回转窑生产煅烧Al2O3的原理
原料氢氧化铝通过喂料螺旋由位置较高的窑尾端喂入,燃料和热风则从较低的窑头喷入窑内,物料和热气流做相反方向运动。随着窑体的转动,物料被带到一定的高度,受自身的重力作用下落,随着窑体的不断转动,物料沿窑壁向前滑移动,从窑尾送到窑头,在整个运动过程中不断吸收燃料所释放的热量,从而完成了全部物理、化学变化,由回转窑窑头卸入冷却机,冷却至80℃以下,再经提升机、斜槽、送至α-Al2O3成品仓,而燃料产物则在排风机的作用下被送至窑尾一、二级旋风收尘和电收尘,经收尘后的废气排入大气。焙烧原理为含有一定水份的湿氢氧化铝,在回转窑内的高温作用下,经过烘干、脱水、晶型转变三个过程转化为α-Al2O3。其转化率主要取决于焙烧温度、矿化剂添加量和物料在窑内停留的时间。
主要反应方程式：


影响煅烧质量因素
 1. 矿化剂
    合适的矿化剂剂不仅影响着颗粒的形貌和大小,同时还能够促进氧化铝的α相转化,但不同添加剂的作用明显不同。添加剂产生的影响主要归结为生长晶面对添加剂的吸附作用,从而导致了晶体生长速率的变化,而最终反映到晶体形态上;在高温氧化铝煅烧过程中添加矿化剂,以起着降低煅烧温度、除杂提纯、提高α相转化率、控制晶粒尺寸等作用。它们可以使α-Al2O3在较低温度下长大,其中硼酸和卤系类型的矿化剂可与原料中的Na2O反应生成易于挥发的化合物,从而降低α-Al2O3中Na2O的含量。矿化剂促进α-Al2O3。晶型转化的机理是:首先,氢氧化铝在低温烧结生成χ-Al2O3(或γ-Al2O3)时,矿化剂与Al2O3反应生成某些过渡性化合物,降低了α-Al2O3转化成α-Al2O3的烧成温度,从而提高了Al2O3转化成α-Al2O3的转化率,其次,是部分脱钠型矿化剂与Al2O3中的Na20反应生成低温化合物,并随着温度的继续升高而挥发,减少了Na2O对α-Al2O3转化率的影响,提高了Al2O3转化成α-Al2O3的活性。在生产中为了有效脱钠,大多采用硼化物和氯化物作为矿化剂,实验证明,添加量在千分之三到十比较合适。矿化剂加多了,成本升高,并且生产中不易操作,例如以硼酸为矿化剂加入过量时,在窑内的高温作用下,融化形成液态与物料混合形成胶着状吸附在窑内耐火砖表面,当达到一定厚度时,如遇窑内温度大的波动或物料粘度过大时,会造成堵塞下料口的现象,给正常生产带来大的波动,使产量降低,产品质量下降。矿化剂加少了,α-Al2O3含量提高不起来,影响产品质量。在生产中通常可以对矿化剂添加量和温度做相应调整,生产不同产品满足不同用户。
     氢氧化铝在煅烧α-Al2O3转化开始时生成的α-Al2O3晶体尺寸极小,中位径通常小于0.5μm,需要添加矿化剂提高晶粒度。在无矿化剂时,回转窑中的温度即使达1600℃,也不足以使α-Al2O3结晶长大到2μm。但是如果添加硼酸或卤系矿化剂就可在较低的温度下获得到结晶尺寸大于2μm且α-Al2O3含量较高的产品,从而节约大量能源。如果要获得微晶α-Al2O3可以采用镁、镍、钴、钨、铬、铁、铝、硅、锆等矿化剂抑制α-氧化铝原晶生长。如果要获得大原晶的α-Al2O3可以采用含氟、硼、氯、铜、钾、钦、锌、硫、碘等矿化剂加快原晶的生长。
 
 2.窑头部和尾部温度
         合理地控制回转窑煅烧温度是获得合格α-Al2O3的有效手段,但现有的测温技术应用在实时监测煅烧高温带温度还不成熟。主要原因是现有耐高温、耐摩擦的测温热电阻基本为陶瓷材料,这种材料物理性质脆硬,温差变化稍大就断裂,无法长期应用。还有一个主要原因就是添加矿化剂煅烧α-Al2O3时窑内壁会烧结一层结皮,会覆盖在探入窑内的测温热电阻外侧,使得检测结果失真。鉴于以上问题在生产控制上通常以窑头和窑尾部温度为参考,判断煅烧温度的高低。窑头位置低,窑尾位置高。窑头部温度距离高温煅烧带较近,可以较明显的反应高温锻烧带温度,窑头部温度高窑内原料转化成α-Al2O3的速度快,转化率完善,晶粒增速度快。但二次风温度、风量和下料辐射热也会影响窑头温度,所以操作中根据具体情况调整。窑尾部温度可以反映回转窑内部通风状况和氢氧化铝的预烧状况。该处温度高,则窑内部通风良好,预热带温度高,氢氧化铝预烧的好。提高窑尾部温度可以适当的延长回转窑煅烧带长度,有利于。α-Al2O3的转化。在实际操作中,该处温度受排风量、氢氧化铝下料量、窑转速和燃料量影响。排风量大煅烧带向窑尾移动,窑尾温度高;氢氧化铝下料量小吸收热能少,窑尾温度高;窑转速快,窑内物料飞扬严重通风差,窑尾温度低;增加燃料量提高窑内温度,窑尾温度也相应提高。在生产中,需要根据窑实际情况进行综合分析。窑尾部温度一般控制在380一450℃范围内。

 3.  煅烧时间
     回转窑煅烧时间是靠控制窑转速实现的,窑转速慢,物料停留时间长,煅烧时间就长;窑转速快,物料停留时间短,煅烧时间就短。由于煅烧α-Al2O3在高温下晶粒增长较快,因此,在保证晶相转化完全的情况下,应尽量缩短物料在烧成带的停留时间。当窑温较高、下料量较大、矿化剂加量偏高或出现一定量块料时,一般可通过暂时提高窑速来加速物料在窑内的运动速度使情况得以缓解。正常生产中,出于稳定热工参数的考虑,窑速尽可能保持一致,以保证物料煅烧制度的稳定。 

工艺参数影响
1. α相转化率
      一般地说，客户要求产品的α相越高越好，生产中，有时α相低于95%，出现产品不合格的现象，其原因如下：
（1）原料粒度偏大，正常煅烧制度无法烧透；
（2）下料量偏高，在其它参数不变的情况下，下料量超出正常波动范围；
（3）原料中氧化钠含量偏高，在煅烧过程中，生成了一定量的β-Al2O3影响了α相的转化；
（4）煅烧过程中，窑内通风不畅等因素；
（5）晶相转化剂的加入量偏低，在同样条件下，起不到促进晶相转化的效果。
2. 氧化钠含量
       氧化钠是高温煅烧氧化铝中的有害组分，因而其含量越低越好。生产中一般通过矿化剂降低氧化钠含量。高温煅烧氧化铝中的氧化钠含量偏高主要由以下因素造成：
（1）原料氢氧化铝中氧化钠含量偏高；
（2）煅烧温度偏低；
（3）矿化剂加入量不足。

3. 流动性
      高温煅烧氧化铝的流动性将影响产品的后续应用，尤其是作为陶瓷原料和磨料原料使用时，对流动性有较高的要求。生产中，产品的流动性差主要由以下因素所致：
（1）原料氢氧化铝的粒度波动较大；
（2）产品出现过烧情况；
（3）矿化剂加量过大。