分解硫酸铝制备氧化铝的中试试验
【摘要】：本项目以粉煤灰为原料,采用酸法提取氧化铝,提取氧化铝后的二氧化硅制备白炭黑,实现粉煤灰的无污染高附加值利用。本论文研究用硫酸铝溶液制取冶金级氧化铝的工艺,为打通从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程服务。
1.设计出由硫酸铝溶液制备氧化铝的工艺流程：硫酸铝溶液→蒸发浓缩→结晶→脱水→分解→氧化铝。
2.对工艺流程的各工序进行了实验室研究。主要得出以下结论：
1)对硫酸铝溶液进行了常压蒸浓和减压蒸浓实验,得出常压蒸浓和减压蒸浓的工艺参数。其中常压蒸浓溶液沸腾温度为115-117℃,减压蒸浓溶液沸腾温度为90°C,负压为0.052MPa。
2)将蒸浓后的硫酸铝溶液冷却结晶,即可得到Al2(SO4)3·18H20晶体,余液返回浓缩工序再次蒸浓。
3)研究了硫酸铝晶体的脱水工艺,考察了温度、时间以及掺加无水硫酸铝粉末对其脱水的影响；研究了浓缩后的硫酸铝溶液不同时间和温度下脱水的情况。确定采用硫酸铝晶体为原料,在高温下直接脱水。脱水温度为350℃,脱水时间1.5h。
4)本论文旨在制取γ-Al203,因此将温度控制在900℃以下,分别考察了温度、时间对硫酸铝分解制备γ-Al203的影响,考察了在不同温度下SO3和SO2的生成量。确定煅烧温度为800℃,时间2.5h。在此条件下,生成的气体主要为S03。
3.对上述工艺流程的各工序所需设备进行选型。
4.对中试车间进行布置,给出平面布置图和设备连接图。
5.确定中试各工序的工艺条件以及处理量,并进行了中试。对中试获得产品进行了分析检测,制得的氧化铝符合国家标准。
6.对本工艺进行了经济效益分析,做了物料衡算和能量计算。
7.该工艺实现了水以及硫酸的循环利用,释放出的SO3等废气经处理后达到尾气排放标准。对本项目进行了环境评价,无废弃物生成,对环境友好。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TF821
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