毕业论文答辩年产1800吨活性氧化铝的制备工艺设计
氧化铝生产工艺范文
氧化铝生产工艺范文
首先，铝矿石的选矿是氧化铝生产过程的首要步骤。
铝矿石中一般含
有赤铁矿、铁氧化物、膨胀铝土矿等杂质。
选矿过程主要通过物理、化学
方法分离杂质，提高铝矿石的纯度。
常用的物理方法有重选、磁选和浮选，化学方法有酸法和堆浸法。
其次，煅烧是将经过选矿的铝矿石加热至高温，使杂质分解或氧化，
生成氧化铝的过程。
煅烧一般是在电炉或煤炉中进行，温度一般在1000℃以上。
煅烧的目的是去除矿石中的有机物质、水分和含铁杂质。
然后，煅烧后的矿渣通过溶解过程进行浸出，从中提取出氧化铝。
溶
解过程一般使用氢氧化钠或氢氧化铝进行，溶解生成的铝水解析出氧化铝，同时剩余的矿渣变为高碱度的红泥。
溶解过程通常在高温高压的反应器中
进行，确保溶解效果。
最后，通过结晶过程得到所需的气溶胶。
溶解后的氧化铝溶液通过冷却、结晶等过程得到固体氧化铝。
这一过程一般使用真空冷凝器进行，通
过调节温度、冷却速率等参数，得到粒度合适、纯度高的氧化铝颗粒。
以上是氧化铝生产的主要工艺，当然实际生产过程中还会有许多辅助
工艺的应用，如过滤、洗涤、烘干等步骤。
此外，为了提高氧化铝的质量，还需要进行精炼、提纯等工艺，以满足不同行业的需求。
总的来说，氧化铝生产工艺经过选择、煅烧、溶解和结晶等步骤，将
铝矿石转化为所需纯度、颗粒度的氧化铝产品。
不同的生产工艺可以根据
实际需求进行调整，以保证产品的质量和合理使用各种原材料和能源。
活性氧化铝的制备
活性氧化铝俗称矾土，化学式Al2O3.白色粉 末，密度3.9~4.0g/cm3，熔点2050 ℃，沸点 2980 ℃，不溶于水，能缓慢溶于浓硫酸。 可用于炼制金属铝，也是制坩埚、瓷器、 耐火材料和人造宝石的原料。用作吸附剂、 催化剂及催化剂载体的氧化铝称为“活性 氧化铝”具有多孔性、高分散度和大的比 表面积等特性，广泛应用于石油化工、精 细化工、生物及制药等领域
二、实验原理
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。 氢氧化铝也称水和氧化铝，其化学组成为 Al2O3〃nH2O,通常按所含结晶水数目不同， 可分为三水氧化铝和一水氧化铝。氢氧化 铝加热脱水后，可以得到γ—Al2O3，即通 常所讲的活性氧化铝。 由于所使用的原料不同，氢氧化铝有多种 制备方法。本法采用AlCl3和NH4OH为原料， 发生沉淀反应生成以γ—AlOOH为主的氢氧 化铝水合物，再经过滤、干燥、焙烧
二、称量物料 称取6.5gAlCl3放至烧杯中，用150mL水溶解， 倒入其中一个分液漏斗中；配制5.2%的氨 水溶液150mL，倒入另一个分液漏斗；称取 0.5g碳酸氢铵用100mL水溶解，倒入烧瓶中。
三、γ—AlOOH制备 加热到85℃，开动搅拌器，缓慢滴加氨水及 AlCl3溶液，约50min滴加完毕；在此过程中， 观察到有沉淀生成；加料结束后，继续在 85℃保温搅拌10min。
，得到L3+3NH3.H2O→AlOOH↓+3NH4Cl+H2O
2AlOOH →Al2O3+H2O
值得注意的是，在上述反应过程中，不同 的加料速度、温度及pH，会产生不同性质 的产物，所以要活的γ—Al2O3，必须严格 控制反应条件。
沉淀是制成一定活性和物理性质的Al2O3的 关键，对滤饼洗涤难易有直接影响。其操 作条件决定了颗粒大小、粒子排列和结晶 完整程度。加料顺序、浓度和速度也都有 影响，沉淀中pH不同，得到的水化物也不 同。例如：
活性氧化铝的制备
活性氧化铝的制备一、实验目标1．了解活性氧化铝的性质及用途。
2．理解活性氧化铝的制备原理以及掌握其制备方法。
二、产品特性与用途氧化铝，俗称矾土。
化学式Al2O3。
白色粉末，密度3.9～4.0g/cm3，熔点2050℃，沸点2980℃。
不溶于水，能缓慢溶于浓硫酸。
可用于炼制金属铝，也是制坩埚、瓷器、耐火材料和人造宝石的原料。
用作吸附剂、催化剂及催化剂载体的氧化铝称为“活性氧化铝”，具有多孔性、高分散度和大的比表面积等特性，广泛用于石油化工、精细化工、生物以及制药等领域。
三、实验原理活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。
氢氧化铝也称水合氧化铝，其化学组成为Al2O3·nH2O，通常按所含结晶水数目不同，可分为三水氧化铝和一水氧化铝。
氢氧化铝加热脱水后，可以得到γ-Al2O3，即通常所讲的活性氧化铝。
本实验采用AlCl3和NH4OH为原料，发生沉淀反应生成以γ-AlOOH为主的氧化铝水合物，再经过滤、干燥、焙烧，得活性氧化铝，其化学反应方程式为：AlCl3＋3NH4OH AlOOH ↓＋3NH4Cl ＋H2O2AlOOHAl2O3＋H2O四、主要仪器与药品1．主要仪器马弗炉、电热恒温干燥箱、水浴锅、电动搅拌器、布氏漏斗、水泵。
2．主要药品三氯化铝，AR ；氨水，AR ；碳酸氢铵，AR 。
五、实验内容与操作步骤1．γ-AlOOH 的制备将四口烧瓶固定在水浴锅中，并安装好电动搅拌器。
用两个分液漏斗作为加料器，分别固定在铁架台上。
在烧瓶的两个边口上，塞上带有玻璃短管的橡皮塞，再用乳胶管将两个分液漏斗的出口分别与烧瓶的这两个边口相连。
在烧瓶的另一边口插上温度计。
称取6.5克AlCl3放至烧杯中，用150mL 蒸馏水溶解，倒入其中一个分液漏斗中。
配制5.2%的NH4OH 溶液150mL ，倒入另一个分液漏斗中。
称取0.5克碳酸氢铵并用100mL 蒸馏水溶解，倒入烧瓶中，作为稳定pH 值的缓冲溶液。
接通电源加热到85℃，开动搅拌器，缓慢滴加氨水及AlCl3溶液，两者滴加速度均控制约3mL/min ，约50分钟滴加完毕。
活性氧化铝的制备及应用研究
活性氧化铝的制备及应用研究第一章活性氧化铝的概述活性氧化铝（Activated alumina）是一种多孔性陶瓷材料，具有大的比表面积和高的化学稳定性，能够与污染物发生物理吸附和化学吸附作用，因此在污染物处理、脱水、干燥、气体净化等方面得到广泛的应用。
作为一种重要的吸附剂，活性氧化铝的制备及应用研究成为了当前研究的热点之一。
第二章活性氧化铝制备技术2.1 活性氧化铝的化学还原法制备活性氧化铝的化学还原法制备是利用金属卤化物还原氧化铝制备活性氧化铝的方法。
该方法具有制备工艺简单，易于操作，制备效率高，制备出的活性氧化铝具有比表面积大、孔径大小分布范围广、孔径稳定性好等优点，但该方法制备的活性氧化铝表面存在大量的卤离子，容易对生物毒性、环境污染等方面产生不良影响。
2.2 活性氧化铝的物理还原法制备活性氧化铝的物理还原法制备是将氧化铝和还原剂一起进行高温还原，制备出具有高比表面积的活性氧化铝。
该方法制备的活性氧化铝具有孔结构分布均匀、化学活性高、孔径可调等优点，但是制备工艺相对较为复杂，对还原温度、还原时间、还原剂类型等条件要求较高。
2.3 活性氧化铝的热功法制备活性氧化铝的热功法制备是通过对氧化铝进行热功处理制备高比表面积的活性氧化铝，该方法具有制备简单、成本低廉等优点，但是制备出的活性氧化铝的微小孔径比肺泡还小，可能会对人体健康产生影响。
第三章活性氧化铝应用研究3.1 活性氧化铝在气体净化方面的应用活性氧化铝具有高化学稳定性、良好的表面活性、较大的比表面积等优点，在气体净化方面具有广泛应用。
活性氧化铝可以吸附空气中的污染物质，如甲醛、苯、二氧化硫等，可以有效净化空气质量，适用于建筑室内空气净化、车内空气净化等领域。
3.2 活性氧化铝在制药领域的应用活性氧化铝可以作为制药领域中的填充剂、吸附剂和脱色剂，用于药物的纯化、分离、净化等方面。
活性氧化铝可以吸附和降解杂质，使药物的成分纯度提高；同时还可以使药物中异味、色泽等方面得到改善，提高药物的质量。
活性氧化铝生产工艺
活性氧化铝生产工艺
活性氧化铝是一种重要的功能性材料，广泛应用于催化剂、填料、表面改性等领域。
下面将介绍一种常用的活性氧化铝生产工艺。
活性氧化铝生产工艺主要包括原料准备、球磨、水洗、干燥、煅烧等步骤。
首先，需要准备氧化铝的原料。
常用的原料包括高纯度的铝醇酸盐和硝酸铝。
这些原料具有较高的纯度，可以保证最终产品的质量。
经过原料准备后，将原料送入球磨机进行球磨处理。
球磨机可以将原料进行细磨，增大比表面积，并使颗粒大小均匀分布。
磨过的原料具有较好的可操作性和反应活性。
接下来，将球磨好的原料进行水洗。
水洗的目的是去除球磨过程中产生的杂质和残留。
可以通过反复水洗和离心的方式进行。
水洗后的原料需要进行干燥。
干燥的目的是去除水分，使原料达到一定的干燥程度。
常用的干燥方式包括自然风干、真空干燥和热风干燥等。
最后，将干燥好的原料进行煅烧。
煅烧的目的是使原料中的有机物和其他杂质完全燃尽，并形成活性氧化铝的结晶。
煅烧的温度和时间会影响活性氧化铝的性能和结构。
在生产过程中，还需要注意控制各个步骤的工艺参数。
例如，球磨的时间和转速、水洗的次数和时间、干燥的温度和时间等。
这些参数的调控可以影响最终产品的性能和品质。
总结起来，活性氧化铝生产工艺包括原料准备、球磨、水洗、干燥和煅烧等步骤。
通过合理控制各个步骤的工艺参数，可以获得具有良好性能和纯度的活性氧化铝产品。
在实际生产中，还需要根据具体要求进行工艺优化和改进，以提高生产效率和降低生产成本。
【精品文章】活性氧化铝的制备与应用
活性氧化铝的制备与应用
活性氧化铝是非冶金级氧化铝行业的一个重要分支，它是指γ、κ、θ、η、δ、χ等过渡相氧化铝以及含有部分水的氧化铝化合物（分子式
Al2O3·nH2O，0≦n﹤1）。
这些氧化铝的共同的特点是：比表面积大，多孔隙结构，以及合理的孔径分布。
按其用途可分为活性氧化铝吸附剂，活性氧化铝干燥机和活性氧化铝催化剂载体。
在医药、化工、冶金、水质进化、化学分析、废气治理等领域等应用，此外，随着科学技术的发展，活性氧化铝的应用领域也在不断扩宽。
一、活性氧化铝的性质
活性氧化铝的主要参数是比表面积及孔径的分布。
通过选择不同品种的原料。
可以制备出不同比表面积的活性氧化铝，通过加入添加剂的方法，可以改变活性氧化铝的孔径分布。
1、比表面积
从理论上讲，只要合理控制焙烧条件，可获得高达360m2/g的氧化铝产品，如果利用NaAlO2分解所得胶装氢氧化铝而制得的活性氧化铝，其孔径非常细小，在一定条件下，可得到比表面积高达600m2/g的氧化铝产品。
2孔径分布
Al(OH)3在加热脱水时生成的H2O，在晶体内而形成很高的汽压，由此产生分布很广的微孔，其孔径随着Al(OH)3品种的不同而不同。
一般来说，用纯氢氧化铝培烧可以制得中等孔径的产品。
以铝胶等制得。
氧化铝生产工艺及计算
氧化铝生产工艺及计算氧化铝是一种重要的无机化工原料，广泛用于陶瓷、电子行业、建筑材料等领域。
下面将介绍氧化铝的生产工艺以及计算相关内容。
一、氧化铝的生产工艺1.工艺流程氧化铝的生产主要有两种常用工艺，即碱法和酸法。
碱法：以矾土为原料，经过粉碎、煅烧、鼓风、浸出、结晶、脱硅、破碎、超细加工等步骤，最终得到氧化铝。
酸法：以工业硫酸为主要原料，经过浸出、过滤、脱硅、煅烧、水洗、钝化、干燥等步骤，最终得到氧化铝。
两种工艺各有优缺点，碱法工艺流程简单成熟，但消耗大量碱用于中和，对环境有一定影响，酸法工艺对环境影响小，但消耗大量硫酸。
选择具体的生产工艺应根据实际情况进行考虑。
2.生产设备氧化铝的生产设备主要包括碱法炉、破碎机、粉碎机、过滤机、煅烧炉、结晶罐、产品粉碎机等。
其中，碱法炉和煅烧炉是关键设备，碱法炉用于矾土的煅烧，煅烧炉用于氧化铝的煅烧。
3.生产参数氧化铝的生产需要控制一系列参数，如煅烧温度、浸出时间、酸碱浓度等。
这些参数的合理控制可以提高生产效率和产品质量。
例如，在碱法工艺中，适宜的煅烧温度可以减少煅烧时间，提高氧化铝的产率。
二、氧化铝的计算1.确定产品质量指标氧化铝的质量指标主要包括氧化铝含量、比表面积、晶型等。
根据产品的具体要求和应用领域，确定相应的质量指标。
2.计算产率氧化铝的产率是衡量生产效果的重要指标，通常通过计算可得。
产率=（实际产量/理论产量）×100%其中，实际产量是指实际生产得到的氧化铝的质量，理论产量是根据原料的理论含量计算出来的氧化铝的质量。
3.浓度计算碱法工艺中，浸出液中的铝离子浓度是关键参数之一、可以通过测定浸出液中铝的含量，再根据浸出液体积计算浓度。
4.脱硅率计算氧化铝产品中的硅含量对产品质量有一定影响，因此需要计算脱硅率。
脱硅率=（进料硅含量-产物硅含量）/进料硅含量×100%总结：氧化铝的生产工艺包括碱法和酸法，选择适合的工艺应根据实际情况进行考虑。
活性氧化铝球设备工艺原理
活性氧化铝球设备工艺原理1. 背景活性氧化铝球是一种常见的化学填料，具有很好的抗酸碱性、抗磨损性、高催化活性等特点，在化工生产中有广泛的应用。
活性氧化铝球制备工艺多种多样，其中常用的包括氨解法、碳酸铝盐法、氟化铝法等。
本文将围绕氨解法制备活性氧化铝球的工艺原理进行介绍。
2. 工艺流程氨解法制备活性氧化铝球的工艺流程综述如下：2.1 原材料处理这一步骤主要是将硝酸铝、氨水和纯水按照一定的比例加入反应釜中，经过一定的搅拌和过滤，去除杂质和不必要的物质，得到纯净的反应原料。
2.2 溶液制备将原材料处理后的物质加入反应釜中，加热并维持在一定温度下，进行氨解反应。
此步骤需要注意实时调节反应温度、pH值和进料流量，以达到合理的反应条件和减少反应损耗。
2.3 凝胶形成经过一定时间的反应，溶液会逐渐形成一定的颗粒凝胶，需要经过低速离心和多次冲洗等步骤，去除成品中的杂质和未反应的物质。
2.4 干燥处理将凝胶处理后的成品进行干燥，去除湿度，增强物质的稳定性和耐久性，还可以减少成品的重量，方便后续的包装和存储。
2.5 包装和储存经过以上步骤的活性氧化铝球可以进行包装和储存，以便于运输和后续的使用。
3. 工艺原理氨解法制备活性氧化铝球的原理基于氢氧化铝颗粒通过溶解和生长形成合适大小范围的凝胶颗粒。
它的主要反应方程式可以表示为：Al(OH)3 + NH3 + H2O → AlO(OH) + 2NH4+ + H2O在这个反应中，氨水先与溶解的氢氧化铝结合形成缩合物，并随着时间的推移，逐渐形成大量的AlO(OH)凝胶颗粒。
继续加入氨水可以继续促进反应，而pH的控制则是保证Al(OH)3缩合尽可能完整而不形成AlOOH的关键因素之一。
在凝胶颗粒的后续离心、冲洗、干燥处理过程中，需要有效控制加热时间和温度，保证凝胶颗粒内部的水分得以彻底蒸发，而同时不会造成颗粒内部的收缩，影响颗粒的质量和稳定性。
建立合适的氨解反应体系，并严格按照实验室的高质量标准进行检验和实际生产应用，可以有效地控制活性氧化铝球制备过程中的质量问题，并提高反应效率和产量，使得活性氧化铝球具有更加优异的性能和应用广泛的前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2Al+6C3H8O→2(C3H7O)3Al+3H2↑ 2(C3H7O)3Al﹢4H2O→Al2O3·H2O﹢6C3H7OH Al2O3·H2O→Al2O3﹢H2O 该方法的成本为48085.99元 由以上比较知：方法1是最经济的生产方法。
物料衡算
目的是根据物料与产品之间的定量转化关系，计算 原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产 量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为 能量衡算、其他工艺设计及设备计算打基础。
活性氧化铝的特点
活性氧化铝俗称矾土，化学式Al2O3，白色粉末，密 度3.9~4.0g/cm3，熔点2050 ℃，沸点2980 ℃，不 溶于水，能缓慢溶于浓硫酸。
r- A l2O 3 属于过渡形态氧化铝。为粉状, 微球状或柱状 灰白色固体。其晶体结构不同于工业氧化铝。 Al2O3 属于 四角晶系, 晶格与尖晶石 (MgAl2O4 )的结构十分类似。在 r - Al2O3 中, 只有21 又 1 /2 个铝原子分布在 24 个阳 离子部位, 在八面体值置上有 2 又 2/3 个空位, 而 8 个 铝原子分布在四面体空隙中, r- A l2O 3 的晶体是无序的, 这种无序性主要由铝原子的无序性来决定 , 正因为铝原子 的无序性: 控制其制备条件, 可制得多种不同比表面积和孔 容的 r-Al2O 3 产品, 因此在催化领域中使用最多。
物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行 计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统（体 系）的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物 料质量再加上损失掉的和积累起来的物料质量”。
年产1800 t，每年的操作时间是8000小时（部分为 连续操作，部分是间歇操作）。设产品纯度为 99.4%；含水为0.5%；杂质为0.1%。则：活性氧化 铝的流量为225kg/h×0.994﹦223.65kg∕h。
纳米产品的产量按小规模(年产不足10t)、中规模(年产50t) 左右和大规模(年产100t以上)划分, 我国有80%的企业处于 尝试性地小规模生产, 存在产品稳定性差、生产成本高等问 题。可见, 我国纳米氧化铝的生产还没达到一定的生产规模。 规模效应无法发挥作用也是纳米氧化铝产业发展的制约因素。
近年来, 纳米氧化铝需求一直保持增长势头, “上海六鉴电 子商务有限公司” 的专业调查人员表示纳米氧化铝将以每 年的25%速率增长, 纳米氧化铝的市场前景非常乐观。
经选择，酸法工艺简单，且原料易得，本课 题采用酸法，原料为铝盐，沉淀剂选择氨水。
将沉淀物在pH=8~9范围内老化一定时间，使 之变成α—水铝石，再洗涤至无氯离子。将滤 饼用酸胶溶成流动性能较好的溶胶，用滴加 法滴入油氨柱内，在油中受表面张力作用收 缩成球，再进入氨水中，经中和和老化后形 成较硬的凝胶球状物（直径在1~3mm之间）， 经水洗油氨后进行干燥。也可将酸化的溶胶 喷雾到干燥机内，生成40~80μm的微球氢氧 化铝。
系统中用1MPa低压水蒸汽加热，1MPa低压水蒸汽的潜热为 r=2019.7kJ/kg，则所需蒸汽量为消耗能量与水蒸气潜热之 比。
∑Q入= ∑Q出 - ∑Q损
式中:∑Q入 一输入设备热量总和； ∑Q出 —输出设备热量总和； ∑Q损 —损失热量总和
容器消耗能量 Q1=110.83×﹙1＋5％﹚＝116.3715kw 反应釜消耗能量 Q2=284.286×﹙1＋5％﹚＝298.5003kw 干燥器消耗能量 Q3=379868.34kJ/h=105.52kw 消耗低压蒸汽量
AlCl3+3NH3·H2O→Al( OH) 3↓+3NH4CL 2Al(OH)3→AL2O3﹢3H2O 该方法的成本为4971.99元
2．碱法 其反应方程式表示如下： NaAlO2+HNO3﹢H2O→Al(OH)3↓+NaNO3 2Al(OH)3→Al2O3+3H2O 该方法的成本为12876.8元
经过第一个过滤器损失为3％，则：管道2中产品的 流量为240.84×﹙1＋3％﹚＝248.066kg∕h
设反应收率为95.0%，则：反应釜中理论产量为 248.066/95.0%=261.122kg/h。
最后得到各个管道中物料流量
能量衡算
能量衡算定义
根据能量守恒定律，利用能量传递和转化 的规则，用以确定能量比例和能量转变的定 量关系的过程称为能量衡算。
工艺设计部分
工艺框图
无水氯化铝 和水
管道1
容器
氨水
反应釜
管道3
管道2
管道4
过滤器
水
储罐
产品
管道5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
管道9
焙烧炉
管道8
干燥器 管道7的 过滤器
管道6
经济概算
经济概算是以生产一吨活性氧化铝为基准， 所需的原料的费用。上网查的各原料的价格， 根据原料价格及用量得到所需的成本。
1．酸法 其反应方程式表示如下：
年产1800吨活性氧化铝的制备工 艺设计
文献综述 工艺部分 非工艺部分 结论
目录
文献综述
活性氧化铝的发展前景
我国企业在近几年才开始涉足纳米氧化铝的生产。我国的纳 米材料及纳米技术企业中, 有60%以上成立于仪2000年以后, 主要是2003年左右。而较早成立的纳米材料生产企业, 实际 上也都是2000年以后才开始涉足纳米氧化铝生产领域的。可 见, 我国纳米氧化铝生产刚刚起步, 纳米氧化铝生产企业还 未成熟。
经焙烧炉时损失2%，则：管道8中产品的流量为 223.65×（1+2%）=228.123kg/h。
经干燥器损失量为2.5%，则：管道7中产品的流量 为228.123×（1+2.5%）=233.826kg/h。
经第二个过滤器损失为3％，则：管道4中产品的 流量为233.826×﹙1＋3％﹚＝240.84kg∕h
活性氧化铝的制备方法
活性氧化铝一般由氢氧化铝加热脱水制得。 氢氧化铝也称水合氧化铝，其化学组成为 Al2O3.nH2O，通常按所含结晶水数目不同， 可分为三水氧化铝和一水氧化铝。氢氧化铝 加热脱水后，可制得γ—Al2O3，即通常所讲 的活性氧化铝 。
一般有酸法，碱法，醇铝法，溶胶凝胶法， 均相沉淀法，蒸发冷凝法等。