بوکسیت قهوه‌ای چیست؟

بوکسیت بوفه‌ای (که به عنوان سنگ معدن بوکسیت یا بوکسیت نیز شناخته می‌شود) ماده اولیه مهمی برای تولید آلومینا، مواد نسوز و محصولات با آلومینای بالا است. کوره عمودی یکی از تجهیزات کلیدی برای کلسینه کردن بوکسیت است. این کوره عمدتاً برای تولید کلینکر بوکسیت کلسینه شده استفاده می‌شود و به طور گسترده در مواد نسوز، سرامیک، مصالح ساختمانی و سایر صنایع کاربرد دارد. در ادامه مقدمه‌ای مفصل از جنبه‌های ویژگی‌های بوکسیت، فرآیند کلسیناسیون کوره عمودی، کاربرد محصول و غیره ارائه شده است.

1. ویژگی‌های اساسی بوکسیت
(1) ترکیب شیمیایی و معدنی
جزء اصلی بوکسیت اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) است و حاوی ناخالصی‌هایی مانند SiO₂، Fe₂O₃، TiO₂ و غیره می‌باشد. بر اساس ترکیب معدنی، می‌توان آن را به موارد زیر تقسیم کرد:

نوع مونوهیدرات (Al₂O₃·H₂O): آلومینیوم بالا و سیلیکون کم، مناسب برای تولید آلومینای با خلوص بالا.

نوع گیبسیت (Al₂O₃·3H₂O): به راحتی در قلیا حل می‌شود و عمدتاً برای تولید آلومینا با فرآیند بایر استفاده می‌شود.

نوع کائولینیت (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O): محتوای سیلیکون بالا، نیاز به کانه آرایی و خالص سازی دارد.

(2) طبقه‌بندی بوکسیت
درجه محتوای Al₂O₃ (%) کاربرد
درجه ویژه ≥85 مواد نسوز با خلوص بالا، محصولات کوراندوم
درجه اول 75-85 آجر نسوز، سرامیک
درجه دوم 65-75 سیمان، مواد نسوز معمولی
درجه سوم 50-65 ذوب آلومینیوم، مصالح ساختمانی
2. فرآیند کلسیناسیون بوکسیت در
کوره عمودی کوره عمودی یک تجهیزات کلسیناسیون پیوسته عمودی است که برای تولید در مقیاس بزرگ کلینکر بوکسیت کلسینه شده، با راندمان حرارتی بالا، مصرف انرژی پایین و خروجی زیاد مناسب است.

(1) ساختار کوره عمودی
بدنه کوره: 10 تا 20 متر ارتفاع، 2 تا 4 متر قطر، با آجرهای نسوز پوشیده شده است.

سیستم تغذیه: توزیع کننده بالا، سنگ معدن را به طور مساوی توزیع می کند.

سیستم احتراق: احتراق گاز زغال سنگ، گاز طبیعی یا پودر زغال سنگ، دما می‌تواند به ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد برسد.

سیستم خنک‌کننده: خنک‌کننده انفجاری از پایین، دمای تخلیه <100℃.

(2) فرآیند کلسیناسیون
خردایش و غربالگری

سنگ معدن خام به اندازه بلوک‌های 30 تا 80 میلی‌متر خرد شده و ناخالصی‌های خاک آن جدا می‌شود.

پیش گرمایش (200-600℃)

آب آزاد و آب کریستالی را حذف کنید (دمای آبگیری دیاسپور حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد است).

کلسیناسیون در دمای بالا (1200-1500 درجه سانتیگراد)

Al₂O₃ به α-Al₂O₃ (فاز کوراندوم) تبدیل می‌شود تا پایداری حجمی بهبود یابد.

ناخالصی SiO₂ با Al₂O₃ واکنش می‌دهد و مولایت (3Al₂O₃·2SiO₂) تشکیل می‌دهد که باعث افزایش دیرگدازی می‌شود.

خنک‌سازی و تخلیه

خنک شدن آهسته برای جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از شوک حرارتی، کلینکر سختی و چگالی بالایی دارد.

(3) پارامترهای کلیدی فرآیند
پارامتر محدوده کنترل تأثیر
دمای کلسیناسیون 1400-1500℃ تعیین کننده تبدیل کریستال Al₂O₃
زمان ماند 8-12 ساعت تأثیر بر درجه پخت
نوع سوخت گاز طبیعی/گاز زغال سنگ تأثیر بر میزان ناخالصی
سرعت خنک شدن <50℃/دقیقه جلوگیری از انفجار کلینکر
3. عملکرد کلینکر بوکسیت کلسینه شده
دیرگدازی بالا: ≥1770℃ (وقتی Al₂O₃>85%).

پایداری حجم: انقباض پس از کلسیناسیون <3٪، مناسب برای محیط با دمای بالا.

مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت در برابر فرسایش اسیدی و قلیایی، مناسب برای پوشش کوره‌های متالورژی.

۴. کاربرد بوکسیت کلسینه شده
(1) مواد نسوز (استفاده اصلی، بیش از 70٪)
آجرهای آلومینای بالا: در کوره‌های بلند، کوره‌های الکتریکی، کوره‌های دوار سیمان استفاده می‌شود.

مواد ریخته‌گری: همراه با سیمان آلومینات، برای پوشش پاتیل استفاده می‌شود.

محصولات مولایت: مبلمان کوره با دمای بالا، کوره‌های سرامیکی.

(2) صنعت سرامیک
به عنوان عامل سفیدکننده لعاب سرامیکی (میزان Fe₂O₃ پس از کلسیناسیون کاهش می‌یابد).

تولید سرامیک‌های مقاوم در برابر سایش (مانند آسترهای آسیاب گلوله‌ای).

(3) سایر کاربردها
صنعت ساینده: تولید کوراندوم قهوه‌ای و کوراندوم سفید.

صنعت مصالح ساختمانی: مواد اولیه برای سیمان پرآلومینا.

صنایع شیمیایی: تولید سولفات آلومینیوم و پلی آلومینیوم کلراید (PAC).

۵. کوره عمودی در مقابل کوره دوار: مقایسه روش کلسیناسیون
موارد مقایسه کوره عمودی کوره دوار
راندمان حرارتی بالا (>۶۰٪) متوسط ​​(۴۰-۵۰٪)
اندازه ذرات مناسب کلوخه (۳۰-۸۰ میلی‌متر) پودر/ذرات کوچک (<۱۰ میلی‌متر)
یکنواختی دما کمی بدتر (نیاز به توزیع یکنواخت دارد) بهتر (چرخش و گرمایش یکنواخت)
هزینه سرمایه‌گذاری کمتر بالاتر
محصولات قابل اجرا کلینکر آلومینیوم متوسط-بالا (Al₂O₃>۷۰٪) آلومینای با خلوص بالا (مواد اولیه فرآیند بایر)
۶. روند توسعه صنعت
تحول در صرفه‌جویی در مصرف انرژی: اتخاذ فناوری احتراق ذخیره‌سازی حرارتی برای کاهش مصرف انرژی (<۱۰۰ کیلوگرم زغال سنگ استاندارد در هر تن کلینکر).

خالص‌سازی بالا: کاهش محتوای Fe₂O₃ و TiO₂ از طریق شناورسازی و جداسازی مغناطیسی برای برآوردن تقاضا برای آلومینای گرید الکترونیکی.

ارتقاء حفاظت از محیط زیست: گوگردزدایی از گاز دودکش (SO₂) و حذف گرد و غبار (PM <10mg/m³) مطابق با استانداردهای انتشار است.