氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法

氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 靳静 唐山钢铁集团有限责任公司 河北唐山 063000 摘要 :在工业生产领域内......

作者:靳静 文章来源:未知 日期:2021-09-07

 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法
靳静
唐山钢铁集团有限责任公司 河北唐山  063000
摘要:在工业生产领域内,对于氧化铝的化学分析与物理性能测定方法是关于钢铁行业生产的一大重点。在认识氧化铝化学分析特性的同时,也必须围绕氧化铝物理粒度、比表面积、松装密度、磨损指数这几个基本参数进行分析。针对当前氧化铝化学成分分析与物理测定方法进行逐步优化,了解到如何在工业化生产过程中进一步推动氧化铝化学分析与物理检测建设。并对于其物理性能、化学特性做出认知,完善当前氧化铝生产企业工艺内容,对于其性能测定过程提出相应的解决优化方案。
关键词:氧化铝化学分析方法;物理性能;测定方法
    在钢铁行业发展过程中,其中的一项重要材料就是氧化铝。随着大量冶炼技术的发展,当前以铁矾土作为其冶金主要原料,而被大量使用。铁矾土的化学成分通常采用《粘土国家标准》进行分析,但是在试样分析过程中却显得十分困难,过程非常繁琐。所以其工作流程不太合理,也急需对于此项技术进行分析。铁矾土内含有二氧化硅、氧化铝、氧化铁等物质,对于其中的氧化铝检验过程应采用化学检验与物理检验相结合的方法。真正对于其内的氧化铝含量进行分析,满足相应实验结果要求。
1氧化铝化学分析方法 
1.1方法提要
    关于氧化铝的化学分析方法,它主要是在样品中加入EDTA试剂。首先准备好部分溶液,对于强碱分离铁钛元素后加入一定的溶液,在弱酸溶液中,铝和EDTA络合形成1比1的络合物,这时可用插减法求得氧化铝的含量。关于冶金工业的氧化铝化学分析方法,也常使用的是此种测定方法。基于钢铁生产、检验过程,视情况会采用人工或者机械方法分批次的选择样品,并保持样品的最小颗粒不易太小。在室温下放于特定环境内进行储存,以此保持氧化铝的正常功能。在样品选择过程中应达到取样的物理状态与化学状态进行平衡,直到整个检验过程结束为止。
1.2主要操作步骤
    关于工业生产的氧化铝,它主要用于运输、装卸、连续流动、储存以及运输过后的氧化铝取样。在运输时,可由任何的人工设备或者机械设备进行补充。如阿基米德螺旋或者倾斜的斜槽,在称样容器方面对于此工业生产内容也必须以塑料材质为主。步骤方面首先对于工业园氧化铝批次、数量进行分析,在每隔一段时间内,必须对于整个斜槽宽度内取一份氧化铝,该分量的氧化铝至少要为2kg。对于工业生产过程中颗粒粒度在0um到300um之间的氧化铝,要取500g氧化铝作为其实际实验对象。从中进行实验样品的测定,按照一定的操作步骤进行规范,这适用于粉末状产品的测定方法。
1.3取样分析内容
    首先对于取样装置,其必须保障其内部没有盛放任何的东西。在取样之前,对装置至少开启2到3次,将其中的残余、次品去除,大多数时候都是从流动性的氧化铝中直接取样,这样一来也可以在整个流动面上进行宽度量取。在取样时必须保持最大容量的持续流动,并尽量避免在供料中断或者加料时进行使用。如果是采用机械方式进行取样,在取样时怎样保证整个容器内无其它的产品,两次取样过程中也不能够有任何的灰尘落入。其中将样品取样放入到四等分箱或者接收台内,避免任何的遗留问题。应采用阿基米德螺旋或倾斜斜槽来进行取样,避免加料漏斗后的漏料问题。在取样过程中保证样品的力度,防止不同力度大小样品发生偏心问题。为了将取样的大气环境影响降到最低,应尽量在特定的除湿环境内进行取样。然后按照化学试剂方法将专门的检验探针用于其中,对于氧化铝性质做出分析,找准氧化铝的化学特性状况。
2氧化铝物理测定方法技术现状
2.1粒度
    在氧化铝冶金工业生产过程中,氧化铝在高压气流推动下由物料管输送到下料机,下料机在周期性的将氧化铝柱入到电解槽内,由此稳定其电解质内容。如果出现氧化率的电解质力度,则会堵塞管道,这会造成氧化铝生产过程中的加料困难,影响到了其后续的电解效果。但是氧化铝的力度也不能够过大,力度过大会影响其在电解质中的溶解速度,造成沉积影响和电流效率。当前企业大多希望采用的氧化铝粒度分不要小于45 um,要小于18%。粒度的分布要大于150um,其颗粒小于3%的氧化铝。筛分法是测定氧化率粒度分布的一种重要方法,也是各钢铁企业进行生产制造的有效方法。按照氧化铝化学测定方法与物理性能测定过程,筛分法所测定的结果,采用颗粒累计质量分数来进行表示。筛分法最为主要的特点就是在使用过程中较为简单,其分析结果也能够被学者广泛的接受。在筛分法应用过程中,它的局限性也十分的明显。在制造使用过程中,由于筛孔的不均匀性,可能会对于某一目标要做出长期锁定。其颗粒必须聚集时才能够统一穿过某一筛孔,在分析过程中,它时长较长,也未能够对超过颗粒部分进行分析。筛选的实际质量并不是太高,在筛选过程中不同厂家的筛选样品处理方法都可能会导致后续的误差,造成实验室的粒度分布结果出现不同的偏差。而激光粒度仪策略方法则是围绕光在前进过程中会保持其均匀性,只有一部分的光会偏离前进方向。这样一种认识方式被称为光的散射,粒度的颗粒尺寸越小,散射角越大,由此激光粒度仪就是按照光的散射现象进行分析的。通过此方法快速确定出氧化铝颗粒尺寸,其结果较好,但是在测定过程中却需要由测定人员进行各参数设置。在激光粒度仪法测定超细氧化铝粒度时,关于其时间、分散剂和遮光度等因素,都会不同程度的影响到粒度测定成果。如果样品在水中发生了一系列的团聚现象,这也表明后续的测定数据残差较大,其可信度较低。在研究时,也发现12烷基苯磺酸钠与六偏磷酸钠样品分散效果较好,它不会产生过多的颜色,使得粒度测量出现失真问题。
2.2磨损指数
    磨损指数也是关于氧化铝物理测定的一种主要方法,如前面的研究过程以及能够得知,氧化铝的粒度较好有利于电解正常进行,但是对于氧化铝的操作内容仅仅依靠此项指标还是不够的。在氧化铝运送和下料方面,它是依靠某一高压气流进行推动的。如果氧化铝的强度未能够达到十级的等级,就会出现破损,而形成一系列的小颗粒。这会影响到氧化铝本身的运送过程,在此时也必须需要一个表征氧化铝在高压状态下破损内容的指标,其参数就是磨损指数。磨损指数能够从整体上反映出氧化铝本身的强度,在钢铁工业发展过程中,它的值与强度内容正好成反比。这一测量方法也是围绕氧化铝化学规范进行测定给出的,可以先将部分氧化铝样品分为两大类。其中一部分样品用直接筛分法测定其质量分数,另一部分氧化铝则放在流化床上以一定的气流循环对其进行磨损。最后筛分出大于45 um质量等级的氧化铝,按照磨损公式计算得出氧化铝磨损系数。关于氧化铝磨损指数的测定,它包括气体性质、吹压压力以及漏孔直径这三个主要因素。关于此因素,任何一部分一旦发生改变也会使得后续的测定结果出现较大的变化,在研究过程中对于其吹压过程应尽量采用好压缩空气如氧气、氮气等等气体,从安全视角用量出发,考虑氮气。现今也有学者针对激光粒度仪法测定了氧化铝的磨损指数,它与常用的氧化铝测定方法有着很大的差别。但是激光粒度测定方法测试较快,结果较为稳定。对于冶金工业生产,也就有着实际的的意义。采用此方法,能够对比参数,做好氧化铝生产指导。
2.3松装密度
    在铝电解过程中,其需要在规定时间内向电解槽内加入一定质量的氧化铝。电解自动下料设备可完成氧化铝的添加,它添加的氧化铝也是以体积量进行控制的,在必要时也必须做好氧化铝松装密度控制,了解多少体积能够对应相应的氧化铝松装密度测定方法。也需了解到添加多少体积的氧化铝才能够对应一定质量的氧化铝,松装密度测定会按照氧化铝化学分析方法与物理分析方法作出同步运行。在进行冶金工作开始之前,必须将试样放于300摄氏度进行干燥。不同于ISO903:1976要求,松装密度测试过程较为简单。除了控制时的下料之外,能够保证测试过程中无任何震动,这时也无其它的要求。
2.4真密度
    在物理测定过程中,钢铁行业也常会根据氧化铝的真密度对其进行测定。真密度是对氧化铝在电解中的沉降与扩散做出影响的关键参数,如果其真密度过大,也不利于氧化铝在电解槽内进行迅速扩散,它会造成氧化铝的团聚问题。氧化铝真密度测定方法是按照《氧化铝化学分析方法与物理性能测定方法 比重瓶子法》得出的,由于二甲苯具有一定的毒。性在此方法应用时,也具有着一定的难操作性。基本上都是用水去替代二甲苯,在脱气方法应用方面也可以采用水煮法代替真空抽制方法。此方法应用过程能够满足客观要求,其结果也较为稳定。在气体介质测定方法原理应用过程中,将其用于真密度测定方法内,了解氧化铝真密度。在工业生产领域内常应用的一类方法为气体法,气体法应用较为简单,它能够有效地确定出氧化铝真密度,这也与传统的测定过程存在着较大的差别。
2.5比表面积
    现代铝电解工艺设计过程中,氧化铝在加入到电槽之前,都会经过预先设置的烟气净化管道,以此吸附烟气中的氟化氢和全氟化碳等等有害物质。氧化铝的吸附能力保障主要取决于其比表面积,目前氧化铝的比表面积大约维持在80m²/g左右。氧化铝比表面积测定方法基本上采用的就是BET法,即在液氮条件下对于氮分子进行吸附,它多是多层分子吸附内容。根据BET公式可以认为在氮气饱和压力下,可以测定出几个不同层次的比表面积量。其测定标准为氧化铝化学方法与物理性能测定方法,在测定氧化铝比表面积时,对于其中的宏观活化温度和时间控制也是非常关键的。但在比表面积测定过程中,通常情况下冶金氧化铝都是在氢氧化铝流传设备上进行1100摄氏度煅烧的。氧化铝大部分具有表面活性,能够吸收空气中的一些水分。如果采用150℃脱去活化,并不能够完全的去除表面的一些附着水分,也不建议采用300℃脱去活化。其测量出的结果不会真正地反映出氧化铝的比表面积,对此方法也需做出适当的调整。只有这样,才能够保证测定结果准确性、完整性。
结语
    关于氧化铝在冶金工业中的物理测定与化学测定内容,它是做好钢铁行业施工发展的基础。对于化学测定应明确化学测定方法,认识氧化铝在试剂瓶内的基本含量,并对于其工业化学测定内容作出分析。而对于物理测定则要从磨损指数、粒度、松装密度、真密度、比表面积等四个方面出发,在相应指标测定过程中,按照氧化铝实际含量进行确定。了解到钢铁生产氧化铝的基本内容,对于施工过程作出进一步保障。并加强人员方面的操作技术训练,真正做好氧化铝生产过程优化。
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靳静(1983年6月),女,汉族,河北省邯郸市,硕士研究生,工程师,钢铁冶金(钢铁及原辅料成分分析)。
 

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