氢氧化铝强度的理论计算及控制思路

• 作 者: 叶露升
• 机 构: 中南大学
• 出 处: 中南大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 氢氧化铝 晶体叠合 颗粒强度 有限元分析 控制思路

氧化铝的许多物理性质，特别是比表面积、α—Al<,2>O<,3>含量和安息角等主要决定于煅烧条件；而氧化铝颗粒的粒度和强度在很大程度上取决于原始氢氧化铝的粒度和强度，所以为了生产砂状氧化铝,首先必须得到粒度较粗和强度较大的氢氧化铝。因此本文将从氢氧化铝晶体颗粒强度作为主要的研究内容。
国内外对从过饱和铝酸钠溶液中析出氢氧化铝的过程进行了大量的研究，但对氧化铝晶体强度的研究报道不多，并且这些研究多着眼于生产工艺条件对强度的影响，未从本质上寻找氧化铝强度的主要因素，因此很难为砂状氧化铝生产提供理论指导。
本文利用结构力学与材料力学理论和方法，计算了在外界应力作用下氢氧化铝晶粒叠合面所受正应力与剪应力，研究叠合面上关键点的应力状态，建立了叠合方式一应力状态一强度的关系：
利用有限元计算方法对氢氧化铝晶体叠合形成的氢氧化铝颗粒进行了静力分析，得到了氢氧化铝晶体叠合角度与叠合形成的氢氧化铝晶体颗粒强度的关系，并计算了叠合氢氧化铝晶体尺寸与氢氧化铝晶粒强度变化之间的规律，比较了不同结构氢氧化铝晶体颗粒的强度。
利用有限元方法模拟不同结构氢氧化铝晶粒在流态化焙烧炉中，在温度和外界应力共同作用下的响应情况，根据应力分布得到不同结构氢氧化铝在相同外界条件下的强度关系。
根据模拟计算所得不同结构氢氧化铝晶体颗粒强度关系，与实际生产中的产品进行比较，得出指导实际生产的理论依据，发现：
(1)晶体颗粒的外部形貌，晶体生长附聚速率以及晶种质量是决定氢氧化铝强度的直接因素。
(2)氢氧化铝产品的外部形貌和结构与其在过饱和铝酸钠溶液中的生长附聚过程密切相关。
(3)在实际生产中通过控制产品形貌进而达到控制强度的目的。