A bauxite polida (também conhecida como minério de bauxite ou bauxite) é uma importante matéria-prima para a produção de alumina, materiais refractários e produtos com alto teor de alumina. O forno vertical é um dos principais equipamentos para a calcinação da bauxite. É utilizado principalmente para produzir clínquer de bauxite calcinado e é amplamente utilizado em materiais refratários, cerâmica, materiais de construção e outras indústrias. Segue-se uma introdução detalhada sobre os aspetos das características da bauxite, processo de calcinação em forno vertical, aplicação do produto, etc.
1. Características básicas da bauxite
(1) Composição química e mineral
O principal componente da bauxite é o óxido de alumínio (Al₂O₃) e contém impurezas como SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂, etc. De acordo com a composição mineral, pode ser dividida em:
Tipo mono-hidratado (Al₂O₃·H₂O): elevado teor de alumínio e baixo teor de silício, adequado para a produção de alumina de elevada pureza.
Tipo gibsita (Al₂O₃·3H₂O): facilmente solúvel em álcali, utilizada principalmente para a produção de alumina pelo processo Bayer.
Tipo caulinite (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O): elevado teor de silício, requer o processamento e purificação do minério.
(2) Classificação de bauxite
Grau Teor de Al₂O₃ (%) Aplicação
Grau especial ≥85 Materiais refractários de elevada pureza, produtos de coríndon
Primeiro grau 75-85 Tijolos refractários, cerâmica
Segundo grau 65-75 Cimento, materiais refractários comuns
Terceiro grau 50-65 Fundição de alumínio, materiais de construção
2. Processo de calcinação de bauxite em forno vertical
O forno vertical é um equipamento de calcinação contínua vertical, adequado para a produção em larga escala de clínquer de bauxite calcinada, com elevada eficiência térmica, baixo consumo energético e grande produção.
(1) Estrutura do forno vertical
Corpo do forno: 10-20 m de altura, 2-4 m de diâmetro, revestido com tijolos refractários.
Sistema de alimentação: distribuidor superior, distribui uniformemente o minério.
Sistema de combustão: combustão de gás de carvão, gás natural ou pó de carvão, a temperatura pode atingir os 1500℃.
Sistema de arrefecimento: arrefecimento por jato inferior, temperatura de descarga <100℃.
(2) Processo de calcinação
Britagem e peneiramento
O minério em bruto é britado em blocos de 30-80 mm e as impurezas do solo são removidas.
Pré-aquecimento (200-600℃)
Retire a água livre e a água cristalina (a temperatura de desidratação do diásporo é de cerca de 450°C).
Calcinação a alta temperatura (1200-1500℃)
O Al₂O₃ é convertido em α-Al₂O₃ (fase coríndon) para melhorar a estabilidade do volume.
A impureza SiO₂ reage com Al₂O₃ para formar mulita (3Al₂O₃·2SiO₂), o que aumenta a refractariedade.
Arrefecimento e descarga
Arrefecimento lento para evitar fissuras por choque térmico, o clínquer tem uma elevada dureza e densidade.
(3) Parâmetros-chave do processo
Parâmetro Gama de controlo Influência
Temperatura de calcinação 1400-1500℃ Determina a transformação do cristal de Al₂O₃
Tempo de permanência 8-12 horas Influencia o grau de sinterização
Tipo de combustível Gás natural/gás de carvão Influencia o teor de impurezas
Taxa de arrefecimento <50℃/min Evita a explosão de clínquer
3. Desempenho do clínquer de bauxite calcinado
Elevada refratariedade: ≥1770℃ (quando Al₂O₃>85%).
Estabilidade do volume: retração após calcinação <3%, adequado para ambientes de temperatura elevada.
Resistência à corrosão: Resistência à erosão ácida e alcalina, adequada para o revestimento de fornos metalúrgicos.
4. Aplicação de bauxite calcinada
(1) Materiais refractários (utilização principal, representando mais de 70%)
Tijolos de alta alumina: utilizados em altos-fornos, fornos eléctricos, fornos rotativos de cimento.
Material de fundição: combinado com cimento de aluminato, utilizado para o revestimento de conchas.
Produtos de mulita: mobiliário para fornos de alta temperatura, fornos de cerâmica.
(2) Indústria cerâmica
Como agente branqueador de esmaltes cerâmicos (o teor de Fe₂O₃ é reduzido após a calcinação).
Produção de cerâmicas resistentes ao desgaste (como os revestimentos de moinhos de bolas).
(3) Outras aplicações
Indústria abrasiva: fabrico de corindo castanho e corindo branco.
Indústria de materiais de construção: matérias-primas para cimento de alta alumina.
Indústria química: produção de sulfato de alumínio e cloreto de polialumínio (PAC).
5.º Forno vertical vs. forno rotativo: comparação do método de calcinação
Itens de comparação Forno vertical Forno rotativo
Eficiência térmica Elevada (>60%) Média (40-50%)
Tamanho de partícula adequado Grumos (30-80 mm) Pó/partículas pequenas (<10 mm)
Uniformidade de temperatura Um pouco pior (necessita de distribuição uniforme) Melhor (rotação e aquecimento uniforme)
Custo de investimento Menor Maior
Produtos aplicáveis Clínquer de alumínio médio-alto (Al₂O₃>70%) Alumina de elevada pureza (matérias-primas do processo Bayer)
6. Tendência de desenvolvimento da indústria
Transformação de poupança de energia: adotar tecnologia de combustão de armazenamento de calor para reduzir o consumo de energia (<100 kg de carvão padrão/tonelada de clínquer).
Elevada purificação: reduz o teor de Fe₂O₃ e TiO₂ através de flotação e separação magnética para satisfazer a procura de alumina de grau eletrónico.
Atualização da proteção ambiental: a dessulfuração dos gases de combustão (SO₂) e a remoção de poeiras (PM<10mg/m³) cumprem as normas de emissão.
