一种浓缩高纯活性铝粉的装置及方法
【专利摘要】本发明涉及高纯活性铝粉浆料浓缩过滤领域。本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置，包括铝粉浓缩器(1)与铝粉浆料池(2)，所述铝粉浓缩器(1)的内部设置有过滤装置(6)，所述铝粉浓缩器(1)的侧壁位于过滤装置(6)下部处设有一α喷嘴(4)；所述α喷嘴(4)通过管路顺次与铝粉浓缩器(1)外部的隔膜泵(3)以及铝粉浆料池(2)相连；所述浓缩高纯活性铝粉的装置还包括气站(5)，所述气站(5)通过管路与设置在铝粉浓缩器(1)内部的过滤装置(6)上方的气体喷头相连。本发明的旋流进料使活性铝粉和水初步分离，上清液在经过上层过滤装置时减少了过滤的负荷；进一步使浓缩的铝粉浆料轻松输送到反应釜内，减少职工的劳作强度。
【专利说明】
一种浓缩高纯活性铝粉的装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及高纯活性铝粉浆料浓缩过滤领域，具体地，本发明涉及一种浓缩高纯铝粉的装置及方法。
【背景技术】
[0002]在国家大力推动提高新能源发电比例和电动汽车产业化的情况下，也推动了氧化铝行业的再次蓬勃发展，生产氧化铝的方法多种多样，例如醇盐法、改良拜耳法、直接水解法等等，而直接水解法最具有成本优势。直接水解法首先就需要制备高纯超细活性铝粉，高纯超细活性铝粉一般都是以铝粉和水混合物的形式存在，而铝粉和水的混合物需要浓缩，去掉其中多余的水。常用浓缩方式有三足离心机、空气压滤机、增稠机等，这些浓缩装置三足离心机生产效率低下，压滤机、增稠机生产成本较高。而且上述浓缩方式均需要大量的人力，提高了生产成本，在生产过程中不能很好的保证物料的纯度，会对产品进行二次污染和抛洒，浪费物料。此外，上述浓缩装置在浓缩过程中对活性铝粉的控制度很低，很容易在浓缩过程中造成铝粉的提前反应，增加次品料的产生。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，为减少高纯超细活性铝粉在浓缩过程中对人的依赖与劳作强度，提供一种浓缩高纯铝粉的装置及方法，并且提高效率、降低成本、保持产品的纯度。
[0004]本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置，包括铝粉浓缩器I与铝粉浆料池2，其中，所述铝粉浓缩器I的外壁设置有保温夹层，所述保温夹层内设有冷却盘管;所述铝粉浓缩器I的内部设置有过滤装置6，所述铝粉浓缩器I的侧壁位于过滤装置6下部处设有一 α喷嘴4;所述α喷嘴4通过管路顺次与铝粉浓缩器I外部的隔膜栗3以及铝粉浆料池2相连；
[0005]所述浓缩高纯活性铝粉的装置还包括气站5，所述气站5通过管路与设置在铝粉浓缩器I内部的过滤装置6上方的气体喷头相连。
[0006]本发明所述的高纯活性铝粉是指纯度达到99.99% (重量)以上，粒度<30μπι而且表面没有氧化的铝粉。
[0007]根据本发明的浓缩高纯铝粉的装置，其中，所述装置还包括温度检测装置10，设置于铝粉浓缩器I的过滤装置6下方的侧壁上，所述温度检测装置10的温度探头设置于铝粉浓缩器I的内部。所述温度检测装置10可以是本领域公知的任意对温度进行检测的装置，例如温度表、温度测控仪以及温度检测仪等。
[0008]根据本发明的装置，其中，所述装置还包括超纯水罐7，所述超纯水罐7的一出水管路与设置在铝粉浓缩器I内部的过滤装置6上方的液体喷头相连;所述超纯水罐7的另一出水管路通过位于铝粉浓缩器I底部侧壁的冷却水进口 14与保温夹层内冷却盘管的入水口相连;所述超纯水罐7的回水管通过位于过滤装置6上方铝粉浓缩器I侧壁的冷却水回流口 11与保温夹层内的冷却盘管的出水口相连，所述回水管上设有螺旋式冷凝器12。
[0009]根据本发明的装置，还包括上清水罐8，所述上清水罐8通过管路与位于过滤装置6上方铝粉浓缩器I的侧壁的上清水出口 9相连。
[0010]本发明还提供了一种基于上述装置的浓缩高纯活性铝粉的方法，包括以下步骤:[0011 ] I)将铝粉浆料池中的高纯活性铝粉浆料通过隔膜栗输送进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，使高纯活性铝粉浆料沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，通过铝粉与水的比重与向心力不同，使铝粉和水进行分离；
[0012]2)使步骤I)中铝粉和水分离后的上清液通过上部的过滤装置进行过滤，过滤后的水排出；
[0013]3)步骤2)过滤后，过滤装置下部获得浓缩后的高纯活性铝粉浆料。
[0014]根据本发明的方法，其中，步骤I)所述高纯活性铝粉浆料的固含量在5wt%_10wt% ο
[0015]根据本发明的方法，其中，可以通过对隔膜栗压力在0.1-1mpa调节得到固含量在30wt%-60wt%的高纯活性铝粉浆料。
[0016]根据本发明的方法，其中，步骤2)对上清液过滤后，利用气站中的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，使过滤装置再生，并且在卸载步骤3)获得的高纯活性铝粉浆料后，使用设置在铝粉浓缩器外的超纯水罐内的超纯水对过滤装置进行清洗。所述洁净高压气体是指经过洁净处理后的压缩空气，压力优选控制在0.1-lmpa。
[0017]根据本发明的方法，其中，在浓缩过程中，当所述铝粉浓缩器内温度达到55°C以上时，使用设置在铝粉浓缩器外的超纯水罐内的超纯水对铝粉浓缩器内进行降温，降温后的超纯水返回超纯水罐内。使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过设在超纯水罐回水管上的螺旋式冷凝器对自身进行降温，然后再回到超纯水罐中循环利用，使物料在过滤器中达不到反应条件且能保证铝粉的活性。
[0018]本发明的优点如下:
[0019]本装置旋流进料，根据铝粉和水密度不同，拥有不同的向心力，可以达到初步的浓缩，使大颗粒活性铝粉和水的初步分离;上清液在经过上层过滤装置时减少了过滤的负荷，提高了过滤效率，达到多级浓缩效果。而且在本装置上有保温外夹套，可以对内部的铝粉进行保温和通过冷却水对铝粉的温度进行有效的控制;装置上安装有温度检测装置，可以实时对物料温度进行检测；自动卸料装置和反吹装置可以使浓缩的铝粉浆料轻松输送到反应釜内，减少职工的劳作强度，减少成本。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置示意图。
[0021]附图标识
[0022]1、铝粉浓缩器2、铝粉浆料池3、隔膜栗4、α喷嘴
[0023]5、气站6、过滤装置7、超纯水罐 8、上清水罐
[0024]9、上清水出口10、温度检测装置11、冷却水进口
[0025]12、螺旋式冷凝器13、放料阀
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明做进一步详细的说明。
[0027]如图1所示，本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置，包括铝粉浓缩器I与铝粉浆料池2，其中，所述铝粉浓缩器I的外壁设置有保温夹层，所述保温夹层内设有冷却盘管;所述铝粉浓缩器I的内部设置有过滤装置6，所述铝粉浓缩器I的侧壁位于过滤装置6下部处设有一α喷嘴4;所述α喷嘴通过管路顺次与铝粉浓缩器I外部的隔膜栗3以及铝粉浆料池2相连;所述浓缩高纯活性铝粉的装置还包括气站5，所述气站5通过管路与设置在铝粉浓缩器I内部的过滤装置6上方的气体喷头相连。所述装置还可以包括温度检测装置10，设置于铝粉浓缩器I的过滤装置6下方的侧壁上，所述温度检测装置10的温度探头设置于铝粉浓缩器I的内部。所述装置还包括超纯水罐7，所述超纯水罐7的一出水管路与设置在铝粉浓缩器I内部的过滤装置6上方的液体喷头相连;所述超纯水罐7的另一出水管路通过位于铝粉浓缩器I底部侧壁的冷却水进口 14与保温夹层内冷却盘管的入水口相连;所述超纯水罐7的回水管通过位于过滤装置6上方铝粉浓缩器I侧壁的冷却水回流口 11与保温夹层内的冷却盘管的出水口相连，所述回水管上设有螺旋式冷凝器12。所述装置还包括上清水罐8，所述上清水罐8通过管路与位于过滤装置6上方铝粉浓缩器I侧壁的上清水出口 9相连。
[0028]当使用本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置对高纯活性铝粉浆料进行浓缩时，把铝粉浆料池2内固含量在5wt %-1Owt %的高纯活性浆料，通过隔膜栗3把输送到铝粉浓缩器I的α喷嘴4中，利用浆料超高流速沿铝粉α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中，并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，根据两种物质的比重不同向心力不同，使铝粉和水进行初步的分离，随着铝粉浓缩器I中浆料的增多，压力变大，使得上清液通过上部的过滤装置6进行分离，过滤后的滤液通过上清水出口9回收到上清水罐8中，方便下次的重复利用；通过对隔膜栗压力在0.1-1mpa的调节可以得到固含量在30wt %_60wt %的浓楽料;利用气站5内的洁净高压气体对过滤装置6进行反吹振打，然后通过铝粉浓缩器底部的放料阀13对物料进行卸料，通过管道输送到反应釜装置内，进行反应。卸料后，通过在洁净高压气体和超纯水对过滤装置进行反吹清洗，保证过滤装置的再生。当铝粉浓缩器I内的温度达到55°C时，使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器I的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过设在超纯水罐7的回水管上的螺旋式冷凝器12对自身进行降温，然后再回到超纯水罐7中循环利用。当本发明的浓缩高纯活性铝粉的装置短期不使用时，对其内部清洗后的废水残渣可以从清洗出口排出。
[0029]实施例1
[0030]铝粉浆料池中固含量在6%的高纯活性浆料，通过隔膜栗把浆料输送到进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，利用浆料超高流速沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中，并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，利用两种物质的比重不同向心力不同，使铝粉和水进行初步的分离，随着铝粉浓缩器中浆料的增多，压力变大，使得上清液通过上部的过滤装置进行分离，滤液通过上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重复利用；通过调节隔膜栗压力到
0.4mpa，输送楽料5分钟后，可以使过滤器内部的压力达到0.25mpa，使一部分清液过滤除去，从而得到固含量在35%的浓浆料；当浓缩过滤器内的温度达到55°C时，使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过冷凝器对自身进行降温，然后再回到超纯水罐中循环利用，使物料在过滤器中达不到反应条件且能保证铝粉的活性;利用气站内的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，然后通过铝粉浓缩器底部的放料阀对物料进行卸料，通过管道输送到反应釜装置内，进行反应。再利用洁净高压气体和超纯水对过滤装置进行反吹清洗，保证过滤装置的再生。
[0031]实施例2
[0032]铝粉浆料池中固含量在9%的高纯活性浆料，通过隔膜栗把浆料输送到进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，利用浆料超高流速沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中，并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，利用两种物质的比重不同向心力不同，使铝粉和水进行初步的分离，随着铝粉浓缩器中浆料的增多，压力变大，使得上清液通过上部的过滤装置进行分离，滤液通过上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重复利用；通过调节隔膜栗压力到0.8mpa，输送楽料5分钟后，可以使过滤器内部的压力达到0.5mpa，使一部分清液过滤除去，从而得到固含量在50%的浓浆料；当浓缩过滤器内的温度达到55°C时，使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过冷凝器对自身进行降温，然后再回到超纯水罐中循环利用，使物料在过滤器中达不到反应条件且能保证铝粉的活性;利用气站内的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，然后通过铝粉浓缩器底部的放料阀对物料进行卸料，通过管道输送到反应釜装置内，进行反应。再利用洁净高压气体和超纯水对过滤装置进行反吹清洗，保证过滤装置的再生。
[0033]实施例3
[0034]铝粉浆料池中固含量在5%的高纯活性浆料，通过隔膜栗把浆料输送到进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，利用浆料超高流速沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中，并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，利用两种物质的比重不同向心力不同，使铝粉和水进行初步的分离，随着铝粉浓缩器中浆料的增多，压力变大，使得上清液通过上部的过滤装置进行分离，滤液通过上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重复利用；通过调节隔膜栗压力到
0.1mpa，输送楽料5分钟后，可以使过滤器内部的压力达到0.2mpa，使一部分清液过滤除去，从而得到固含量在30%的浓浆料；当浓缩过滤器内的温度达到55°C时，使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过冷凝器对自身进行降温，然后再回到超纯水罐中循环利用，使物料在过滤器中达不到反应条件且能保证铝粉的活性;利用气站内的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，然后通过铝粉浓缩器底部的放料阀对物料进行卸料，通过管道输送到反应釜装置内，进行反应。再利用洁净高压气体和超纯水对过滤装置进行反吹清洗，保证过滤装置的再生。
[0035]实施例4
[0036]铝粉浆料池中固含量在10%的高纯活性浆料，通过隔膜栗把浆料输送到进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，利用浆料超高流速沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中，并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，利用两种物质的比重不同向心力不同，使铝粉和水进行初步的分离，随着铝粉浓缩器中浆料的增多，压力变大，使得上清液通过上部的过滤装置进行分离，滤液通过上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重复利用；通过调节隔膜栗压力到
1.0mpa，输送楽料5分钟后，可以使过滤器内部的压力达到0.8mpa，使一部分清液过滤除去，从而得到固含量在60%的浓浆料；当浓缩过滤器内的温度达到55°C时，使用超纯水对过滤器进行冷却，使浓浆料温度控制在45°C以下，冷却水通过铝粉浓缩器的保温夹层内冷却盘管给铝粉浓缩器内部降温，并进一步通过冷凝器对自身进行降温，然后再回到超纯水罐中循环利用，使物料在过滤器中达不到反应条件且能保证铝粉的活性;利用气站内的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，然后通过铝粉浓缩器底部的放料阀对物料进行卸料，通过管道输送到反应釜装置内，进行反应。再利用洁净高压气体和超纯水对过滤装置进行反吹清洗，保证过滤装置的再生。
[0037]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种浓缩高纯活性铝粉的装置，包括铝粉浓缩器(I)与铝粉浆料池(2)，其特征在于，所述铝粉浓缩器(I)的外壁设置有保温夹层，所述保温夹层内设有冷却盘管;所述铝粉浓缩器(I)的内部设置有过滤装置(6)，所述铝粉浓缩器(I)的侧壁位于过滤装置(6)下部处设有一 α喷嘴(4);所述α喷嘴(4)通过管路顺次与铝粉浓缩器(I)外部的隔膜栗(3)以及铝粉浆料池(2)相连； 所述浓缩高纯活性铝粉的装置还包括气站(5)，所述气站(5)通过管路与设置在铝粉浓缩器(I)内部的过滤装置(6)上方的气体喷头相连。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度检测装置(10)，设置于铝粉浓缩器(I)的过滤装置(6)下方的侧壁上，所述温度检测装置(10)的温度探头设置于铝粉浓缩器(I)的内部。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括超纯水罐(7)，所述超纯水罐(7)的一出水管路与设置在铝粉浓缩器(I)内部的过滤装置(6)上方的液体喷头相连;所述超纯水罐(7)的另一出水管路通过位于铝粉浓缩器(I)底部侧壁的冷却水进口(14)与保温夹层内冷却盘管的入水口相连;所述超纯水罐(7)的回水管通过位于过滤装置(6)上方铝粉浓缩器(I)侧壁的冷却水回流口(11)与保温夹层内的冷却盘管的出水口相连，所述回水管上设有螺旋式冷凝器(12)。4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述装置包括上清水罐(8)，所述上清水罐(8)通过管路与位于过滤装置(6)上方铝粉浓缩器(I)侧壁的上清水出口(9)相连。5.—种基于权利要求1-4任一所述装置的浓缩高纯活性铝粉的方法，包括以下步骤: 1)将铝粉浆料池中的高纯活性铝粉浆料通过隔膜栗输送进入铝粉浓缩器的α喷嘴中，使高纯活性铝粉浆料沿α喷嘴以相切方向喷射到铝粉浓缩器中并且在铝粉浓缩器中做圆周运动，通过铝粉与水的比重与向心力不同，使铝粉和水进行分离； 2)使步骤I)中铝粉和水分离后的上清液通过上部的过滤装置进行过滤，过滤后的水排出； 3)步骤2)过滤后，过滤装置下部获得浓缩后的高纯活性铝粉浆料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤I)所述高纯活性铝粉浆料的固含量在5wt%-1Owt % ο7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过对隔膜栗压力在0.1-1mpa调节得到固含量在30wt % -60wt %的高纯活性铝粉浆料。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)对上清液过滤后，利用气站中的洁净高压气体对过滤装置进行反吹振打，使过滤装置再生，并且在卸载步骤3)获得的高纯活性铝粉浆料后，使用设置在铝粉浓缩器外的超纯水罐内的超纯水对过滤装置进行清洗。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铝粉浓缩器内温度达到55°C以上时，使用设置在铝粉浓缩器外的超纯水罐内的超纯水对铝粉浓缩器内进行降温，降温后的超纯水返回超纯水罐内。
【文档编号】B22F9/06GK106077682SQ201610625320
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月29日 公开号201610625320.5, CN 106077682 A, CN 106077682A, CN 201610625320, CN-A-106077682, CN106077682 A, CN106077682A, CN201610625320, CN201610625320.5
【发明人】李源, 任红波, 刘冠华, 刘江华
【申请人】刘冠华