辅以烧结法。按联合法的目的和流程连接方式不同，又可分为串联法、并联法和混联法三种工艺流程。 串联法是用烧结法回收拜耳法赤泥中的Na2O和Al2O3,用于处理拜耳法不能经济利用的三水铝石型铝土矿。扩大了原料资源，减少碱耗，用较廉价的纯碱代替烧碱，而且Al2O3的回收率也较高。 并联法是拜耳法与烧结法平行作业，分别处理铝土矿，但烧结法只占总生产能力的1015，用烧结法流程转化产生的NaOH补充拜耳法流程中NaOH的消耗。 混联法是前两种联合法的综合。此法中的烧结法除了处理拜耳法赤泥外，还处理一部分低品位矿石。 中国根据本国的铝矿资源特点，发展出多种氧化铝生产方法。50年代初就已用碱石灰烧结法处理铝硅比只有3.5的纯一水硬铝石型铝土矿,开创了具有特色的氧化铝生产体系。用中国的烧结法,可使Al2O3的总回收率达到90%；每吨氧化铝的碱耗(Na2CO3)约 90公斤；氧化铝的SiO2含量下降到0.020.04；而且在50年代已经从流程中综合回收金属镓和利用赤泥生产水泥。60年代初建成了拜耳烧结混联法氧化铝厂,使Al2O3总回收率达到91，每吨氧化铝的碱耗下降到60公斤，为高效率地处理较高品位的一水硬铝石型铝土矿开创了一条新路。中国在用单纯拜耳法处理高品位一水硬铝石型铝土矿方面也积累了不少经验。此外还有串联法：处理中低晶位铝土矿的适宜方法。先以较简单的拜尔法处理矿石，最大限度地提取矿石中的氧化铝，然后再用烧结法回收拜尔法赤泥中的 Al2O3和 Na2O，可降低氧化铝生产的综合能耗，Al2O3的总回收率高，碱耗降低，产品成本可大幅度降低。不增加建设投资和设备，可在现有混联法厂推广应用。贵州铝厂、鲁能晋北（规划）。混联法：由拜耳法、烧结法组成，是我图首创的适应高硅、低铁、难溶的一水硬铝石型铝土矿的一种方法 在将近30年的生产实践中不断地改进和发展，取得了可贵的经验如采用经济溶出率、提高熟料铝硅比、降低铁铝比、提高溶出率、降低生料浆水分等一系列措施使得混联法生产氧化铝技术经济指标先进如氧化铝总回收率，一般年份为90