تولید آلومینای ساینده از هیدروکسید آلومینیوم

تولید آلومینای ساینده از هیدروکسید آلومینیوم

تولید آلومینای ساینده از هیدروکسید آلومینیوم

مقاله حاضر تولید آلومینای ساینده از هیدروکسید آلومینیوم به فرآیند و کارخانه ای برای تولید اکسیدهای فلزی از نمک های فلزی، به ویژه آلومینا از هیدروکسید آلومینیوم مربوط می شود که در آن، هیدروکسید آلومینیوم (که به آن تری هیدرات آلومینا، ATH یا «هیدرات» نیز گفته می شود) ابتدا با آب شستشو و خالص می شود. در مرحله بعد این پودر فیلتر شده و سپس هیدروکسید آلومینیوم خالص شده تا حدی خشک و  در حداقل یک مرحله پیش گرمایش پیش کلسینه می شود. متعاقباً این هیدروکسید آلومینیوم پیش کلسینه شده تصفیه شده و در یک راکتور بستر سیال کاملا کلسینه می شود، تا آلومینا به دست آید و آلومینا به دست آمده با آب به عنوان خنک کننده، در حداقل یک مرحله با خنک کننده غیرمستقیم، خنک می شود. سپس بخار حاصل از آب خنک کننده به دلیل انتقال حرارت در مرحله خنک کننده غیر مستقیم از کسر مایع جریان خروجی از مرحله خنک کننده جدا می شود و در آن حداقل یک جریان جزئی از کسر مایع به سمت فیلتر هیدرات هدایت می شود و در آنجا به عنوان آب شستشو برای تصفیه هیدروکسید آلومینیوم در فیلتر هیدرات استفاده می شود.

توصیف فرآیند:

تولید آلومینا معمولاً توسط فرآیند به اصطلاح بایر انجام می شود. در این فرآیند، مواد معدنی استخراج شده، به ویژه بوکسیت های حاوی آلومینیوم، خرد شده و با محلول هیدروکسید سدیم (NaOH) مخلوط می شوند. باقی مانده های نامحلول، به ویژه گل قرمز که عمدتاً از اکسید آهن تشکیل شده است، از هیدروکسید آلومینیوم محلول به شکل آلومینات سدیم (Na[AI(OH)4] جدا می شوند. از محلول آلومینات رقیق، هیدروکسید آلومینیوم خالص AI(OH)3 سپس ته نشین می شود. این هیدروکسید جامد با فیلتراسیون حذف شده و شسته می شود.

کلسینه کردن هیدروکسید آلومینیوم مستلزم صرف انرژی بسیار بالایی است. در فرآیندهای مرسوم، مصرف انرژی حدود 3000 کیلوژول به ازای هر کیلوگرم آلومینا تولید شده مورد نیاز است. با اتصال منابع حرارتی و سینک های حرارتی تلاش می شود تا تقاضای انرژی فرآیند کاهش یابد و در نتیجه سودآوری و همچنین تعادل اکولوژیکی بهبود یابد. در اینجا، هیدروکسید آلومینیوم مرطوب ابتدا در اولین مبدل حرارتی تعلیق خشک شده و تا دمای حدود 160 درجه سانتیگراد گرم می شود. پس از جداسازی در یک جداکننده سیکلون، جامدات در یک بستر سیال در گردش خشک می‌شوند. سپس مواد جامد از پیش خشک شده به یک راکتور بستر سیال با بستر سیال در گردش شارژ می شوند و در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد کلسینه می شوند تا آلومینا بدست آید. یک جریان جزئی از هیدروکسید آلومینیوم از پیش گرم شده پس از اولین پیش گرم کن تعلیق یا پس از پیش گرم کن تعلیق دوم منشعب می شود و با آلومینا داغ خارج شده از چرخه مخلوط می شود. بستر سیال در گردش مخلوط محصول داغ، متعاقباً در یک خنک کننده تعلیق چند مرحله ای در تماس مستقیم با هوا خنک می شود و سپس در خنک کننده بستر سیال به خنک کننده نهایی می رسد. برای استفاده موثر از انرژی بازیافت شده در طول خنک سازی، این خنک کننده بستر سیال به محفظه های متعددی مجهز شده است. سیال شدن بستر سیال در راکتور کلسیناسیون با استفاده از گاز سیال (هوای اولیه) انجام می شود که در یکی از محفظه های خنک کننده، بستر سیال تا دمای حدود 188 درجه سانتیگراد از قبل گرم می شود. در مبدل‌های حرارتی تعلیق برای خنک‌سازی اول محصول، هوا به‌علاوه در تبادل حرارتی مستقیم با آلومینا تا دمای حدود 525 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود و سپس به عنوان هوای ثانویه به راکتور کلسیناسیون بستر سیال عرضه می‌شود.

یک فرآیند برای انجام فرآیندهای گرماگیر بر روی جامدات ریزدانه شناخته شده است، که با آن گرمای محصول نیز باید به روشی بهتر در کل فرآیند استفاده شود. در کلسینه کردن هیدروکسید آلومینیوم، یک جریان جزئی از ماده اولیه با یک پیش گرم کن غیرمستقیم گرم می شود و متعاقباً همراه با مواد اولیه عرضه شده مستقیم به یک رسوب دهنده الکترواستاتیک وارد می شود. سپس مواد جامد از رسوب‌دهنده الکترواستاتیکی از طریق دو سیستم پیش‌گرم‌کننده سری به یک بستر سیال در گردش که در آن جامدات با گاز سیال شده و در دمای حدود 1000 درجه سانتی‌گراد کلسینه می‌شوند، عرضه می‌شوند. جریان جامد خارج شده از بستر سیال در گردش در یک خنک کننده بستر سیال غیرمستقیم خنک می شود که اولین مرحله خنک کننده را تشکیل می دهد و سپس به مرحله خنک کننده دوم و سوم عرضه می شود، هر کدام دوباره به شکل خنک کننده های بستر سیال، به منظور ادامه کار. محصول جامد را خنک می کند. هوای اولیه گرم شده در اولین خنک کننده بستر سیال به عنوان هوای سیال با دمای حدود 520 درجه سانتیگراد به راکتور بستر سیال وارد می شود، در حالی که هوای سیال از خنک کننده بستر سیال به کلسیناسیون بستر سیال وارد می شود. محیط انتقال حرارت دومین خنک کننده بستر سیال شده، به عنوان محیط گرمایشی با دمای 200 درجه سانتیگراد به پیش گرمکن غیرمستقیم ماده اولیه عرضه می شود و سپس پس از خنک شدن تا 160 درجه سانتیگراد، به ورودی سیال دوم چرخش می یابد. یکی دیگر از هیت سینک ها در این فرآیند، گرم کردن آب فیلتر برای تصفیه هیدروکسید آلومینیوم است. هیدروکسید آلومینیوم خام، به ویژه آن چیزی که پس از ته نشینی از محلول آلومینات به دست می آید، قبل از ورود به اولین مرحله پیش گرمایش شسته می شود. به ویژه برای حذف سودای چسبنده، از آب شستشوی گرم برای این منظور استفاده می شود، زیرا حلالیت ناخالصی ها در دماهای بالا بهبود می یابد. با این حال، این آب شستشو نباید به دمای جوش برسد، زیرا در غیر این صورت تبخیر می شود. همچنین گاز زائد راکتور کلسینینگ به عنوان منبع گرمایی برای گرم کردن آب شستشو برای فیلتراسیون هیدرات آلومینیوم استفاده می شود. طبق معادله شیمیایی زیر:

AI(OH)3→ Al203 + 3 H20

 آب در این راکتور در حین تکلیس به دست می آید. بنابراین، گاز زائد خارج شده از راکتور بستر سیال، مخلوطی از گاز سیال بی اثر راکتور و بخار حاصل از واکنش را نشان می دهد. آب تغلیظ شده از این مخلوط دمایی در حدود 83 درجه سانتیگراد دارد و به عنوان آب شستشو به فیلتر هیدرات آلومینیومی منتقل می شود. با این حال، در چنین فرآیندی، مضر است که به دلیل غلظت نسبتاً کم آب (حدود 50٪) در گاز زائد دستگاه کلسینه، دمای آب بالاتری از میعانات حاصل نمی شود و بنابراین تصفیه در فیلتر هیدرات انجام می شود. تحت شرایط بهینه، یعنی در دمای آب کمی کمتر از نقطه جوش انجام نمی شود.

امکان دیگر برای به دست آوردن آب شستشوی از قبل گرم شده برای فیلتر هیدرات این است که آب خنک کننده را از مرحله خنک کننده غیرمستقیم خارج کرد. بخش تبخیر شده را خارج نموده و کسر مایع را دوباره به فیلتر هیدرات منتقل کرد. با این حال، این فرآیند دارای این عیب است که نمی تواند با شرایط فرآیند پویا سازگار شود. هنگامی که دما یا جریان جرمی ماده ای که باید کلسینه شود افزایش می یابد، نسبت مقدار حرارتی که باید در مرحله خنک کننده مربوطه تخلیه شود نیز افزایش می یابد. در نتیجه، آب خنک‌کننده در مرحله خنک‌کننده یا به طور کامل یا حداقل تا حد زیادی تبخیر می‌شود که دیگر آب شستشوی کافی برای فیلتر هیدرات در دسترس نیست.

پودر آلومینای نهایی در محصولات مختلفی می تواند بکار گرفته شود که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

صنايع كاشي سراميك : لعاب، چيني آلات بهداشتي، بيسكوييت كاشي

صنايع نسوز: آجر نسوز، جرم نسوز

صنايع قطعات سراميكي: انواع لاينر سراميكي

صنايع ساينده: گلوله سراميكي، پوليش سطوح

پليمر و لاستيك و رنگ: عايق حرارتي

شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس مفتخر است تا با تولید آلومینای ساینده از هیدروکسید آلومینیوم فرآوری شده در راستای تامین نیاز صنایع داخلی گام بردارد.

 

 جهت دریافت اطلاعات فنی و قیمت محصول تماس بگیرید.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *