一種濃縮高純活性鋁粉的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高純活性鋁粉漿料濃縮過濾領(lǐng)域。本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置，包括鋁粉濃縮器(1)與鋁粉漿料池(2)，所述鋁粉濃縮器(1)的內(nèi)部設(shè)置有過濾裝置(6)，所述鋁粉濃縮器(1)的側(cè)壁位于過濾裝置(6)下部處設(shè)有一α噴嘴(4)；所述α噴嘴(4)通過管路順次與鋁粉濃縮器(1)外部的隔膜泵(3)以及鋁粉漿料池(2)相連；所述濃縮高純活性鋁粉的裝置還包括氣站(5)，所述氣站(5)通過管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器(1)內(nèi)部的過濾裝置(6)上方的氣體噴頭相連。本發(fā)明的旋流進料使活性鋁粉和水初步分離，上清液在經(jīng)過上層過濾裝置時減少了過濾的負荷；進一步使?jié)饪s的鋁粉漿料輕松輸送到反應(yīng)釜內(nèi)，減少職工的勞作強度。
【專利說明】
一種濃縮高純活性鋁粉的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高純活性鋁粉漿料濃縮過濾領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種濃縮高純鋁粉的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在國家大力推動提高新能源發(fā)電比例和電動汽車產(chǎn)業(yè)化的情況下，也推動了氧化鋁行業(yè)的再次蓬勃發(fā)展，生產(chǎn)氧化鋁的方法多種多樣，例如醇鹽法、改良拜耳法、直接水解法等等，而直接水解法最具有成本優(yōu)勢。直接水解法首先就需要制備高純超細活性鋁粉，高純超細活性鋁粉一般都是以鋁粉和水混合物的形式存在，而鋁粉和水的混合物需要濃縮，去掉其中多余的水。常用濃縮方式有三足離心機、空氣壓濾機、增稠機等，這些濃縮裝置三足離心機生產(chǎn)效率低下，壓濾機、增稠機生產(chǎn)成本較高。而且上述濃縮方式均需要大量的人力，提高了生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)過程中不能很好的保證物料的純度，會對產(chǎn)品進行二次污染和拋灑，浪費物料。此外，上述濃縮裝置在濃縮過程中對活性鋁粉的控制度很低，很容易在濃縮過程中造成鋁粉的提前反應(yīng)，增加次品料的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，為減少高純超細活性鋁粉在濃縮過程中對人的依賴與勞作強度，提供一種濃縮高純鋁粉的裝置及方法，并且提高效率、降低成本、保持產(chǎn)品的純度。
[0004]本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置，包括鋁粉濃縮器I與鋁粉漿料池2，其中，所述鋁粉濃縮器I的外壁設(shè)置有保溫夾層，所述保溫夾層內(nèi)設(shè)有冷卻盤管;所述鋁粉濃縮器I的內(nèi)部設(shè)置有過濾裝置6，所述鋁粉濃縮器I的側(cè)壁位于過濾裝置6下部處設(shè)有一 α噴嘴4;所述α噴嘴4通過管路順次與鋁粉濃縮器I外部的隔膜栗3以及鋁粉漿料池2相連；
[0005]所述濃縮高純活性鋁粉的裝置還包括氣站5，所述氣站5通過管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器I內(nèi)部的過濾裝置6上方的氣體噴頭相連。
[0006]本發(fā)明所述的高純活性鋁粉是指純度達到99.99% (重量)以上，粒度<30μπι而且表面沒有氧化的鋁粉。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的濃縮高純鋁粉的裝置，其中，所述裝置還包括溫度檢測裝置10，設(shè)置于鋁粉濃縮器I的過濾裝置6下方的側(cè)壁上，所述溫度檢測裝置10的溫度探頭設(shè)置于鋁粉濃縮器I的內(nèi)部。所述溫度檢測裝置10可以是本領(lǐng)域公知的任意對溫度進行檢測的裝置，例如溫度表、溫度測控儀以及溫度檢測儀等。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中，所述裝置還包括超純水罐7，所述超純水罐7的一出水管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器I內(nèi)部的過濾裝置6上方的液體噴頭相連;所述超純水罐7的另一出水管路通過位于鋁粉濃縮器I底部側(cè)壁的冷卻水進口 14與保溫夾層內(nèi)冷卻盤管的入水口相連;所述超純水罐7的回水管通過位于過濾裝置6上方鋁粉濃縮器I側(cè)壁的冷卻水回流口 11與保溫夾層內(nèi)的冷卻盤管的出水口相連，所述回水管上設(shè)有螺旋式冷凝器12。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的裝置，還包括上清水罐8，所述上清水罐8通過管路與位于過濾裝置6上方鋁粉濃縮器I的側(cè)壁的上清水出口 9相連。
[0010]本發(fā)明還提供了一種基于上述裝置的濃縮高純活性鋁粉的方法，包括以下步驟:[0011 ] I)將鋁粉漿料池中的高純活性鋁粉漿料通過隔膜栗輸送進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，使高純活性鋁粉漿料沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，通過鋁粉與水的比重與向心力不同，使鋁粉和水進行分離；
[0012]2)使步驟I)中鋁粉和水分離后的上清液通過上部的過濾裝置進行過濾，過濾后的水排出；
[0013]3)步驟2)過濾后，過濾裝置下部獲得濃縮后的高純活性鋁粉漿料。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，步驟I)所述高純活性鋁粉漿料的固含量在5wt%_10wt% ο
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，可以通過對隔膜栗壓力在0.1-1mpa調(diào)節(jié)得到固含量在30wt%-60wt%的高純活性鋁粉漿料。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，步驟2)對上清液過濾后，利用氣站中的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，使過濾裝置再生，并且在卸載步驟3)獲得的高純活性鋁粉漿料后，使用設(shè)置在鋁粉濃縮器外的超純水罐內(nèi)的超純水對過濾裝置進行清洗。所述潔凈高壓氣體是指經(jīng)過潔凈處理后的壓縮空氣，壓力優(yōu)選控制在0.1-lmpa。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，在濃縮過程中，當所述鋁粉濃縮器內(nèi)溫度達到55°C以上時，使用設(shè)置在鋁粉濃縮器外的超純水罐內(nèi)的超純水對鋁粉濃縮器內(nèi)進行降溫，降溫后的超純水返回超純水罐內(nèi)。使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過設(shè)在超純水罐回水管上的螺旋式冷凝器對自身進行降溫，然后再回到超純水罐中循環(huán)利用，使物料在過濾器中達不到反應(yīng)條件且能保證鋁粉的活性。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0019]本裝置旋流進料，根據(jù)鋁粉和水密度不同，擁有不同的向心力，可以達到初步的濃縮，使大顆?；钚凿X粉和水的初步分離;上清液在經(jīng)過上層過濾裝置時減少了過濾的負荷，提高了過濾效率，達到多級濃縮效果。而且在本裝置上有保溫外夾套，可以對內(nèi)部的鋁粉進行保溫和通過冷卻水對鋁粉的溫度進行有效的控制;裝置上安裝有溫度檢測裝置，可以實時對物料溫度進行檢測；自動卸料裝置和反吹裝置可以使?jié)饪s的鋁粉漿料輕松輸送到反應(yīng)釜內(nèi)，減少職工的勞作強度，減少成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置示意圖。
[0021]附圖標識
[0022]1、鋁粉濃縮器2、鋁粉漿料池3、隔膜栗4、α噴嘴
[0023]5、氣站6、過濾裝置7、超純水罐 8、上清水罐
[0024]9、上清水出口10、溫度檢測裝置11、冷卻水進口
[0025]12、螺旋式冷凝器13、放料閥
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置，包括鋁粉濃縮器I與鋁粉漿料池2，其中，所述鋁粉濃縮器I的外壁設(shè)置有保溫夾層，所述保溫夾層內(nèi)設(shè)有冷卻盤管;所述鋁粉濃縮器I的內(nèi)部設(shè)置有過濾裝置6，所述鋁粉濃縮器I的側(cè)壁位于過濾裝置6下部處設(shè)有一α噴嘴4;所述α噴嘴通過管路順次與鋁粉濃縮器I外部的隔膜栗3以及鋁粉漿料池2相連;所述濃縮高純活性鋁粉的裝置還包括氣站5，所述氣站5通過管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器I內(nèi)部的過濾裝置6上方的氣體噴頭相連。所述裝置還可以包括溫度檢測裝置10，設(shè)置于鋁粉濃縮器I的過濾裝置6下方的側(cè)壁上，所述溫度檢測裝置10的溫度探頭設(shè)置于鋁粉濃縮器I的內(nèi)部。所述裝置還包括超純水罐7，所述超純水罐7的一出水管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器I內(nèi)部的過濾裝置6上方的液體噴頭相連;所述超純水罐7的另一出水管路通過位于鋁粉濃縮器I底部側(cè)壁的冷卻水進口 14與保溫夾層內(nèi)冷卻盤管的入水口相連;所述超純水罐7的回水管通過位于過濾裝置6上方鋁粉濃縮器I側(cè)壁的冷卻水回流口 11與保溫夾層內(nèi)的冷卻盤管的出水口相連，所述回水管上設(shè)有螺旋式冷凝器12。所述裝置還包括上清水罐8，所述上清水罐8通過管路與位于過濾裝置6上方鋁粉濃縮器I側(cè)壁的上清水出口 9相連。
[0028]當使用本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置對高純活性鋁粉漿料進行濃縮時，把鋁粉漿料池2內(nèi)固含量在5wt %-1Owt %的高純活性漿料，通過隔膜栗3把輸送到鋁粉濃縮器I的α噴嘴4中，利用漿料超高流速沿鋁粉α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中，并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，根據(jù)兩種物質(zhì)的比重不同向心力不同，使鋁粉和水進行初步的分離，隨著鋁粉濃縮器I中漿料的增多，壓力變大，使得上清液通過上部的過濾裝置6進行分離，過濾后的濾液通過上清水出口9回收到上清水罐8中，方便下次的重復(fù)利用；通過對隔膜栗壓力在0.1-1mpa的調(diào)節(jié)可以得到固含量在30wt %_60wt %的濃楽料;利用氣站5內(nèi)的潔凈高壓氣體對過濾裝置6進行反吹振打，然后通過鋁粉濃縮器底部的放料閥13對物料進行卸料，通過管道輸送到反應(yīng)釜裝置內(nèi)，進行反應(yīng)。卸料后，通過在潔凈高壓氣體和超純水對過濾裝置進行反吹清洗，保證過濾裝置的再生。當鋁粉濃縮器I內(nèi)的溫度達到55°C時，使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器I的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過設(shè)在超純水罐7的回水管上的螺旋式冷凝器12對自身進行降溫，然后再回到超純水罐7中循環(huán)利用。當本發(fā)明的濃縮高純活性鋁粉的裝置短期不使用時，對其內(nèi)部清洗后的廢水殘渣可以從清洗出口排出。
[0029]實施例1
[0030]鋁粉漿料池中固含量在6%的高純活性漿料，通過隔膜栗把漿料輸送到進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，利用漿料超高流速沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中，并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，利用兩種物質(zhì)的比重不同向心力不同，使鋁粉和水進行初步的分離，隨著鋁粉濃縮器中漿料的增多，壓力變大，使得上清液通過上部的過濾裝置進行分離，濾液通過上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重復(fù)利用；通過調(diào)節(jié)隔膜栗壓力到
0.4mpa，輸送楽料5分鐘后，可以使過濾器內(nèi)部的壓力達到0.25mpa，使一部分清液過濾除去，從而得到固含量在35%的濃漿料；當濃縮過濾器內(nèi)的溫度達到55°C時，使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過冷凝器對自身進行降溫，然后再回到超純水罐中循環(huán)利用，使物料在過濾器中達不到反應(yīng)條件且能保證鋁粉的活性;利用氣站內(nèi)的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，然后通過鋁粉濃縮器底部的放料閥對物料進行卸料，通過管道輸送到反應(yīng)釜裝置內(nèi)，進行反應(yīng)。再利用潔凈高壓氣體和超純水對過濾裝置進行反吹清洗，保證過濾裝置的再生。
[0031]實施例2
[0032]鋁粉漿料池中固含量在9%的高純活性漿料，通過隔膜栗把漿料輸送到進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，利用漿料超高流速沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中，并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，利用兩種物質(zhì)的比重不同向心力不同，使鋁粉和水進行初步的分離，隨著鋁粉濃縮器中漿料的增多，壓力變大，使得上清液通過上部的過濾裝置進行分離，濾液通過上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重復(fù)利用；通過調(diào)節(jié)隔膜栗壓力到0.8mpa，輸送楽料5分鐘后，可以使過濾器內(nèi)部的壓力達到0.5mpa，使一部分清液過濾除去，從而得到固含量在50%的濃漿料；當濃縮過濾器內(nèi)的溫度達到55°C時，使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過冷凝器對自身進行降溫，然后再回到超純水罐中循環(huán)利用，使物料在過濾器中達不到反應(yīng)條件且能保證鋁粉的活性;利用氣站內(nèi)的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，然后通過鋁粉濃縮器底部的放料閥對物料進行卸料，通過管道輸送到反應(yīng)釜裝置內(nèi)，進行反應(yīng)。再利用潔凈高壓氣體和超純水對過濾裝置進行反吹清洗，保證過濾裝置的再生。
[0033]實施例3
[0034]鋁粉漿料池中固含量在5%的高純活性漿料，通過隔膜栗把漿料輸送到進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，利用漿料超高流速沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中，并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，利用兩種物質(zhì)的比重不同向心力不同，使鋁粉和水進行初步的分離，隨著鋁粉濃縮器中漿料的增多，壓力變大，使得上清液通過上部的過濾裝置進行分離，濾液通過上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重復(fù)利用；通過調(diào)節(jié)隔膜栗壓力到
0.1mpa，輸送楽料5分鐘后，可以使過濾器內(nèi)部的壓力達到0.2mpa，使一部分清液過濾除去，從而得到固含量在30%的濃漿料；當濃縮過濾器內(nèi)的溫度達到55°C時，使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過冷凝器對自身進行降溫，然后再回到超純水罐中循環(huán)利用，使物料在過濾器中達不到反應(yīng)條件且能保證鋁粉的活性;利用氣站內(nèi)的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，然后通過鋁粉濃縮器底部的放料閥對物料進行卸料，通過管道輸送到反應(yīng)釜裝置內(nèi)，進行反應(yīng)。再利用潔凈高壓氣體和超純水對過濾裝置進行反吹清洗，保證過濾裝置的再生。
[0035]實施例4
[0036]鋁粉漿料池中固含量在10%的高純活性漿料，通過隔膜栗把漿料輸送到進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，利用漿料超高流速沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中，并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，利用兩種物質(zhì)的比重不同向心力不同，使鋁粉和水進行初步的分離，隨著鋁粉濃縮器中漿料的增多，壓力變大，使得上清液通過上部的過濾裝置進行分離，濾液通過上清水出口回收到上清水罐中，方便下次的重復(fù)利用；通過調(diào)節(jié)隔膜栗壓力到
1.0mpa，輸送楽料5分鐘后，可以使過濾器內(nèi)部的壓力達到0.8mpa，使一部分清液過濾除去，從而得到固含量在60%的濃漿料；當濃縮過濾器內(nèi)的溫度達到55°C時，使用超純水對過濾器進行冷卻，使?jié)鉂{料溫度控制在45°C以下，冷卻水通過鋁粉濃縮器的保溫夾層內(nèi)冷卻盤管給鋁粉濃縮器內(nèi)部降溫，并進一步通過冷凝器對自身進行降溫，然后再回到超純水罐中循環(huán)利用，使物料在過濾器中達不到反應(yīng)條件且能保證鋁粉的活性;利用氣站內(nèi)的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，然后通過鋁粉濃縮器底部的放料閥對物料進行卸料，通過管道輸送到反應(yīng)釜裝置內(nèi)，進行反應(yīng)。再利用潔凈高壓氣體和超純水對過濾裝置進行反吹清洗，保證過濾裝置的再生。
[0037]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種濃縮高純活性鋁粉的裝置，包括鋁粉濃縮器(I)與鋁粉漿料池(2)，其特征在于，所述鋁粉濃縮器(I)的外壁設(shè)置有保溫夾層，所述保溫夾層內(nèi)設(shè)有冷卻盤管;所述鋁粉濃縮器(I)的內(nèi)部設(shè)置有過濾裝置(6)，所述鋁粉濃縮器(I)的側(cè)壁位于過濾裝置(6)下部處設(shè)有一 α噴嘴(4);所述α噴嘴(4)通過管路順次與鋁粉濃縮器(I)外部的隔膜栗(3)以及鋁粉漿料池(2)相連； 所述濃縮高純活性鋁粉的裝置還包括氣站(5)，所述氣站(5)通過管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器(I)內(nèi)部的過濾裝置(6)上方的氣體噴頭相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括溫度檢測裝置(10)，設(shè)置于鋁粉濃縮器(I)的過濾裝置(6)下方的側(cè)壁上，所述溫度檢測裝置(10)的溫度探頭設(shè)置于鋁粉濃縮器(I)的內(nèi)部。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括超純水罐(7)，所述超純水罐(7)的一出水管路與設(shè)置在鋁粉濃縮器(I)內(nèi)部的過濾裝置(6)上方的液體噴頭相連;所述超純水罐(7)的另一出水管路通過位于鋁粉濃縮器(I)底部側(cè)壁的冷卻水進口(14)與保溫夾層內(nèi)冷卻盤管的入水口相連;所述超純水罐(7)的回水管通過位于過濾裝置(6)上方鋁粉濃縮器(I)側(cè)壁的冷卻水回流口(11)與保溫夾層內(nèi)的冷卻盤管的出水口相連，所述回水管上設(shè)有螺旋式冷凝器(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括上清水罐(8)，所述上清水罐(8)通過管路與位于過濾裝置(6)上方鋁粉濃縮器(I)側(cè)壁的上清水出口(9)相連。5.—種基于權(quán)利要求1-4任一所述裝置的濃縮高純活性鋁粉的方法，包括以下步驟: 1)將鋁粉漿料池中的高純活性鋁粉漿料通過隔膜栗輸送進入鋁粉濃縮器的α噴嘴中，使高純活性鋁粉漿料沿α噴嘴以相切方向噴射到鋁粉濃縮器中并且在鋁粉濃縮器中做圓周運動，通過鋁粉與水的比重與向心力不同，使鋁粉和水進行分離； 2)使步驟I)中鋁粉和水分離后的上清液通過上部的過濾裝置進行過濾，過濾后的水排出； 3)步驟2)過濾后，過濾裝置下部獲得濃縮后的高純活性鋁粉漿料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟I)所述高純活性鋁粉漿料的固含量在5wt%-1Owt % ο7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，通過對隔膜栗壓力在0.1-1mpa調(diào)節(jié)得到固含量在30wt % -60wt %的高純活性鋁粉漿料。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟2)對上清液過濾后，利用氣站中的潔凈高壓氣體對過濾裝置進行反吹振打，使過濾裝置再生，并且在卸載步驟3)獲得的高純活性鋁粉漿料后，使用設(shè)置在鋁粉濃縮器外的超純水罐內(nèi)的超純水對過濾裝置進行清洗。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述鋁粉濃縮器內(nèi)溫度達到55°C以上時，使用設(shè)置在鋁粉濃縮器外的超純水罐內(nèi)的超純水對鋁粉濃縮器內(nèi)進行降溫，降溫后的超純水返回超純水罐內(nèi)。
【文檔編號】B22F9/06GK106077682SQ201610625320
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610625320.5, CN 106077682 A, CN 106077682A, CN 201610625320, CN-A-106077682, CN106077682 A, CN106077682A, CN201610625320, CN201610625320.5
【發(fā)明人】李源, 任紅波, 劉冠華, 劉江華
【申請人】劉冠華