一种氧化铝熟料烧结工艺及氧化铝熟料的制作方法

本发明涉及氧化铝熟料技术领域，具体而言，涉及一种氧化铝熟料烧结工艺及氧化铝熟料。

背景技术：

在烧结法生产氧化铝的工艺流程中，熟料烧结工序是最关键的一道工序。这不仅体现在熟料烧结工序占氧化铝企业总投资的三分之一左右、单位生产成本占总成本的二分之一左右，同时也因为该工序拥有氧化铝生产流程中最庞大的设备—回转窑，它是整个氧化铝生产过程中能耗最高(超过总能耗的二分之一)的工序。熟料烧结工艺技术的优劣直接决定了氧化铝产能和能量消耗的高低。而熟料烧结工艺的主要设备是回转窑，回转窑的烧成制度是熟料烧结工艺中的核心内容。

现有技术的回转窑操作均采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，料浆从窑尾往窑内喷射，料浆被煤粉燃烧产生的热量加热，料浆在通过窑体不同温度段时，经过烘干、预热、分解、烧结、冷却等过程后成为熟料进入下道工序一溶出。但现有工艺中制得的熟料品质不佳，影响后续工序中氧化铝的制取效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种氧化铝熟料烧结工艺，该工艺具有较高的氧化铝熟料生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种氧化铝熟料，其致密度适中，有利于提高溶出磨在单位时间内的下料量。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种氧化铝熟料烧结工艺，主要包括以下步骤：生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1140-1200℃。生料浆中氧化铝的质量分数为14-15％。

一种氧化铝熟料，氧化铝熟料由上述氧化铝熟料烧结工艺制得。

本发明实施例的氧化铝熟料烧结工艺、氧化铝熟料至少具有以下有益效果：

串联法生产氧化铝工艺中，生料浆中氧化铝含量较低，氧化铝含量一般为14-15wt％。生料浆在回转窑内进行烧结时，若烧结温度控制不到位，则烧结后得到的氧化铝熟料软硬度、容重不合适，制约后续氧化铝熟料的处理过程，进而影响氧化铝熟料的生产效率。本发明提供的氧化铝熟料烧结工艺中，烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1140-1200℃，使得烧结出的氧化铝熟料软硬适中，大大提高后续工艺中的磨料效率，进而提高氧化铝熟料生产效率。氧化铝含量在14-15wt％的生料浆的烧结温度若超过1200℃，易造成熟料的致密度高、物料硬，后期磨料产率较低，导致氧化铝熟料生产效率较低。当然，若生料浆的烧结温度低于1140℃，易造成熟料的致密度偏低、物料偏软、物料颗粒感不强，后期磨料产率仍然较低，导致氧化铝熟料生产效率较低。

本发明提供的氧化铝熟料，主要由上述氧化铝熟料烧结工艺制得。该种工艺下，由回转窑烧结得到的氧化铝熟料致密度适中，物料软硬度适中，有利于提高研磨出料效率，大大提高氧化铝熟料的最终生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为回转窑涉及的相关工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的氧化铝熟料烧结工艺和氧化铝熟料进行具体说明。

本发明实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下处理步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。一般地，生料浆中氧化铝的质量分数为14-15％。

请参照图1，图1所示为回转窑涉及的相关工艺流程示意图。当然，氧化铝熟料的生产工艺还涉及很多其他具体的操作，例如熟料的破碎、熟料的输送、煤粉的处理等等，图1中仅示出了与回转窑相关的部分工艺流程，不能理解为对本发明保护范围的限制。与传统工艺相同的是，本发明中与回转窑相关的工艺流程也还包括其他操作，例如旋风收尘、隔膜泵进料等，可参照现有工艺。

本发明实施例中，回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。煤粉送入燃烧之前，可以先经过称量计算，使烧结温度得到更精准的控制。生料浆被煤粉燃烧产生的热量加热，生料浆在通过窑体不同温度段时，经过烘干、预热、分解、烧结、冷却等过程后成为熟料进入下道工序一溶出。熟料从回转窑内排出时，由窑头排出。

利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1140-1200℃，进一步地，可以是1140-1170℃。可以根据在回转窑安装的用于检测烧成带温度的测温仪所测得的温度判断是否向窑头喷灰，以降低烧结温度。当然，也可以利用其他能够判断温度高低的方式对烧成带的温度进行判断。一般，烧成带的温度很容易到达1200-1300℃，贯穿到测温仪测得的温度到达1200℃以上，则可以向窑头喷灰，使烧成带温度降下来。为了更准确地调整生料浆的烧结效果，不仅要观察温度结果，还要同时观察回转窑内物料的流动情况(回转窑上有透明的观察窗)，若观察到物料的粘度偏高，流动情况不佳，即可向窑头进行喷灰，使烧成带温度下降，物料粘度即会降低。人眼对物料流动状况的直接观察便于操作人员能够更及时的控制物料烧结效果。而温度测试结果可以作为一种较为准确的数字监测手段，再配合观察，烧结情况能够控制的更好。

进一步地，为了提高烧结控制的准确性，可以对生料浆在回转窑内烧结后所得的熟料进行容重检测，当熟料容重达到1.35-1.45g/l时，向回转窑内喷入窑灰2-6吨，便于控制后续熟料的容重下降至1.18-1.28g/l。容重可以反映出熟料的致密度，因此可以通过这种数据判断之前回转窑内的控制调节是否合适。容重可以在回转窑内在线监测，也可以是熟料排出回转窑后再进行测试。在线监测有利于及时调整烧结温度，使熟料容重及时得到调整。

生料浆一般是以雾化的状态喷入回转窑内，雾化的生料浆受热干燥，形成了所谓的窑灰。回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。当然，窑灰一般先经过立式烟道、旋风收尘器，再到达第一电收尘器。第一电收尘器将窑灰中的固体颗粒收集，其余气体符合排放标准即可排空。

第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。第一电收尘器收集的窑灰可以一部分储存在第一料仓内，一部分储存在第二料仓内。

第一料封泵将第一料仓收集的窑灰送入靠近窑尾的第一灰仓或靠近窑头的第二灰仓，第二料封泵将第二料仓收集的窑灰送入第一灰仓或第二灰仓。第一灰仓中的窑灰与回转窑内的窑灰形成循环流动，第一灰仓中的窑灰可以在重力作用下自然流动至回转窑内。第二灰仓内的窑灰可以根据具体烧结情况，选择性地向窑头喷灰。

输送能力为8-20t/h的第一料封泵经风压30-100kpa将第一料仓收集的窑灰送入第一灰仓或第二灰仓。输送能力为8-20t/h的第二料封泵经风压30-100kpa将第二料仓收集的窑灰送入第一灰仓或第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。称重仪的设置便于用户更精确地控制窑内烧结调节。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。第二灰仓的窑灰来源可以是多种多样的，一方面避免窑灰的浪费，另一方面避免第二灰仓出现缺料的情况。

由篦冷机冷却后的熟料继续进行后续工艺处理，例如破碎。处理好的熟料最终输送至熟料仓中进行储存。

本发明实施例还提供一种氧化铝熟料，其主要采用上述氧化铝熟料烧结工艺制成。

进一步地，该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为16-18％。

进一步地，该氧化铝熟料的容重为1.18-1.25g/l。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为15％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1140℃。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为8t/h的第一料封泵经风压30kpa将第一料仓收集的窑灰送入第一灰仓，输送能力为8t/h的第二料封泵经风压30kpa将第二料仓收集的窑灰送入第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为17.8％。该氧化铝熟料的容重为1.15g/l。

实施例2

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为14％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1200℃。结合烧成带温度和物料粘度判断是否向窑头喷灰。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为20t/h的第一料封泵经风压100kpa将第一料仓收集的窑灰送入第二灰仓，输送能力为20t/h的第二料封泵经风压100kpa将第二料仓收集的窑灰送入第一灰仓。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为17.5％。该氧化铝熟料的容重为1.30g/l。

实施例3

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为14％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1160℃。结合烧成带温度和物料粘度判断是否向窑头喷灰。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

当熟料容重达到1.40g/l时，向回转窑内喷入窑灰5吨，便于控制后续熟料的容重下降至1.18g/l。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为10t/h的第一料封泵经风压60kpa将第一料仓收集的窑灰送入第二灰仓，输送能力为15t/h的第二料封泵经风压50kpa将第二料仓收集的窑灰送入第二灰仓。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为16.5％。该氧化铝熟料的容重为1.18g/l。

实施例4

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为14.2％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1180℃。结合烧成带温度和物料粘度判断是否向窑头喷灰。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

当熟料容重达到1.45g/l时，向回转窑内喷入窑灰6吨，便于控制后续熟料的容重下降至1.20g/l。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为16t/h的第一料封泵经风压70kpa将第一料仓收集的窑灰送入第一灰仓，输送能力为12t/h的第二料封泵经风压40kpa将第二料仓收集的窑灰送入第一灰仓。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为17％。该氧化铝熟料的容重为1.20g/l。

实施例5

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为14.5％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1170℃。结合烧成带温度和物料粘度判断是否向窑头喷灰。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

当熟料容重达到1.28g/l时，向回转窑内喷入窑灰2吨，便于控制后续熟料的容重下降至1.25g/l。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为18t/h的第一料封泵经风压80kpa将第一料仓收集的窑灰送入第二灰仓，输送能力为9t/h的第二料封泵经风压35kpa将第二料仓收集的窑灰送入第一灰仓。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为18％。该氧化铝熟料的容重为1.25g/l。

实施例6

本实施例提供一种氧化铝熟料烧结工艺，其主要包括以下步骤：

按照传统串联法生产氧化铝的工艺要求配置符合生产要求的生料浆。生料浆中氧化铝的质量分数为14.8％。

回转窑操作采用窑头进煤、窑尾进料方式，即煤粉从窑头往窑内喷射燃烧，生料浆从窑尾往窑内喷射。利用隔膜泵将配置好的生料浆由窑尾送入回转窑内。生料浆在回转窑内进行烧结。烧结过程中通过回转窑的窑头向回转窑内喷入窑灰，使回转窑中的烧成带的温度保持在1150℃。结合烧成带温度和物料粘度判断是否向窑头喷灰。烧结完成后的熟料由窑头排出，进入下一工序。

当熟料容重达到1.35g/l时，向回转窑内喷入窑灰4吨，便于控制后续熟料的容重下降至1.28g/l。

回转窑内产生的窑灰由回转炉的窑尾排出。排出的窑灰由靠近窑尾的第一电收尘器收集。第一电收尘器设置有第一料仓和第二料仓。输送能力为17t/h的第一料封泵经风压65kpa将第一料仓收集的窑灰送入第一灰仓，输送能力为19t/h的第二料封泵经风压95kpa将第二料仓收集的窑灰送入第二灰仓。

由回转窑排出的烧结所得的熟料进入篦冷机。靠近窑头的第二电收尘器收集篦冷机内产生的窑灰。第二电收尘器将收集的窑灰送入至第二灰仓。

第二灰仓设置有称重仪和风机。风机用于将由称重仪称取的预设质量的窑灰送入窑头。

本实施例还提供一种氧化铝熟料，由上述工艺制得。该氧化铝熟料中含有的氧化铝的质量分数为16％。该氧化铝熟料的容重为1.28g/l。

对比例1

按照传统串联法生产氧化铝熟料。生料浆中氧化铝的质量分数为15％。烧成带温度为1250℃。回转窑出来的熟料容重为1.35g/l。

对比例2

按照传统串联法生产氧化铝熟料。生料浆中氧化铝的质量分数为14％。烧成带温度为1300℃。回转窑出来的熟料容重为1.45g/l。

试验例

将实施例1-6中的回转窑出来的熟料冷却后引入溶出磨中进行研磨，并记录每小时的溶出磨下料量。将对比例1-2中的回转窑出来的熟料以同样方式冷却后引入溶出磨中进行研磨(研磨参数与上相同)，并记录每小时的溶出磨下料量。记录结果如表1所示。

表1喷灰控制对溶出磨下料量的影响

由表1的记录结果可知，烧成带的烧结温度较大地影响了熟料最后的容重，而容重的大小更多地影响了下料量的大小。窑头喷灰的控制，明显地调整了熟料容重的范围，同样的研磨条件下，通过窑头喷灰控制得到的熟料在单位时间内得到的溶出磨下料量更大，进而使得氧化铝熟料的生产效率更高。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。