毕业论文答辩年产1800吨活性氧化铝的制备工艺设计
氧化铝生产工艺范文
氧化铝生产工艺范文
首先,铝矿石的选矿是氧化铝生产过程的首要步骤。
铝矿石中一般含
有赤铁矿、铁氧化物、膨胀铝土矿等杂质。
选矿过程主要通过物理、化学
方法分离杂质,提高铝矿石的纯度。
常用的物理方法有重选、磁选和浮选,化学方法有酸法和堆浸法。
其次,煅烧是将经过选矿的铝矿石加热至高温,使杂质分解或氧化,
生成氧化铝的过程。
煅烧一般是在电炉或煤炉中进行,温度一般在1000℃以上。
煅烧的目的是去除矿石中的有机物质、水分和含铁杂质。
然后,煅烧后的矿渣通过溶解过程进行浸出,从中提取出氧化铝。
溶
解过程一般使用氢氧化钠或氢氧化铝进行,溶解生成的铝水解析出氧化铝,同时剩余的矿渣变为高碱度的红泥。
溶解过程通常在高温高压的反应器中
进行,确保溶解效果。
最后,通过结晶过程得到所需的气溶胶。
溶解后的氧化铝溶液通过冷却、结晶等过程得到固体氧化铝。
这一过程一般使用真空冷凝器进行,通
过调节温度、冷却速率等参数,得到粒度合适、纯度高的氧化铝颗粒。
以上是氧化铝生产的主要工艺,当然实际生产过程中还会有许多辅助
工艺的应用,如过滤、洗涤、烘干等步骤。
此外,为了提高氧化铝的质量,还需要进行精炼、提纯等工艺,以满足不同行业的需求。
总的来说,氧化铝生产工艺经过选择、煅烧、溶解和结晶等步骤,将
铝矿石转化为所需纯度、颗粒度的氧化铝产品。
不同的生产工艺可以根据
实际需求进行调整,以保证产品的质量和合理使用各种原材料和能源。
活性氧化铝的制备
活性氧化铝俗称矾土,化学式Al2O3.白色粉 末,密度3.9~4.0g/cm3,熔点2050 ℃,沸点 2980 ℃,不溶于水,能缓慢溶于浓硫酸。 可用于炼制金属铝,也是制坩埚、瓷器、 耐火材料和人造宝石的原料。用作吸附剂、 催化剂及催化剂载体的氧化铝称为“活性 氧化铝”具有多孔性、高分散度和大的比 表面积等特性,广泛应用于石油化工、精 细化工、生物及制药等领域
二、实验原理
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。 氢氧化铝也称水和氧化铝,其化学组成为 Al2O3〃nH2O,通常按所含结晶水数目不同, 可分为三水氧化铝和一水氧化铝。氢氧化 铝加热脱水后,可以得到γ—Al2O3,即通 常所讲的活性氧化铝。 由于所使用的原料不同,氢氧化铝有多种 制备方法。本法采用AlCl3和NH4OH为原料, 发生沉淀反应生成以γ—AlOOH为主的氢氧 化铝水合物,再经过滤、干燥、焙烧
二、称量物料 称取6.5gAlCl3放至烧杯中,用150mL水溶解, 倒入其中一个分液漏斗中;配制5.2%的氨 水溶液150mL,倒入另一个分液漏斗;称取 0.5g碳酸氢铵用100mL水溶解,倒入烧瓶中。
三、γ—AlOOH制备 加热到85℃,开动搅拌器,缓慢滴加氨水及 AlCl3溶液,约50min滴加完毕;在此过程中, 观察到有沉淀生成;加料结束后,继续在 85℃保温搅拌10min。
,得到L3+3NH3.H2O→AlOOH↓+3NH4Cl+H2O
2AlOOH →Al2O3+H2O
值得注意的是,在上述反应过程中,不同 的加料速度、温度及pH,会产生不同性质 的产物,所以要活的γ—Al2O3,必须严格 控制反应条件。
沉淀是制成一定活性和物理性质的Al2O3的 关键,对滤饼洗涤难易有直接影响。其操 作条件决定了颗粒大小、粒子排列和结晶 完整程度。加料顺序、浓度和速度也都有 影响,沉淀中pH不同,得到的水化物也不 同。例如:
活性氧化铝的制备
活性氧化铝的制备一、实验目标1.了解活性氧化铝的性质及用途。
2.理解活性氧化铝的制备原理以及掌握其制备方法。
二、产品特性与用途氧化铝,俗称矾土。
化学式Al2O3。
白色粉末,密度3.9~4.0g/cm3,熔点2050℃,沸点2980℃。
不溶于水,能缓慢溶于浓硫酸。
可用于炼制金属铝,也是制坩埚、瓷器、耐火材料和人造宝石的原料。
用作吸附剂、催化剂及催化剂载体的氧化铝称为“活性氧化铝”,具有多孔性、高分散度和大的比表面积等特性,广泛用于石油化工、精细化工、生物以及制药等领域。
三、实验原理活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。
氢氧化铝也称水合氧化铝,其化学组成为Al2O3·nH2O,通常按所含结晶水数目不同,可分为三水氧化铝和一水氧化铝。
氢氧化铝加热脱水后,可以得到γ-Al2O3,即通常所讲的活性氧化铝。
本实验采用AlCl3和NH4OH为原料,发生沉淀反应生成以γ-AlOOH为主的氧化铝水合物,再经过滤、干燥、焙烧,得活性氧化铝,其化学反应方程式为:AlCl3+3NH4OH AlOOH ↓+3NH4Cl +H2O2AlOOHAl2O3+H2O四、主要仪器与药品1.主要仪器马弗炉、电热恒温干燥箱、水浴锅、电动搅拌器、布氏漏斗、水泵。
2.主要药品三氯化铝,AR ;氨水,AR ;碳酸氢铵,AR 。
五、实验内容与操作步骤1.γ-AlOOH 的制备将四口烧瓶固定在水浴锅中,并安装好电动搅拌器。
用两个分液漏斗作为加料器,分别固定在铁架台上。
在烧瓶的两个边口上,塞上带有玻璃短管的橡皮塞,再用乳胶管将两个分液漏斗的出口分别与烧瓶的这两个边口相连。
在烧瓶的另一边口插上温度计。
称取6.5克AlCl3放至烧杯中,用150mL 蒸馏水溶解,倒入其中一个分液漏斗中。
配制5.2%的NH4OH 溶液150mL ,倒入另一个分液漏斗中。
称取0.5克碳酸氢铵并用100mL 蒸馏水溶解,倒入烧瓶中,作为稳定pH 值的缓冲溶液。
接通电源加热到85℃,开动搅拌器,缓慢滴加氨水及AlCl3溶液,两者滴加速度均控制约3mL/min ,约50分钟滴加完毕。
活性氧化铝的制备及应用研究
活性氧化铝的制备及应用研究第一章活性氧化铝的概述活性氧化铝(Activated alumina)是一种多孔性陶瓷材料,具有大的比表面积和高的化学稳定性,能够与污染物发生物理吸附和化学吸附作用,因此在污染物处理、脱水、干燥、气体净化等方面得到广泛的应用。
作为一种重要的吸附剂,活性氧化铝的制备及应用研究成为了当前研究的热点之一。
第二章活性氧化铝制备技术2.1 活性氧化铝的化学还原法制备活性氧化铝的化学还原法制备是利用金属卤化物还原氧化铝制备活性氧化铝的方法。
该方法具有制备工艺简单,易于操作,制备效率高,制备出的活性氧化铝具有比表面积大、孔径大小分布范围广、孔径稳定性好等优点,但该方法制备的活性氧化铝表面存在大量的卤离子,容易对生物毒性、环境污染等方面产生不良影响。
2.2 活性氧化铝的物理还原法制备活性氧化铝的物理还原法制备是将氧化铝和还原剂一起进行高温还原,制备出具有高比表面积的活性氧化铝。
该方法制备的活性氧化铝具有孔结构分布均匀、化学活性高、孔径可调等优点,但是制备工艺相对较为复杂,对还原温度、还原时间、还原剂类型等条件要求较高。
2.3 活性氧化铝的热功法制备活性氧化铝的热功法制备是通过对氧化铝进行热功处理制备高比表面积的活性氧化铝,该方法具有制备简单、成本低廉等优点,但是制备出的活性氧化铝的微小孔径比肺泡还小,可能会对人体健康产生影响。
第三章活性氧化铝应用研究3.1 活性氧化铝在气体净化方面的应用活性氧化铝具有高化学稳定性、良好的表面活性、较大的比表面积等优点,在气体净化方面具有广泛应用。
活性氧化铝可以吸附空气中的污染物质,如甲醛、苯、二氧化硫等,可以有效净化空气质量,适用于建筑室内空气净化、车内空气净化等领域。
3.2 活性氧化铝在制药领域的应用活性氧化铝可以作为制药领域中的填充剂、吸附剂和脱色剂,用于药物的纯化、分离、净化等方面。
活性氧化铝可以吸附和降解杂质,使药物的成分纯度提高;同时还可以使药物中异味、色泽等方面得到改善,提高药物的质量。
活性氧化铝生产工艺
活性氧化铝生产工艺
活性氧化铝是一种重要的功能性材料,广泛应用于催化剂、填料、表面改性等领域。
下面将介绍一种常用的活性氧化铝生产工艺。
活性氧化铝生产工艺主要包括原料准备、球磨、水洗、干燥、煅烧等步骤。
首先,需要准备氧化铝的原料。
常用的原料包括高纯度的铝醇酸盐和硝酸铝。
这些原料具有较高的纯度,可以保证最终产品的质量。
经过原料准备后,将原料送入球磨机进行球磨处理。
球磨机可以将原料进行细磨,增大比表面积,并使颗粒大小均匀分布。
磨过的原料具有较好的可操作性和反应活性。
接下来,将球磨好的原料进行水洗。
水洗的目的是去除球磨过程中产生的杂质和残留。
可以通过反复水洗和离心的方式进行。
水洗后的原料需要进行干燥。
干燥的目的是去除水分,使原料达到一定的干燥程度。
常用的干燥方式包括自然风干、真空干燥和热风干燥等。
最后,将干燥好的原料进行煅烧。
煅烧的目的是使原料中的有机物和其他杂质完全燃尽,并形成活性氧化铝的结晶。
煅烧的温度和时间会影响活性氧化铝的性能和结构。
在生产过程中,还需要注意控制各个步骤的工艺参数。
例如,球磨的时间和转速、水洗的次数和时间、干燥的温度和时间等。
这些参数的调控可以影响最终产品的性能和品质。
总结起来,活性氧化铝生产工艺包括原料准备、球磨、水洗、干燥和煅烧等步骤。
通过合理控制各个步骤的工艺参数,可以获得具有良好性能和纯度的活性氧化铝产品。
在实际生产中,还需要根据具体要求进行工艺优化和改进,以提高生产效率和降低生产成本。
【精品文章】活性氧化铝的制备与应用
活性氧化铝的制备与应用
活性氧化铝是非冶金级氧化铝行业的一个重要分支,它是指γ、κ、θ、η、δ、χ等过渡相氧化铝以及含有部分水的氧化铝化合物(分子式
Al2O3·nH2O,0≦n﹤1)。
这些氧化铝的共同的特点是:比表面积大,多孔隙结构,以及合理的孔径分布。
按其用途可分为活性氧化铝吸附剂,活性氧化铝干燥机和活性氧化铝催化剂载体。
在医药、化工、冶金、水质进化、化学分析、废气治理等领域等应用,此外,随着科学技术的发展,活性氧化铝的应用领域也在不断扩宽。
一、活性氧化铝的性质
活性氧化铝的主要参数是比表面积及孔径的分布。
通过选择不同品种的原料。
可以制备出不同比表面积的活性氧化铝,通过加入添加剂的方法,可以改变活性氧化铝的孔径分布。
1、比表面积
从理论上讲,只要合理控制焙烧条件,可获得高达360m2/g的氧化铝产品,如果利用NaAlO2分解所得胶装氢氧化铝而制得的活性氧化铝,其孔径非常细小,在一定条件下,可得到比表面积高达600m2/g的氧化铝产品。
2孔径分布
Al(OH)3在加热脱水时生成的H2O,在晶体内而形成很高的汽压,由此产生分布很广的微孔,其孔径随着Al(OH)3品种的不同而不同。
一般来说,用纯氢氧化铝培烧可以制得中等孔径的产品。
以铝胶等制得。
氧化铝生产工艺及计算
氧化铝生产工艺及计算氧化铝是一种重要的无机化工原料,广泛用于陶瓷、电子行业、建筑材料等领域。
下面将介绍氧化铝的生产工艺以及计算相关内容。
一、氧化铝的生产工艺1.工艺流程氧化铝的生产主要有两种常用工艺,即碱法和酸法。
碱法:以矾土为原料,经过粉碎、煅烧、鼓风、浸出、结晶、脱硅、破碎、超细加工等步骤,最终得到氧化铝。
酸法:以工业硫酸为主要原料,经过浸出、过滤、脱硅、煅烧、水洗、钝化、干燥等步骤,最终得到氧化铝。
两种工艺各有优缺点,碱法工艺流程简单成熟,但消耗大量碱用于中和,对环境有一定影响,酸法工艺对环境影响小,但消耗大量硫酸。
选择具体的生产工艺应根据实际情况进行考虑。
2.生产设备氧化铝的生产设备主要包括碱法炉、破碎机、粉碎机、过滤机、煅烧炉、结晶罐、产品粉碎机等。
其中,碱法炉和煅烧炉是关键设备,碱法炉用于矾土的煅烧,煅烧炉用于氧化铝的煅烧。
3.生产参数氧化铝的生产需要控制一系列参数,如煅烧温度、浸出时间、酸碱浓度等。
这些参数的合理控制可以提高生产效率和产品质量。
例如,在碱法工艺中,适宜的煅烧温度可以减少煅烧时间,提高氧化铝的产率。
二、氧化铝的计算1.确定产品质量指标氧化铝的质量指标主要包括氧化铝含量、比表面积、晶型等。
根据产品的具体要求和应用领域,确定相应的质量指标。
2.计算产率氧化铝的产率是衡量生产效果的重要指标,通常通过计算可得。
产率=(实际产量/理论产量)×100%其中,实际产量是指实际生产得到的氧化铝的质量,理论产量是根据原料的理论含量计算出来的氧化铝的质量。
3.浓度计算碱法工艺中,浸出液中的铝离子浓度是关键参数之一、可以通过测定浸出液中铝的含量,再根据浸出液体积计算浓度。
4.脱硅率计算氧化铝产品中的硅含量对产品质量有一定影响,因此需要计算脱硅率。
脱硅率=(进料硅含量-产物硅含量)/进料硅含量×100%总结:氧化铝的生产工艺包括碱法和酸法,选择适合的工艺应根据实际情况进行考虑。
活性氧化铝球设备工艺原理
活性氧化铝球设备工艺原理1. 背景活性氧化铝球是一种常见的化学填料,具有很好的抗酸碱性、抗磨损性、高催化活性等特点,在化工生产中有广泛的应用。
活性氧化铝球制备工艺多种多样,其中常用的包括氨解法、碳酸铝盐法、氟化铝法等。
本文将围绕氨解法制备活性氧化铝球的工艺原理进行介绍。
2. 工艺流程氨解法制备活性氧化铝球的工艺流程综述如下:2.1 原材料处理这一步骤主要是将硝酸铝、氨水和纯水按照一定的比例加入反应釜中,经过一定的搅拌和过滤,去除杂质和不必要的物质,得到纯净的反应原料。
2.2 溶液制备将原材料处理后的物质加入反应釜中,加热并维持在一定温度下,进行氨解反应。
此步骤需要注意实时调节反应温度、pH值和进料流量,以达到合理的反应条件和减少反应损耗。
2.3 凝胶形成经过一定时间的反应,溶液会逐渐形成一定的颗粒凝胶,需要经过低速离心和多次冲洗等步骤,去除成品中的杂质和未反应的物质。
2.4 干燥处理将凝胶处理后的成品进行干燥,去除湿度,增强物质的稳定性和耐久性,还可以减少成品的重量,方便后续的包装和存储。
2.5 包装和储存经过以上步骤的活性氧化铝球可以进行包装和储存,以便于运输和后续的使用。
3. 工艺原理氨解法制备活性氧化铝球的原理基于氢氧化铝颗粒通过溶解和生长形成合适大小范围的凝胶颗粒。
它的主要反应方程式可以表示为:Al(OH)3 + NH3 + H2O → AlO(OH) + 2NH4+ + H2O在这个反应中,氨水先与溶解的氢氧化铝结合形成缩合物,并随着时间的推移,逐渐形成大量的AlO(OH)凝胶颗粒。
继续加入氨水可以继续促进反应,而pH的控制则是保证Al(OH)3缩合尽可能完整而不形成AlOOH的关键因素之一。
在凝胶颗粒的后续离心、冲洗、干燥处理过程中,需要有效控制加热时间和温度,保证凝胶颗粒内部的水分得以彻底蒸发,而同时不会造成颗粒内部的收缩,影响颗粒的质量和稳定性。
建立合适的氨解反应体系,并严格按照实验室的高质量标准进行检验和实际生产应用,可以有效地控制活性氧化铝球制备过程中的质量问题,并提高反应效率和产量,使得活性氧化铝球具有更加优异的性能和应用广泛的前景。
活性氧化铝制备及其在环保中的应用
活性氧化铝制备及其在环保中的应用一、活性氧化铝的制备活性氧化铝,也称为纳米氧化铝,属于一种高纯度的氧化铝粉体,具有高度的活性和表面活性,易于被吸附和反应。
活性氧化铝的制备方法主要分为化学法和物理法两种。
化学法是通过化学反应来制备氧化铝,一般采用水热法、沉淀法、溶胶凝胶法等。
其中,水热法将氧化铝前体与水一起反应,形成高纯度的氧化铝粉末;沉淀法先制备低纯度的氧化铝,再通过煅烧等处理来获得高纯度的氧化铝;溶胶凝胶法则是通过溶胶-凝胶法制备氧化铝颗粒,其粒径可达到纳米级别。
物理法则是通过物理手段来制备氧化铝,如等离子体法、磁控溅射法、激光气相沉积法等。
这些方法可以制备出极小的颗粒尺寸和狭窄的粒径分布,同时还具有高度的晶体度和化学稳定性。
二、活性氧化铝在环保中的应用1. 污水处理活性氧化铝有较强的氧化性和催化性,可在污水中起到良好的去除有毒有害物质和降解污染物的作用。
以活性氧化铝为催化剂的高级氧化技术在污水处理中有着广泛的应用,在处理含有有机物、重金属、杀虫剂等污染物的废水方面效果显著。
2. 大气净化活性氧化铝的表面易于与气体中的有害物质进行化学反应,特别是对于VOCs(挥发性有机物)等有机物质,在活性氧化铝催化下可以得到高效地催化氧化,从而减少大气中的污染物质。
因此,在大气净化领域,活性氧化铝被广泛应用于催化氧化废气中的有害物质,为控制大气污染作出了重要贡献。
3. 恶臭物质除味在市区等人口密集区域,经常会出现垃圾和污水处理设施所产生的恶臭,影响到周围居民的正常生活。
而活性氧化铝因其表面的高度活性和氧化性,在恶臭物质的催化氧化处理中具有很好的效果。
在恶臭物质的除味方面,活性氧化铝的应用有望成为一种有效的解决方案。
4. 废气处理废气污染已成为当下环境面临的重要问题之一,而活性氧化铝又是一种高度活性的粉体材料,因此在废气处理中有着很好的应用前景。
通过在活性氧化铝表面上包覆金属氧化物等活性物质,可以用于吸附和降解废气中的有害成分,从而有效地减轻大气环境的污染程度。
活性氧化铝的生产工艺过程
活性氧化铝生产工艺流程简介和检查混匀效果。
细碎碎铝土矿均化堆场铝土矿均化堆场至液碱贮存工段。
去原料磨去石灰消化2、石灰消化从石灰贮仓运来的石灰卸入本工序的石灰缓冲仓内,经溜槽直接入化灰机。
在消化工序,石灰和水同时加入化灰机,化灰机排出的石灰乳自流入石灰乳槽,由泵送往叶滤、排盐苛化等各用点,消化渣用汽车送往堆场堆存。
灰渣汽车运出厂去叶滤3、原矿浆磨制从均化堆场来的铝土矿和石灰贮仓来的石灰,经胶带输送机用卸料小车分别送入各自的磨头仓,磨头仓出料设有电子皮带称计量装置,按规定的配料比与经过计量的循环母液加入磨机。
磨矿过程采用双仓溢流型中心传动球磨机配水力旋流器流程,水旋器底流返回磨机再磨,水旋器溢流作为合格的原矿浆进入原矿浆槽。
循环母液中间泵池原矿浆槽4 、管道化溶出由原料磨工序送来的原矿浆进入预脱硅槽,进行加热预脱硅,然后用压力为10~12MPa的高压隔膜泵送入溶出系统,料浆首先经脉冲缓冲器进入一 ~ 九级用二次蒸汽间接加热的套管预热器和第十一级用熔盐间接加热的套管加热器,温度从85℃预加热至280℃,再经保温停留罐保温停留45分钟,使矿石中的氧化铝充分溶出。
溶出矿浆经十级矿浆自蒸发器闪蒸,使温度从280℃降至126℃,十级自蒸发器产生的二次蒸汽分别进入相应的一至九级预热器中,用来预热矿浆,末级自蒸发器出来的矿浆与一洗沉降槽来的洗液在稀释槽内汇合,稀释后的铝酸钠溶液浓度Na2O K 160g/l,用泵送往溶出后槽停留4小时,以便脱除溶液中的硅、铁、锌等杂质,再用出料泵送往赤泥沉降车间。
一次洗液10#自蒸发器1#保温停留罐9#自蒸发器4#保温停留罐1#自蒸发器去分离沉降槽稀释槽E2回水池E1熔盐罐重油预热器溶出料浆停留罐重油重油罐溶出料浆停留罐溶出料浆停留罐稀释槽矿浆母液溶出料浆停留罐去沉降图例水蒸汽重油熔盐管道化流程图5、赤泥沉降分离及洗涤由溶出车间送来的稀释矿浆进入Φ18m 的高效深锥分离沉降槽,部分分离沉降槽溢流循环返回沉降槽与进料混合稀释,其余分离沉降溢流即粗液用溢流泵送往控制过滤的立式叶滤机,在此加入少量石灰乳(或苛化渣)作为助滤剂。
活性氧化铝的制备工艺
①脱水法活性氧化铝一般是通过氢氧化铝在450~600℃间加热脱水制得,根据原料的不同,主要有以下几种合成氢氧化铝的方法:酸沉淀法。
即用酸性物质去中和碱性的铝盐溶液。
先用酸从铝酸盐溶液沉淀出一水合氧化铝,再通过老化、洗涤、干燥等过程得到氢氧化铝,常被称为酸沉淀法(碱法)。
其中硝酸法是目前常用的一种方法,可以制备出孔径分布窄、成型性能较好的拟薄水铝石产品。
酸沉淀法工艺简单,重复性好,制备出的拟薄水铝石的比表面大,生产效率高,环境污染小,但产品中的阴离子难以完全除去。
碱沉淀法。
即用碱性物质去中和酸性的铝盐溶液。
用碱从铝盐溶液沉淀出一水合氧化铝,再通过老化、洗涤、干燥等过程得到拟薄水铝石产品,该法常被称为碱沉淀法(酸法)。
该法以氯化铝和氨水为原料,产品质量稳定,杂质脱除容易,不易生成三水氧化铝,在相同制备条件下,晶粒完整,晶粒较大。
其缺点是对原料的纯度要求高,要完全除去杂质阴离子较困难。
醇铝水解法。
醇铝水解生成一水合氧化铝,再经老化、过滤、干燥得到高质量的拟薄水铝石,经最终脱水制得的γ-Al2O3纯度非常高,而且产品晶型好,孔结构容易控制,但是该方法生产氧化铝成本较高,价格昂贵,目前国内对这种方法的研究和应用较少,而国外常用这种方法。
碳化法。
碳化法制备拟薄水铝石利用CO2和NaAlO2反应,最终制备出γ-Al2O3载体。
碳化法的工艺思路是在偏铝酸钠(NaAlO2)溶液中通入CO2。
由于这种方法能结合铝厂的实际情况,利用工业上由铝矾土生产氢氧化铝的中间体铝酸钠溶液经碳化法制备是一条经济路线,可简化工艺路线及设备,减少环境污染。
②溶胶凝胶法此法是将金属铝煮解在盐酸或氯化铝溶液中,得到透明无色的铝溶胶。
而后将铝溶胶与环六亚甲基四胺溶液混合,滴入在热油柱中胶凝成球,再经老化、洗涤、干燥、煅烧制得氧化铝。
此法制得的γ-Al2O3小球,其特点是低密度、大孔容,而且强度较好,生产中小球洗涤方便,且省掉了过滤工序,易于实现连续化。
活性氧化铝生产工艺流程简介
活性氧化铝生产工艺流程简介引言活性氧化铝,又称活性氧化铝粉体,是一种重要的功能性材料,具有广泛的应用领域,如催化剂、吸附剂、防火材料和陶瓷等。
本文将介绍活性氧化铝的生产工艺流程,包括原料选取、制备、成型和烧结等工艺环节。
原料选取活性氧化铝的原料主要是铝矾土。
铝矾土是一种含铝量较高的矿石,通常含有氧化铝、硅酸盐和杂质等成分。
选取质量好、含铝量高的铝矾土作为原料,是生产优质活性氧化铝的关键。
制备工艺活性氧化铝的制备工艺主要包括磨碎、酸法浸出和氢氧化铝沉淀等步骤。
磨碎首先将选取的铝矾土进行破碎和磨碎,使其颗粒细小。
酸法浸出将磨碎后的铝矾土与稀硫酸溶液进行浸出反应。
在一定的温度和压力条件下,稀硫酸与铝矾土中的氧化铝反应生成硫酸铝溶液。
该反应通常在反应釜中进行,并通过加热和搅拌来提高反应效率。
氢氧化铝沉淀将得到的硫酸铝溶液进行氢氧化反应,生成氢氧化铝沉淀。
通常,通过加入氢氧化钠或氨水等碱性物质来实现氢氧化反应。
当溶液中pH值达到一定值时,氢氧化铝开始沉淀。
沉淀后的氢氧化铝通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到纯净的活性氧化铝粉体。
成型工艺活性氧化铝粉体在应用中通常需要经过成型处理,以满足不同的使用要求。
成型工艺主要包括浆料制备、成型和干燥等步骤。
浆料制备将活性氧化铝粉体与添加剂(如粘结剂、助剂和排泥剂等)混合制备成浆料。
浆料的配比和粘度控制对于成型工艺和最终产品的质量具有重要影响。
成型将浆料注入成型模具中,通过振动、压力和真空等手段,使浆料形成所需的形状。
常见的成型方法有挤压成型、注射成型和压坯成型等。
干燥成型后的活性氧化铝制品需要进行干燥,以去除浆料中的水分,并提高制品的强度和稳定性。
常用的干燥方法有自然干燥、热风干燥和真空干燥等。
烧结工艺烧结是活性氧化铝制品的最后一个工艺环节,主要是通过高温处理,使制品颗粒之间发生结合并提高强度和致密度。
烧结温度烧结温度是影响活性氧化铝制品性能的重要因素之一。
通常根据具体产品要求,选择适当的烧结温度。
活性氧化铝生产工艺流程简介
活性氧化铝生产工艺流程简介引言活性氧化铝是一种重要的高性能陶瓷材料,在工业生产和高科技领域有着广泛的应用。
本文将简要介绍活性氧化铝的生产工艺流程,包括原料准备、烘干、成型、烧结和表面处理等关键步骤。
原料准备活性氧化铝的制备材料主要包括氧化铝粉末、助剂和添加剂等。
氧化铝粉末是制备活性氧化铝的主要原料,其粒径、纯度和形状都对产品性能起着重要影响。
助剂主要包括结合剂和润滑剂,用于提高成型性和加工性能。
添加剂的种类较多,可根据不同要求来选择,如改善材料的机械性能、热性能或电性能等。
烘干在制备活性氧化铝时,首先需要将原料进行烘干处理。
烘干的目的是去除原料中的水分,以防止烧结过程中产生气泡或缺陷。
烘干过程中需要控制温度和时间,以避免原料过度干燥,而影响材料的加工性能。
成型成型是将烘干后的原料进行塑性加工,赋予其所需的形状和结构。
常用的成型方法包括压制、注模、挤出和注射等。
成型过程中需要控制压力、温度和速度等参数,以确保原料能够充分填充模具并保持一定的形状稳定性。
烧结烧结是制备活性氧化铝的关键步骤之一,通过高温处理使成型体内部颗粒结合成致密的结构。
烧结温度和时间是影响产品性能的重要因素,需要根据材料的特性和要求进行合理的设计。
烧结过程中还可以进行添加剂的掺入,以改善材料的性能。
表面处理活性氧化铝表面处理是为了改善产品的表面性能,提高其与环境或其他物质的相互作用能力。
常用的表面处理方法包括打磨、抛光、镀膜和涂层等。
表面处理的选择取决于产品的具体要求,如光洁度、耐腐蚀性和绝缘性等。
结论活性氧化铝生产工艺流程包括原料准备、烘干、成型、烧结和表面处理等关键步骤。
合理控制每个步骤的参数和条件,可以获得高质量的活性氧化铝产品。
随着科技的不断进步,活性氧化铝的生产工艺也在不断改进,为其在各个领域的应用提供更大的便利和发展空间。
参考文献: 1. Smith, A. B. (2020). Introduction to Ceramic Materials. CRC Press.2. Zhang, Q., & Wang, X. (2019). Processing and Properties of Advanced Ceramics and Composites IX. John Wiley & Sons.。
活性氧化铝的生产工艺过程
活性氧化铝的生产工艺过程活性氧化铝是一种重要的功能性材料,广泛应用于催化剂、吸附剂、填料等领域。
下面将介绍活性氧化铝的生产工艺过程。
1. 原料准备活性氧化铝的原料主要包括氢氧化铝、铝盐等。
首先,选择优质的原料,进行质量检验,确保原料的纯度和质量满足生产要求。
2. 水洗处理将原料氢氧化铝进行水洗处理,主要是去除原料中的杂质和离子,保证生产过程中的纯净性。
水洗过程中需要控制水洗时间和水洗强度,以确保杂质彻底被去除。
3. 干燥处理水洗后的氢氧化铝需要进行干燥处理。
干燥过程中要控制温度和湿度,以确保原料达到指定的干燥程度。
4. 研磨处理经过干燥处理的氢氧化铝需要进行研磨,目的是将颗粒粒度控制在一定范围内,以便后续的反应过程。
研磨过程采用机械研磨或球磨等方法。
5. 还原反应经过研磨处理的氢氧化铝需要进行还原反应。
还原反应是活性氧化铝的关键步骤。
在还原反应过程中,采用适当的还原剂,将氢氧化铝还原成活性氧化铝。
还原反应中温度、时间、还原剂的使用量等条件需要严格控制。
6. 烧结处理还原反应后的活性氧化铝需要进行烧结处理。
烧结处理旨在提高活性氧化铝的结晶度和强度。
烧结温度和时间是烧结处理的关键参数,需要根据产品要求进行合理设定。
7. 磨粉处理烧结处理后的活性氧化铝需要进行粉碎处理,以得到符合要求的粒度。
磨粉过程中需要控制磨矿机的转速和研磨介质的选择,以确保产品质量。
8. 筛分处理磨粉处理后的活性氧化铝通过筛分设备进行筛分处理,将符合要求的颗粒分离出来。
筛分设备的筛孔大小需要根据产品要求进行选择。
9. 包装和储存筛分处理后的活性氧化铝将被包装成适当的包装材料中,以确保产品的安全和质量。
包装完成后,活性氧化铝需要进行储存,通常在干燥、阴凉、通风的仓库中储存。
以上为活性氧化铝的生产工艺过程的简要介绍。
在实际生产中,每个环节都需要进行严格的控制和操作,以确保最终产品的质量和性能。
氧化铝的车间工艺设计
氧化铝的车间工艺设计氧化铝是一种常用的工业材料,用途十分广泛。
在氧化铝的生产过程中,车间工艺设计是十分重要的环节,对于产品的质量和产量都有着直接的影响。
下面将从原料准备、熔炼过程、浸出过程、晶体生长和收获等方面详细介绍氧化铝的车间工艺设计。
一、原料准备氧化铝的主要原料是铝酸盐矿石,通常采用的是氧化铝矿石,如赤铁矿、黄铁矿等。
在车间工艺设计中,需要考虑原料的储存和制备过程。
储存上需要选择干燥通风的场所,避免受潮或者与其他杂质接触。
制备过程中,要注意矿石的破碎、磨矿等工序的技术指标,以确保原料的质量。
二、熔炼过程熔炼是将铝酸盐矿石转化为氧化铝的关键步骤。
在车间工艺设计中,需要考虑熔炼炉的选择、炉容量、燃料的选择和供给方式等因素。
常见的熔炼炉有电炉、焙烧炉和放电炉等。
炉容量的选择要根据企业的生产规模和产能来确定,燃料的选择要根据成本和环保要求来权衡。
另外,供给矿石和燃料的方式也需要考虑,如间歇供给或连续供给等。
三、浸出过程浸出是将熔炼得到的熔渣中的铝酸盐溶解出来的过程。
在车间工艺设计中,需要考虑浸出槽的设计和操作条件的控制。
浸出槽要具备良好的密封性和耐腐蚀性,确保溶液中铝的损失最小。
操作条件的控制包括温度、浸出时间、浸出剂的配比等。
温度要根据具体工艺要求和矿石的性质进行调控,浸出时间要保证充分浸出而不过长,浸出剂的配比要保证浸出效果和经济性的平衡。
四、晶体生长晶体生长是将浸出得到的铝酸盐溶液进行结晶,生成氧化铝颗粒的过程。
在车间工艺设计中,需要考虑结晶槽的设计和晶体生长条件的控制。
结晶槽的设计要保证晶体的生长能够顺利进行,避免晶体之间过于接近而发生堵塞现象。
晶体生长条件的控制包括温度、搅拌速度、添加剂的控制等。
温度要根据晶体的生长速度和质量要求进行调控,搅拌速度要保证溶液中的成分均匀分布,添加剂的控制要保证晶体的尺寸和形状的稳定。
五、收获收获是将晶体从结晶槽中取出,进行干燥和研磨等后续处理的过程。
在车间工艺设计中,需要考虑收获方式和后续处理的工序。
活性氧化铝系列产品设备工艺原理
活性氧化铝系列产品设备工艺原理活性氧化铝概述活性氧化铝,又称氧化铝活性催化剂或氧化铝固体酸催化剂,是一种常用于化学反应的高效催化剂。
作为一种稳定且可重复使用的催化剂,活性氧化铝在石油、精细化工、化学制剂等领域中得到广泛应用。
在提高反应速率、提高产物选择性、减少副反应以及实现绿色化生产等方面都具有重要的作用。
目前,活性氧化铝的生产主要通过氢氧化铝热解或氧化铝水解反应得到。
这种制备方法生产的氧化铝粒子尺寸分布范围广,晶型不规则,活性较低,难以满足应用要求。
为此,研究人员提出了一种新的活性氧化铝制备方法:溶胶-凝胶法。
这种方法可以获得更为均匀、纯净、晶格清晰、并且催化活性更高的氧化铝颗粒,质量更为稳定,有着独特的优势和应用前景。
设备工艺原理溶胶-凝胶法包括溶胶制备、凝胶形成和烧结等过程,其设备主要包括溶胶准备装置、凝胶成型装置以及热处理设备三个部分。
溶胶制备装置溶胶制备是溶胶-凝胶法的第一步,通常通过水热法将钠硫酸、氯化钠等化学药品组成的混合物溶解于水中,得到锆基溶胶。
这种锆基溶胶具有良好的均匀性、纯度和活性,并且能够控制颗粒尺寸,从而为后续制备活性氧化铝颗粒打下良好的基础。
在制备过程中需注意,由于制备条件的不同,不同类型的溶胶产生的颗粒分布范围和晶型也各不相同。
因此,需要根据不同的实际需求和条件来选择使用合适的溶胶制备方法,以获得具有理想性能和性质的氧化铝颗粒。
凝胶成型装置凝胶成型是制备活性氧化铝的关键步骤之一。
通过将溶胶制成固态凝胶,可形成具有规则形状的氧化铝颗粒,提高其催化效率和反应速率,增强其应用稳定性。
不同于常规的化学制剂溶液,溶胶是一种胶体颗粒分散系统。
为了得到质量稳定、形状规则和成分均匀的氧化铝颗粒,必须采用特殊的凝胶成型设备,如滴定法、喷雾干燥法、旋转沉积法等。
其中,滴定法是较为简单而有效的凝胶成型方法,通过将溶胶滴入冷却剂中,使其凝固成颗粒。
这种制备方法对控制颗粒形状和尺寸有良好的效果,并且可以实现大批量生产。
毕业论文答辩年产1800吨活性氧化铝的制备工艺设计
2Al+6C3H8O→2(C3H7O)3Al+3H2↑ 2(C3H7O)3Al﹢4H2O→Al2O3·H2O﹢6C3H7OH Al2O3·H2O→Al2O3﹢H2O 该方法的成本为48085.99元 由以上比较知:方法1是最经济的生产方法。
物料衡算
目的是根据物料与产品之间的定量转化关系,计算 原料的消耗量,各种中间产品、产品和副产品的产 量,生产过程中各阶段的消耗量以及组成,进而为 能量衡算、其他工艺设计及设备计算打基础。
纳米产品的产量按小规模(年产不足10t)、中规模(年产50t) 左右和大规模(年产100t以上)划分, 我国有80%的企业处于 尝试性地小规模生产, 存在产品稳定性差、生产成本高等问 题。可见, 我国纳米氧化铝的生产还没达到一定的生产规模。 规模效应无法发挥作用也是纳米氧化铝产业发展的制约因素。
近年来, 纳米氧化铝需求一直保持增长势头, “上海六鉴电 子商务有限公司” 的专业调查人员表示纳米氧化铝将以每 年的25%速率增长, 纳米氧化铝的市场前景非常乐观。
根据本项目的工艺条件过滤与洗涤工序设 备选用板框压滤机,过滤与洗涤同时进行。
干燥设备选型
在催化剂生产中干燥操作通常用于沉淀 物(水凝胶)干燥、成型后物料干燥及浸渍 后物料干燥,干燥是催化剂制备中不可缺少 的一个步骤。
在本项目设计的干燥工序采用的是喷雾 干燥。喷雾干燥是采用雾化器将原料浆液分 散成雾滴,并用热风干燥雾滴,而获得产品 的一种干燥方法。其包括空气加热系统,供 料系统,干燥塔,雾化器,气固分离系统, 卸料及运输系统,
AlCl3+3NH3·H2O→Al( OH) 3↓+3NH4CL 2Al(OH)3→AL2O3﹢3H2O 该方法的成本为4971.99元
活性氧化铝球生产工艺
活性氧化铝球是由活性氧化铝经过特殊处理后制成的产品。
具有无毒、无味、不粉化等性能,不溶于水。
外观为白色球形,吸水性强。
其生产工艺也不复杂,具体是以氢氧化铝为原料经烘干、粉碎、快速脱水、制球、水化、活化焙烧、筛分包装等工序。
1、烘干:原料中含有7%-8%的水分,通过提高温度至150-200℃将附着水分蒸发掉。
2、粉碎:烘干后的原料进入机械磨将物料破碎,破碎粒度可以根据生产需要进行调整,一般制作球粒度控制在325目-500目。
3、快速脱水:经悬浮焙烧快速脱水,并急冷制得。
原料在装置中停留时间短,制得的粉也叫“快脱粉”,晶型为“ρ氧化铝”。
快速脱水窑炉的入口温度为800-900℃,窑炉出口温度在410-460℃。
4、制球:该工序也成为最为关键点,在制球工序可以控制球体大小、堆积密度、破碎强度、比表面积、孔容大小。
制球方法采用圆盘成球,并加入一定量的添加剂比如:碳酸氢铵、碳酸钠等
5、活化焙烧:在制球后进入活化工序,料球活化处理后再用高温90-100℃蒸气水化,时间4-6小时。
然后再进入竖窑进行焙烧工序,焙烧温度为400-450℃,焙烧时间40-45分钟。
6、筛分包装:最后一道工艺。
筛分出不规则的活性氧化铝球,产品达到粒度均匀、无碎球现象,包装入库。
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2Al+6C3H8O→2(C3H7O)3Al+3H2↑ 2(C3H7O)3Al﹢4H2O→Al2O3·H2O﹢6C3H7OH Al2O3·H2O→Al2O3﹢H2O 该方法的成本为48085.99元 由以上比较知:方法1是最经济的生产方法。
物料衡算
目的是根据物料与产品之间的定量转化关系,计算 原料的消耗量,各种中间产品、产品和副产品的产 量,生产过程中各阶段的消耗量以及组成,进而为 能量衡算、其他工艺设计及设备计算打基础。
活性氧化铝的特点
活性氧化铝俗称矾土,化学式Al2O3,白色粉末,密 度3.9~4.0g/cm3,熔点2050 ℃,沸点2980 ℃,不 溶于水,能缓慢溶于浓硫酸。
r- A l2O 3 属于过渡形态氧化铝。为粉状, 微球状或柱状 灰白色固体。其晶体结构不同于工业氧化铝。 Al2O3 属于 四角晶系, 晶格与尖晶石 (MgAl2O4 )的结构十分类似。在 r - Al2O3 中, 只有21 又 1 /2 个铝原子分布在 24 个阳 离子部位, 在八面体值置上有 2 又 2/3 个空位, 而 8 个 铝原子分布在四面体空隙中, r- A l2O 3 的晶体是无序的, 这种无序性主要由铝原子的无序性来决定 , 正因为铝原子 的无序性: 控制其制备条件, 可制得多种不同比表面积和孔 容的 r-Al2O 3 产品, 因此在催化领域中使用最多。
物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行 计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统(体 系)的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物 料质量再加上损失掉的和积累起来的物料质量”。
年产1800 t,每年的操作时间是8000小时(部分为 连续操作,部分是间歇操作)。设产品纯度为 99.4%;含水为0.5%;杂质为0.1%。则:活性氧化 铝的流量为225kg/h×0.994﹦223.65kg∕h。
纳米产品的产量按小规模(年产不足10t)、中规模(年产50t) 左右和大规模(年产100t以上)划分, 我国有80%的企业处于 尝试性地小规模生产, 存在产品稳定性差、生产成本高等问 题。可见, 我国纳米氧化铝的生产还没达到一定的生产规模。 规模效应无法发挥作用也是纳米氧化铝产业发展的制约因素。
近年来, 纳米氧化铝需求一直保持增长势头, “上海六鉴电 子商务有限公司” 的专业调查人员表示纳米氧化铝将以每 年的25%速率增长, 纳米氧化铝的市场前景非常乐观。
经选择,酸法工艺简单,且原料易得,本课 题采用酸法,原料为铝盐,沉淀剂选择氨水。
将沉淀物在pH=8~9范围内老化一定时间,使 之变成α—水铝石,再洗涤至无氯离子。将滤 饼用酸胶溶成流动性能较好的溶胶,用滴加 法滴入油氨柱内,在油中受表面张力作用收 缩成球,再进入氨水中,经中和和老化后形 成较硬的凝胶球状物(直径在1~3mm之间), 经水洗油氨后进行干燥。也可将酸化的溶胶 喷雾到干燥机内,生成40~80μm的微球氢氧 化铝。
系统中用1MPa低压水蒸汽加热,1MPa低压水蒸汽的潜热为 r=2019.7kJ/kg,则所需蒸汽量为消耗能量与水蒸气潜热之 比。
∑Q入= ∑Q出 - ∑Q损
式中:∑Q入 一输入设备热量总和; ∑Q出 —输出设备热量总和; ∑Q损 —损失热量总和
容器消耗能量 Q1=110.83×﹙1+5%﹚=116.3715kw 反应釜消耗能量 Q2=284.286×﹙1+5%﹚=298.5003kw 干燥器消耗能量 Q3=379868.34kJ/h=105.52kw 消耗低压蒸汽量
AlCl3+3NH3·H2O→Al( OH) 3↓+3NH4CL 2Al(OH)3→AL2O3﹢3H2O 该方法的成本为4971.99元
2.碱法 其反应方程式表示如下: NaAlO2+HNO3﹢H2O→Al(OH)3↓+NaNO3 2Al(OH)3→Al2O3+3H2O 该方法的成本为12876.8元
经过第一个过滤器损失为3%,则:管道2中产品的 流量为240.84×﹙1+3%﹚=248.066kg∕h
设反应收率为95.0%,则:反应釜中理论产量为 248.066/95.0%=261.122kg/h。
最后得到各个管道中物料流量
能量衡算
能量衡算定义
根据能量守恒定律,利用能量传递和转化 的规则,用以确定能量比例和能量转变的定 量关系的过程称为能量衡算。
工艺设计部分
工艺框图
无水氯化铝 和水
管道1
容器
氨水
反应釜
管道3
管道2
管道4
过滤器
水
储罐
产品
管道5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
管道9
焙烧炉
管道8
干燥器 管道7的 过滤器
管道6
经济概算
经济概算是以生产一吨活性氧化铝为基准, 所需的原料的费用。上网查的各原料的价格, 根据原料价格及用量得到所需的成本。
1.酸法 其反应方程式表示如下:
年产1800吨活性氧化铝的制备工 艺设计
文献综述 工艺部分 非工艺部分 结论
目录
文献综述
活性氧化铝的发展前景
我国企业在近几年才开始涉足纳米氧化铝的生产。我国的纳 米材料及纳米技术企业中, 有60%以上成立于仪2000年以后, 主要是2003年左右。而较早成立的纳米材料生产企业, 实际 上也都是2000年以后才开始涉足纳米氧化铝生产领域的。可 见, 我国纳米氧化铝生产刚刚起步, 纳米氧化铝生产企业还 未成熟。
经焙烧炉时损失2%,则:管道8中产品的流量为 223.65×(1+2%)=228.123kg/h。
经干燥器损失量为2.5%,则:管道7中产品的流量 为228.123×(1+2.5%)=233.826kg/h。
经第二个过滤器损失为3%,则:管道4中产品的 流量为233.826×﹙1+3%﹚=240.84kg∕h
活性氧化铝的制备方法
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。 氢氧化铝也称水合氧化铝,其化学组成为 Al2O3.nH2O,通常按所含结晶水数目不同, 可分为三水氧化铝和一水氧化铝。氢氧化铝 加热脱水后,可制得γ—Al2O3,即通常所讲 的活性氧化铝 。
一般有酸法,碱法,醇铝法,溶胶凝胶法, 均相沉淀法,蒸发冷凝法等。