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          鈉硅渣石灰燒結法工藝研究

          發布時間:2015-08-05

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          新聞要點

          1#工藝

          鈉硅渣是氧化鋁生產過程中的一次脫硅產物,鈉硅渣與鈣硅渣混合在一起返回生料配制系統,目的是回收鈉硅渣中的氧化鋁和氧化鈉。本文以回收鈉硅渣中的氧化鋁和氧化鈉為目的,研究了純鈉硅渣與生石灰單獨配料燒結工藝技術。

          一、鈉硅渣的制備

          燒結法氧化鋁生產工藝中,鋁酸鈉粗液首先需要經過一段高壓脫硅,脫硅溫度在150℃左右,脫硅時間90分左右,脫硅產物為方鈉石型含水鋁硅酸鈉,俗稱鈉硅渣。由于工業脫硅過程加入的種子中含有鈣硅渣,所以,在燒結法工藝中一次脫硅產物是鈉硅渣和鈣硅渣混合在一起的混合硅渣,二者不可分離。

          鈉硅渣

          二、鈉硅渣熟料鈣比配方試驗

          鈉硅渣理論堿比為1.0。由于硅渣制備過程中存在洗滌不徹底及結晶過程帶堿等因素,實際堿比(氧化鋁和氧化鈉的分子比)往往大于1.0。本研究所用鈉硅渣的堿比為1.19。在生料配料過程中,不再調節堿比,只配入石灰,調節生料鈣比(氧化鈣與氧化硅的分子比)。考察不同鈣比條件下鈉硅渣熟料的溶出性能。

          1、鈣比配方試驗

          根據鋁酸鈉熟料燒結經驗,初步確定熟料燒結溫度為1200℃,燒結時間為30分,開展不同鈣比條件下的燒結試驗。燒結完成后,熟料做標溶,以熟料中氧化鋁、氧化鈉的標準溶出率來判定熟料質量優劣。結果如圖所示。

          熟料鈣比

          由圖可看出,熟料氧化鋁、氧化鈉標準溶出率隨鈣比升高而增大,在鈣比在2.0~2.2時,二者的標準溶出率均達較高水平,氧化鋁標溶率在93%~95%,氧化鈉標溶率在94%~95%。當鈣比大于2.2后,熟料氧化鋁、氧化鈉標溶率均開始下降。所以,對于鈉硅渣單獨燒結的這種低品位熟料,鈣比在2.0~2.2最好,可見這種低品位熟料適用于高鈣配方。

          2、不同鈣比時燒結溫度試驗

          根據鈣比試驗結果,確定熟料鈣比為2.0和2.2,開展了不同燒結溫度試驗,燒結時間均為30分。熟料燒結完成后,分別做標準溶出試驗,計算氧化鋁和氧化鈉的溶出率,試驗結果見圖。

          鈣比

          在鈣比為2.0時,熟料氧化鋁、氧化鈉的標溶率隨燒結溫度的升高而增加。在燒結溫度低于1150℃時,熟料標溶率較低;尤其在1000℃以下時,熟料氧化鋁標溶率只有76%左右,氧化鈉標溶率只有85%左右;燒結溫度超過1200℃后,氧化鋁標溶率升高幅度不大,基本穩定在94%左右;從1200~1250℃的升溫過程中,氧化鈉標溶率仍有升高,最高為94.31%。所以,鈣比2.0時,熟料的燒結溫度不宜低于1200℃。

          氧化鋁生產過程中熟料鈣比的控制范圍不宜過寬,也不能過窄。鈣比控制范圍過寬時,經常會引起生產指標波動;控制范圍過窄,實際操作比較困難,生產上難以實現。熟料燒結溫度范圍也不能過窄,否則生產上難以實現。從試驗數據看,燒結溫度在1200~1250℃范圍內,熟料中氧化鋁、氧化鈉的標溶率有上升趨勢,更好的燒結溫度應該在1250℃以上。但是,考慮到回轉窯的實際應用溫度和耐火材料的承受能力,溫度也不宜太高。所以,結合熟料配比及燒結試驗結果和生產實際情況,建議生產過程中這種熟料的鈣比控制在2.1~2.2,燒結溫度控制在1200~1270℃,堿比以鈉硅渣原料的堿比為準,不再進行調節,本研究中熟料堿比為1.19。

          從實驗中得知鈉硅渣熟料適用高鈣比配方(鈣比=2.1~2.2),在此條件下,氧化鋁和氧化鈉標溶率分別為93%~95%和94%~95%。鈉硅渣熟料燒結溫度宜在1200~1270℃,在此溫度范圍內、更佳鈣比條件下,氧化鋁、氧化鈉標準溶出率均可保持在93%以上。所以說,鈉硅渣石灰燒結法工藝可行,其中燒結工藝主要設備為回轉窯,如果有需要,歡迎致電0371-67772626。

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