专利名称：高纯超细氧化铝生产工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无机原料-高纯超细氧化铝的生产工艺及装置。
高纯超细氧化铝是制造节电新型电光源-高压钠灯的半透陶瓷管的原料，用高纯铵明矾热解制取高纯氧化铝的方法，国内外均采用两步方法-间歇单元操作来完成，即铵明矾分解，γ-AL2O3转相分别在分解炉和转相炉内单独进行，再经超细粉碎活化，制得高纯超细氧化铝粉，主要工艺步骤为铵明矾→分解→转相→粗碎→混合→超细粉碎→混合→包装成品。如国内采用两步法生产的工艺为第一步分解，将高纯铵明矾盛入蒸发皿或坩埚中，装入箱式电阻炉内进行加热脱水分解，分解温度为1050℃，分解产物为γ-AL2O3恒温1-2小时后停止加热，让其自然冷却到室温后出炉。第二步转相，将γ-AL2O3过筛后装入转相炉内，逐步加热升温到1200-1260℃，恒温1-2小时，γ-AL2O3逐步转相为α-AL2O3，停止加热，自然冷却到室温出炉，出炉后的料粉过筛，经超细粉碎活化，就制得高纯超细氧化铝粉。
“两步法”制得高纯超细氧化铝粉，操作烦琐，分解炉、转相炉都要经过升温、降温过程，生产周期长，电耗高。
本发明的目的在于提供一种高纯超细氧化铝粉的生产工艺及装置，操作简单、生产周期短、电耗底、且产品质量稳定。
本发明的目的是通过如下方式实现的高纯超细氧化铝生产工艺，是由铵明矾分解为γ-AL2O3，γ-AL2O3转相为α-AL2O3，再进超细粉碎而成，其特征在于铵明矾分解，γ-AL2O3转相为一连续完成过程。
本发明的目的还可通过如下方式来实现铵明矾逐渐升温至900-1400℃分解，260-450分钟，转相1200-1260℃，20-40分钟。
铵明矾逐步升温依次经预热至200℃，110-190分钟，脱水200-400℃，70-120分钟，分解400-1100℃，80-140分钟，转相1200-1260℃，20-40分钟，冷却后，再经粗碎、超细粉碎。
一种适用于本发明工艺的装置-电热推板窑，其特征在于包括物料推进装置和窑体，窑体内装有多组发热元件，窑膛的不同位置装有测温件-热电偶。
上所述装置还可采用以下方式完成在窑膛底部铺设槽板，起道轨作用。
物料推进装置包括推进器、推板、器皿-坩埚，坩埚内盛有物料置于推板上，推进器可采用丝杠推进器，在推进器电机电路中加有时间继电器，有自动定时推进功能，推板进入窑体内，在槽板上运行。
以温度区间划分，窑体可依次区分为预热段≤200℃，脱水段200-400℃，分解段400-1100℃，转相段120-1260℃，冷却段，预热、脱水、分解、转相段内装有发热元件，窑膛一侧各装有热电偶，在各段设定固定测温点进行测温。
发热元件、热电偶与温度自控装置相连，根据工艺条件对窑膛内各段温度进行自控。
下面结合附图及实施例详细说明本发明
图1为电热推板窑的结构外形图;
图2为电热推板窑各测温点位置图;
图3为A-A剖视图;
图4为B-B剖视图;
图5为用电热推板窑生产高纯超细氧化铝粉的工艺流程示意图。
图中1坩埚2推板3槽板4发热元件-硅碳棒5推进器6尾气排放口7热电偶8窑体9防护罩。
窑体从里向外依次用高铝砖、轻质高铝砖、蛭石砖作保温壳体，窑体依次区分为预热段、分解段、转相段、冷却段，各段间无明显界限，只是在各段所控制的温度不同。
发热元件采用硅碳棒，预热段、脱水段所需温度低，在槽板3下部径向装有单层硅碳棒，转相段所需温度高，也为便于坩埚内的物料受热均匀，在槽板3下部和窑膛顶部均径向装硅碳棒，呈并列平行状，分解段在槽板3下部径向装有硅碳棒，根据温度条件的要求，可在窑膛顶部也径向装硅碳棒。
尾气排放口6设在窑体上部，接尾气排放系统。窑体上带有防护罩9。
在各段设定固定测温点，如图2所示，设定6个测温点，T1240℃T2900℃、T31050℃、T4、T5、T6为1200-1250℃，当温度高于设定的测温点温度，温控装置使发热元件断电，当温度不足时，温控装置使发热元件继续供热，温度自控装置采用由温度计、可控硅组成的现有技术。
在各段所发生的化学变化为脱水段200-400℃
分解段铵明矾、硫酸铝分解400-1100℃
转相段1200-1260℃γ-AL2O3＝α-AL2O3工艺流程为盛有高纯铵明矾的坩埚，放置于推板上，由推进器定时推进，进入窑膛内，在预热段预热，脱水、分解段分解，分解出的H2O、NH3、SO3气体由尾气排放口6经尾气排放系统排放，进入转相段转相后，经冷却段冷却，由出料口出窑，后经粗碎、过筛、混合、超细粉碎、混合、包装成品。
铵明矾周期性由推进器自动推进，推板周期与最高转相温度有关，当窑长一定时，最高转相温度越高，推板周期愈短，反之，最高转相温度低，推板周期长，当推板周期一定时，转相温度越高，α-AL2O3的含量越高，因此可以根据不同需要制得不同含量的α-AL2O3的高纯超细氧化铝粉。
本发明的优点1、工艺趋于合理，设备简单，装出料操作简便，省时、省力，操作环境好;
2、节电，电热推板窑与间歇炉能耗比较(间歇炉指分解、转相两步进行，所用的分解炉和转相炉总称)
由表中看出推板窑比间歇炉节电26%。
3、产品质量稳定可靠，粒度细活性好，本发明生产的产品制成的半透明氧化铝陶瓷管，其总透光率达96%，直接透光率达8%。
实施例电热推板窑总长16米，推板速度60mm/分。
预热段占总长的20%，脱水段占总长的13%，铵明矾硫酸铝分解段占总长的15%，转相段占总长的4%，冷却段占总长的48%。
推板周期与最高转相温度的关系推板时间最高转相温度(分/块)(℃)151240-1250201235-1240251230-1235301225-1230每个坩埚内盛料1.2-1.6kg，放置于推板上，推进器定时推进，在窑体内每块推板每推进一次匀速运行7分钟，(坩锅在窑体内是间歇式运行)出料口的料粉经粗碎、过筛、混合、气流粉碎机中超细粉碎、混合、包装成品。
权利要求
1.一种高纯超细氧化铝生产工艺，是由铵明矾分解为γ-AL2O3，γ-AL2O3转相为α-AL2O3，再经超细粉碎而成，其特征在于铵明矾分解，γ-AL2O3转相为一连续完成过程。
2.根据权利要求1所述的工艺，特征在于铵明矾逐渐升温至900-1100℃分解，260-450分钟，转相1200-1260℃，20-40分钟。
3.根据权利要求1、2所述的工艺，特征在于铵明矾逐步升温依次经预热至200℃，110-190分钟，脱水200-400℃，70-120分钟，分解400-1100℃，80-140分钟，转相1200-1260℃，20-40分钟冷却后，再经粗碎、超细粉碎。
4.一种使用权利要求1所述工艺的装置-电热推板窑，其特征在于包括物料推进装置和窑体，窑体内装有多组发热元件(4)，窑膛的不同位置装有测温件-热电偶(7)。
5.根据权利要求4所述的装置，特征在于窑膛底部铺设有槽板(3)。
6.根据权利要求4所述的装置，特征在于物料推进装置包括推进器(5)、推板(2)、坩埚(1)。
7.根据权利要求6所述的装置，特征在于推进器(5)为具有自动定时推进功能的丝杠推进器。
8.根据权利要求4所述的装置，特征在于以温度区间划分窑体可依次区分为预热段≤200℃，脱水段200-400℃，分解段400-1100℃，转相段1200-1260℃，冷却段，预热、脱水、分解、转相段内装有发热元件(4)，窑膛一侧各装有热电偶(7)。
9.根据权利要求5、8所述的装置，特征在于预热段、脱水段的槽板(3)下部径向装有单层硅碳棒(4)，在分解段和转相段的槽板(3)下部和窑膛顶部径向各装有单层硅碳棒(4)，上、下两层呈平行状，在各段窑膛一侧有固定测温点装热电偶。
10.根据权利要求4、8所述的装置，特征在于发热元件(4)，热电偶(7)与温度自控装置相连。
全文摘要
本发明涉及一种高纯超细氧化铝生产工艺及装置，铵明矾分解制得γ-Al
文档编号C04B35/10GK1092382SQ9311031
公开日1994年9月21日 申请日期1993年3月13日 优先权日1993年3月13日
发明者蒋敏波, 王惠芬, 张传志, 郑召国, 狄双强, 宋守贵, 孙元昌 申请人:山东淄博制酸厂