不同输送工艺方法对氧化铝粉颗粒形态及其电解效率的影响研究

发布时间：2021-10-21 21:19

　　金属铝材料作为有色金属领域中的主要基础材料,对国民经济的现代化发展具有不可替代的重要作用。然而其生产又具有资源和能源消耗高、环境负荷大的典型特征。在国家大力推行节能减排战略的现实条件下,行业发展面临日益严峻的挑战,只有通过大力创新和在实际生产的各个环节中不断进行技术改进,充分节能降耗,真正有效提高生产效率,才有可能在残酷的市场竞争中站稳脚跟,实现健康可持续发展。本文主要根据金属铝工业生产中有关氧化铝原料输送方法的技改过程,重点针对气力提升泵和钢丝胶带斗式提升机两种方法进行垂直输送条件下,对原料氧化铝颗粒特性和物化特性的不同影响规律的探索,系统研究了不同输送工艺对氧化铝颗粒结构与性能之间的相互作用规律,并对其内在机理进行了相应的解释。通过与机械输送过程的对比研究,发现气力输送过程会导致氧化铝颗粒之间发生较为剧烈的摩擦和碰撞,使颗粒磨损增大、圆度提高、体系中细颗粒增多。这些结果的综合效应是使物料安息角减小,沉降加快,既不利于阳极保温,也不利于颗粒在电解质中的快速充分溶解,从而使电解电流效率降低。研究还发现采用图像粒度分析法检测氧化铝粒度分布较筛分法和激光法具有更好的准确性和适应性。气力输送... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 我国金属铝工业发展的现状分析
        1.1.2 金属铝工业生产的原理与技术特点
        1.1.3 我国铝工业生产高效节能技术发展概述
        1.1.4 原料氧化铝输送工艺系统及其对生产能耗的影响探讨
    1.2 国内外相关领域的研究现状与发展趋势
        1.2.1 氧化铝原料特性对铝电解过程影响研究的相关动态
        1.2.2 输送方式对原料氧化铝物性及电解工艺影响的研究情况
    1.3 研究的目标和主要内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 拟解决的关键问题及预期成果
    1.4 研究方法和技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
第2章 实验原材料和主要研究测试方法
    2.1 课题研究的主要过程和方法
    2.2 砂状氧化铝试样取样的原则和方法
        2.2.1 试验研究的取样原则
        2.2.2 现场取样与试验室制样
    2.3 主要测试与分析方法
        2.3.1 氧化铝粉颗粒特性的测定
        2.3.2 砂状氧化铝表面特性的分析
        2.3.3 砂状氧化铝试样的XRD物相分析
        2.3.4 砂状氧化铝试样的SEM形貌观察
    2.4 研究工作涉及的相关处理软件
第3章 输送方式对氧化铝颗粒特性的影响研究
    3.1 不同输送方式作用下氧化铝表面颗粒特性的变化
        3.1.1 输送方式对砂状氧化铝颗粒表面形貌的影响
        3.1.2 输送方式对氧化铝颗粒几何特征的影响
    3.2 氧化铝试样颗粒分布的特点
        3.2.1 筛分分析法测量不同输送方式氧化铝的粒度分布
        3.2.2 马尔文激光粒度仪测量不同输送方式氧化铝的粒度分布
        3.2.3 图像分析仪测量不同输送方式氧化铝的粒度分布
        3.2.4 三种粒度分析方法对于氧化铝颗粒分布测量准确性的比较
        3.2.5 输送方式对氧化铝颗粒粒度分布的影响研究
    3.3 输送方式对于氧化铝颗粒磨损情况的分形研究
        3.3.1 输送方式对氧化铝颗粒的轮廓分形维数的研究分析
        3.3.2 输送方式对氧化铝颗粒的表面分形维数的研究分析
    3.4 本章小结
第4章 输送方式对氧化铝颗粒主要物化性质的影响
    4.1 氧化铝与冰晶石的晶型特征
        4.1.1 氧化铝颗粒的晶型特征
        4.1.2 冰晶石的晶体结构特征
        4.1.3 输送方式对氧化铝晶型的影响分析
    4.2 输送方式对氧化铝颗粒表面润湿性的影响
        4.2.1 润湿特性的表征
        4.2.2 不同输送方式对氧化铝颗粒表面润湿性的变化规律
    4.3 输送方式对氧化铝颗粒表面电性及电解过程的影响研究
        4.3.1 氧化铝颗粒表面带电原理及双电层
        4.3.2 输送方式对氧化铝颗粒表面电性的规律探讨
        4.3.3 氧化铝颗粒表面电性对电解过程影响的规律分析
    4.4 输送方式对氧化铝颗粒比表面积的影响规律
        4.4.1 氮吸附法测定氧化铝颗粒比表面积的原理
        4.4.2 输送方式对氧化铝颗粒比表面积的影响研究
    4.5 本章小结
第5章 输送方式对铝电解生产能耗的影响探讨
    5.1 氧化铝颗粒溶解过程及溶解模型
        5.1.1 氧化铝颗粒的溶解特点
        5.1.2 已有的氧化铝溶解模型及存在的问题
    5.2 输送方式对影响氧化铝颗粒溶解时间关键变量的确定
    5.3 氧化铝颗粒溶解的传质控制模型
        5.3.1 氧化铝颗粒溶解的传质控制模型的数值计算
        5.3.2 氧化铝颗粒溶解的传质控制模型适应性探讨
    5.4 输送方式对氧化铝颗粒溶解时间与电解能耗的影响研究
    5.5 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化铝质量对电解烟气净化及输料系统运行的影响[J]. 罗菊薇.  甘肃冶金. 2015(02)
[2]氧化铝材料力学性能的分子动力学模拟[J]. 李荣,魏庆华,王新忠,龙水军.  工具技术. 2014(06)
[3]大型铝电解生产氧化铝输送技术探讨[J]. 牛文玮.  世界有色金属. 2014(01)
[4]X射线荧光光谱法分析电解质中氧化铝[J]. 耿昭,张亚平.  中国无机分析化学. 2013(S1)
[5]钢丝胶带斗式提升机在氧化铝粉垂直输送环节的应用[J]. 李杰,杜广生.  有色设备. 2013(03)
[6]关于氧化铝气力输送技术及其应用的探讨[J]. 李奇双.  科技创新导报. 2012(24)
[7]氧化铝物理性能对铝电解工业影响的探讨[J]. 张虎,黄继勇,班德生.  有色冶金节能. 2012(04)
[8]国家标准GB/T24487-2009《氧化铝》综述[J]. 李林海,钟沂妹.  轻金属. 2012(05)
[9]浅析氧化铝质量的改善及对铝电解的影响[J]. 胡美,梁宏伟.  中国石油和化工标准与质量. 2011(10)
[10]氧化铝粉的压送式气力输送[J]. 吴建伟.  轻金属. 2011(S1)

博士论文
[1]铝酸钠溶液晶种分解过程中颗粒行为及其调控[D]. 阎丽.中南大学 2012
[2]基于数学模型的铝电解槽动态过程及其预报系统研究[D]. 张家奇.中南大学 2011
[3]氧化铝在布袋上沉积和吸附HF规律研究[D]. 汪家琼.华中科技大学 2009
[4]气固流化床静电分布的理论及实验研究[D]. 王芳.浙江大学 2008
[5]铝电解惰性阳极制备与性能测试[D]. 曹晓舟.东北大学 2008
[6]基于表面灰度图像的加工表面形貌分形特征研究[D]. 全书海.武汉理工大学 2003

硕士论文
[1]铝电解槽内熔体涡运动与氧化铝输运过程的数值模拟研究[D]. 张翮辉.中南大学 2012
[2]我国电解铝产业产能的优化布局研究[D]. 陈亮.北方工业大学 2012
[3]氧化铝在冰晶石体系中溶解行为的研究[D]. 杨酉坚.东北大学 2011



本文编号：3449731