Bauxit (auch Bauxiterz oder Bauxit genannt) ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Aluminiumoxid, feuerfesten Materialien und hochtonerdehaltigen Produkten. Der Vertikalofen ist eine der wichtigsten Anlagen zur Kalzinierung von Bauxit. Er wird hauptsächlich zur Herstellung von kalziniertem Bauxitklinker verwendet und findet breite Anwendung in der Feuerfestindustrie, der Keramikindustrie, der Baustoffindustrie und anderen Branchen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung zu den Bauxiteigenschaften, dem Kalzinierungsprozess im Vertikalofen und den Produktanwendungen.
1. Grundlegende Eigenschaften von Bauxit
(1) Chemische und mineralische Zusammensetzung
Der Hauptbestandteil von Bauxit ist Aluminiumoxid (Al₂O₃) und enthält Verunreinigungen wie SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂ usw. Je nach mineralischer Zusammensetzung kann es unterteilt werden in:
Monohydrattyp (Al₂O₃·H₂O): hoher Aluminium- und niedriger Siliziumgehalt, geeignet für die Herstellung von hochreinem Aluminiumoxid.
Gibssit-Typ (Al₂O₃·3H₂O): leicht löslich in Alkali, wird hauptsächlich zur Herstellung von Aluminiumoxid nach dem Bayer-Verfahren verwendet.
Kaolinit-Typ (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O): hoher Siliziumgehalt, erfordert Erzaufbereitung und -reinigung.
(2) Bauxitklassifizierung
Qualität Al₂O₃-Gehalt (%) Anwendung
Spezialqualität ≥85 Hochreine feuerfeste Materialien, Korundprodukte
Erste Qualität 75-85 Feuerfeste Ziegel, Keramik
Zweite Qualität 65-75 Zement, gewöhnliche feuerfeste Materialien
Dritte Qualität 50-65 Aluminiumschmelze, Baumaterialien
2. Kalzinierungsprozess von Bauxit im Vertikalofen Ein Vertikalofen
ist eine vertikale kontinuierliche Kalzinierungsanlage, die für die Produktion von kalziniertem Bauxit-Klinker im großen Maßstab geeignet ist und einen hohen thermischen Wirkungsgrad, geringen Energieverbrauch und große Leistung aufweist.
(1) Vertikale Ofenstruktur.
Ofenkörper: 10–20 m hoch, 2–4 m im Durchmesser, mit feuerfesten Ziegeln ausgekleidet.
Zuführsystem: Oberverteiler, gleichmäßige Verteilung des Erzes.
Verbrennungssystem: Kohlegas-, Erdgas- oder Kohlepulververbrennung, die Temperatur kann 1500 °C erreichen.
Kühlsystem: Bodenkühlung, Austrittstemperatur <100 °C.
(2) Kalzinierungsprozess
Zerkleinern und Sieben
Das Roherz wird auf eine Blockgröße von 30–80 mm zerkleinert und von Bodenverunreinigungen befreit.
Vorheizen (200-600℃)
Entfernen Sie freies Wasser und Kristallwasser (die Dehydratationstemperatur von Diasporen beträgt etwa 450 °C).
Hochtemperaturkalzinierung (1200–1500 °C)
Zur Verbesserung der Volumenstabilität wird Al₂O₃ in α-Al₂O₃ (Korundphase) umgewandelt.
Die Verunreinigung SiO₂ reagiert mit Al₂O₃ und bildet Mullit (3Al₂O₃·2SiO₂), der die Feuerfestigkeit erhöht.
Kühlen und Entladen
Durch langsames Abkühlen wird eine Rissbildung durch Thermoschock vermieden. Der Klinker weist eine hohe Härte und Dichte auf.
(3) Wichtige Prozessparameter
Parameter Regelbereich Einfluss
Kalzinierungstemperatur 1400–1500 °C Bestimmt die Al₂O₃-Kristallumwandlung
Verweilzeit 8–12 Stunden Beeinflusst den Sintergrad
Brennstoffart Erdgas/Kohlegas Beeinflusst den Verunreinigungsgehalt
Abkühlrate <50 °C/min Verhindert Klinkerexplosion
3. Leistung von kalziniertem Bauxit-Klinker
Hohe Feuerfestigkeit: ≥1770 °C (wenn Al₂O₃ > 85 %).
Volumenstabilität: Schrumpfung nach Kalzinierung <3 %, geeignet für Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Korrosionsbeständigkeit: Säure- und alkalibeständig, geeignet für die Auskleidung metallurgischer Öfen.
4. Anwendung von kalziniertem Bauxit
(1) Feuerfeste Materialien (Hauptverwendung, macht mehr als 70 % aus).
Hochtonerdesteine: werden in Hochöfen, Elektroöfen und Zementdrehrohröfen verwendet.
Gussmaterial: kombiniert mit Aluminatzement, wird zur Pfannenauskleidung verwendet.
Mullitprodukte: Hochtemperatur-Brennhilfsmittel, Keramiköfen.
(2) Keramikindustrie
Als Weißmacher für Keramikglasuren (der Fe₂O₃-Gehalt wird nach der Kalzinierung reduziert).
Herstellung verschleißfester Keramik (z. B. Kugelmühlenauskleidungen).
(3) Weitere Anwendungen
Schleifmittelindustrie: Herstellung von braunem Korund und weißem Korund.
Baustoffindustrie: Rohstoffe für Tonerdezement.
Chemische Industrie: Herstellung von Aluminiumsulfat und Polyaluminiumchlorid (PAC).
5. Vertikalofen vs. Drehrohrofen: Vergleich der Kalzinierungsmethoden
Vergleichselemente Vertikalofen Drehrohrofen
Thermischer Wirkungsgrad Hoch (>60 %) Mittel (40-50 %)
Geeignete Partikelgröße Klumpen (30-80 mm) Pulver/kleine Partikel (<10 mm)
Temperaturgleichmäßigkeit Etwas schlechter (erfordert gleichmäßige Verteilung) Besser (Rotation und gleichmäßige Erwärmung)
Investitionskosten Niedriger Höher
Anwendbare Produkte Mittelhochschmelzender Aluminiumklinker (Al₂O₃ >70 %) Hochreines Aluminiumoxid (Rohstoffe nach dem Bayer-Verfahren)
6. Branchenentwicklungstrend
Energiesparende Umwandlung: Einführung einer Wärmespeicher-Verbrennungstechnologie zur Reduzierung des Energieverbrauchs (<100 kg Standardkohle/Tonne Klinker).
Hohe Reinheit: Reduzieren Sie den Gehalt an Fe₂O₃ und TiO₂ durch Flotation und magnetische Trennung, um den Bedarf an Aluminiumoxid in Elektronikqualität zu decken.
Verbesserter Umweltschutz: Rauchgasentschwefelung (SO₂) und Staubentfernung (PM < 10 mg/m³) erfüllen die Emissionsstandards.
