稳定铝酸钠溶液分解产品氢氧化铝的粒度波动

为解决铝酸钠溶液种分过程中产品氢氧化铝粒度出现的周期性细化问题,在实验室模拟工业条件,主要从添加剂、细种子添加量和碳分晶种对产品氢氧化铝粒度的影响进行了研究.研究发现,把添加剂的使用和晶种粒度的控制相结合可以减弱周期性波动的振幅,缩短细化时间;通过补充细种子可使用于分解的种子粒度分布比较均衡,能够减弱产品氢氧化铝粒度产生周期性波动的幅度;在种分过程中加入部分碳分晶种可获得粒度比较稳定的氢氧化铝产品.     

种分法制备易溶氢氧化铝的工艺

通过种分法制备了易溶氢氧化铝,研究了分解原液浓度、晶种数量和分解温度等实验条件对铝酸钠溶液分解率及氢氧化铝酸溶性的影响．研究结果表明,其最佳条件是：分解初温为40℃,分解终温为30℃,分解原液的Al2O3浓度为130g／L,晶种数量为0．4g／L,产品酸溶率在90％以上．并通过SEM和XRD对粒子的形态和晶体结构进行了表征．     

铝酸钠溶液晶种分解过程中的分形动力学

研究了铝酸钠溶液晶种分解过程中晶种对种分的影响,提出了铝酸钠溶液种分反应的分形介质反应动力学关系式,通过实验研究了铝酸钠溶液在高固含情况下晶种分解过程中的谱维数变化.研究结果表明铝酸钠溶液种分过程符合分形介质反应动力学的基本规律,种分过程中谱维数的变化与晶种的活性及温度有关;分形反应的速率常数kt与时间的谱维数相关,kt=ktds/2-1;以洗涤过的杂质含量少、没有附碱的氢氧化铝为晶种,铝酸钠溶液在45,50和55 ℃下种分,谱维数变化在1 h后存在转变时间点,而在65 ℃时则没有,随着温度升高,谱维数增大,前期反应活性增大;以未经洗涤、附碱含量高的氢氧化铝为晶种,在50 ℃存在谱维数转变点,在种分前期,反应谱维数较小,活性较低.     

碳酸钠和硫酸钠对铝酸钠溶液结构的影响

利用红外光谱,研究碳酸钠和硫酸钠对铝酸钠溶液结构的影响.同时,研究当有碳酸钠和硫酸钠存在时,铝酸钠溶液的结构变化对其物理化学性质和分解过程的影响.研究结果表明:碳酸钠和硫酸钠均会改变铝酸钠溶液的结构,随着碳酸钠和硫酸钠浓度的增加,铝酸钠溶液中四面体离子Al(OH)4-明显减少,低波数段Al-O-Al结构的Al2O(OH)62-离子明显增多.同时,加入碳酸钠和硫酸钠后,铝酸钠溶液结构上的变化将导致铝酸钠溶液黏度升高,电导率下降,并对晶种分解过程产生抑制作用.由此说明,铝酸钠溶液的结构变化对其物理化学性质及分解过程有很大影响.即铝酸钠溶液中聚合离子增多,不利于铝酸钠溶液的晶种分解.     

铝酸钠溶液种分过程中草酸钠结晶析出的行为

拜耳法氧化铝生产过程中,草酸钠在铝酸钠溶液晶种分解工序造成诸多负面影响.本文对种分过程草酸钠结晶析出的行为进行研究.用含草酸钠的合成和工业铝酸钠溶液分别进行分解实验,考察草酸钠对分解产物粒度和形貌的影响,并对草酸钠的结晶习性、草酸钠与氢氧化铝之间的相互作用规律进行探究.结果表明,草酸钠在氢氧化铝表面或颗粒间隙结晶析出,使氢氧化铝二次成核增加,并严重阻碍氢氧化铝的附聚,这是其造成产品氢氧化铝粒度细化的主要原因.     

添加剂强化拜耳法种分分解的工艺条件实验

研究添加剂强化拜耳法种分分解的微观机理。把改性阳离子型聚丙烯酰胺与聚丙烯酸钠混合添加剂加入铝酸钠种分溶液中,对添加剂混合比例、浓度和添加时间等影响铝酸钠溶液种分分解速率进行探讨,在分解过程进行8 h时,对氢氧化铝晶体进行扫描电镜测试。研究结果表明:加入添加剂可加快Al(OH)4-扩散到晶种表面,Al(OH)4-经化学反应产生Al(OH)3以及OH-扩散到溶液本体的过程,达到强化分解过程的目的;与未加添加剂相比较,改性阳离子型聚丙烯酰胺与聚丙烯酸钠混合(以质量比5∶1混合)加入,质量浓度为1.56×10-4g/L以及在分解初期加入效果最好;在有添加剂的情况下晶种表面会产生更多次生晶核,由于搅拌等因素脱落或互相吸附形成新的大颗粒晶种,加快了二次成核的形成。     

溶液质量浓度对铝酸钠溶液碳酸化分解的影响

研究了铝酸钠溶液碳酸化分解过程中溶液的质量浓度变化对碳酸化分解过程及其产品的粒度和强度的影响,发现随着溶液质量浓度的提高,碳酸化分解率降低,产品氢氧化铝的粒度细化、强度降低;在相近分解深度时,高质量浓度铝酸钠溶液分解的氢氧化铝的粒度和强度也较低质量浓度的差     

表面活性剂对铝酸钠溶液种子搅拌分解的影响

采用向铝酸钠溶液中添加表面活性剂来强化其晶种分解过程,考察了不同类型的表面活性剂对铝酸钠溶液种子搅拌分解过程分解率的影响·试验结果表明,加入一定量的高分子聚合物可强化分解过程的进行,阳离子和非离子表面活性剂可使分解率提高2%左右;而分子量较大的阴离子表面活性剂可使溶液分解率提高6%左右·     

高浓度铝酸钠溶液晶种分解动力学

引入瞬时晶种系数Krt,以[(ρ-ρc)/ρf]n2为过饱和铝酸钠溶液晶种分解过程的推动力,导出了高浓度铝酸钠溶液晶种分解过程的动力学方程,得到在高浓度条件下晶种分解过程的表观活化能为30.84kJ/mol。应用所导出的动力学方程,对分解温度、苛性碱浓度、过饱和度等因素对高浓度条件下晶种分解过程的影响进行模拟分析,研究结果表明:由于该过程的控制方式由铝酸钠溶液较低浓度时的表面化学反应控制转变为高浓度的扩散控制或混合控制,从而导致铝酸钠溶液高浓度时的活化能明显低于其较低浓度时的活化能。     

液相沉淀法制备微粉氢氧化铝动力学分析

应用响应曲面法(RSM)和结晶宏观动力学对液相沉淀法制备微粉氢氧化铝过程进行了分析.响应曲面法研究表明:影响中位径的最主要因素为反应温度，其次依次为反应时间、分散剂的量和溶液的pH值；影响分形维数的最主要因素为分散剂的量，其次依次为溶液的pH值、反应温度和反应时间.结晶宏观动力学的研究表明:硫酸铝与氨水反应过程分为晶核生长期和晶粒长大期两个阶段；两个阶段的宏观结晶动力学方程均符合二级反应速率方程，表观活化能分别为051和127kJ/mol.晶体生长机制研究表明，扩散控制机制是氢氧化铝晶核生长和晶粒长大的主导机制.     

真空铝热炼锂还原渣回收氢氧化铝的研究

碳酸锂、氧化铝和氧化钙混合常压煅烧可获得LiAlO₂熟料,经真空铝热还原可得金属锂,同时得到铝酸钙系还原渣,主要成分为CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃.为综合利用该还原渣,通过混合碱液溶出、碳酸化分解回收氢氧化铝.研究溶出温度、溶出时间、还原渣粒度、碳酸钠质量浓度、氢氧化钠质量浓度、金属锂还原率对氧化铝溶出率的影响.结果表明:以锂还原率97%的炼锂还原渣为原料,粒度分布d_○90 74μm、溶出温度95℃、溶出时间120min、碳酸钠质量浓度240g/L及氢氧化钠质量浓度8.9g/L的条件下,氧化铝的溶出率为80.73%.溶出的铝酸钠溶液经碳分可获得体积平均粒径6.50μm及白度值96.9的氢氧化铝.     

阴离子表面活性剂对铝酸钠溶液种分过程的影响

在铝酸钠溶液的种分过程中,加入一种不饱和脂肪酸型阴离子表面活性剂,能强化分解过程,提高产品质量·试验表明,表面活性剂的添加量达280mg/L时,可使溶液分解率提高5%左右,产品氢氧化铝的粒度增大2%左右,强度提高5%左右·表面活性剂的加入,使铝酸钠溶液的物理化学性质有明显变化·通过对铝酸钠溶液的粘度、表面张力、电导率性质的测试,分析了表面活性剂的作用机理·     

铝酸钠溶液中Al(OH)3吸附草酸盐行为研究

通过模拟拜耳法晶种分解过程研究了铝酸钠溶液中Al(OH)₃对草酸盐的吸附平衡和动力学行为,并考察了草酸盐初始浓度和Al(OH)₃粒度对吸附的影响规律. 结果表明:Al(OH)₃对草酸钠有较大的吸附能力,随草酸钠浓度的升高和Al(OH)₃粒度的细化,草酸钠吸附率随之升高,达到平衡的时间也相应缩短;不同粒度Al(OH)₃的吸附能力不同,这跟Al(OH)₃的比表面积有很大关系;Al(OH)₃对草酸钠的等温吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附行为为多分子层吸附,同时存在物理和化学吸附过程.     

硼镁石真空铝热炼镁还原渣提取高白氢氧化铝

以煅烧硼镁石为原料真空铝热还原炼镁得到的还原渣中富含12CaO·7Al2O3,该还原渣可通过氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液溶出得到铝酸钠溶液和富硼料,铝酸钠溶液通过碳酸化分解可制备氢氧化铝.以硼镁石铝热炼镁所得还原渣为原料,研究了溶出温度、时间、碳酸钠及氢氧化钠质量浓度对氧化铝溶出率的影响,并对碳分产物进行性能研究.结果表明,在氢氧化钠质量浓度12g/L,碳碱质量浓度210g/L,溶出时间120min,溶出温度95℃,液固比为6的条件下,炼镁还原渣中氧化铝的溶出率为8521%.氢氧化铝产品为α-Al(OH)3,白度大于98,SEM显示其晶粒小于1μm.     

碳酸盐在铝土矿溶出过程中的脱除行为

采用XRD,XRF,SEM-EDS和PSD等检测手段,系统研究了不同石灰添加量、溶出温度、晶种添加量和碳酸盐质量浓度下一水硬铝石型铝土矿高压溶出过程中铝酸钠溶液中碳酸盐含量的变化规律及其脱除机理.结果表明:铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度为25 g·L^-1时,氧化铝溶出和碳酸盐脱除的最佳条件为:石灰添加量为11%,溶出温度为270℃,此时氧化铝的溶出率和碳酸盐的脱除率分别为72.47%和68.95%.具有板条状结构的霞石(Na₆(Al₆Si₆O₂₄)·Na₂CO₃·2H₂O)为脱除碳酸盐时的主要产物.铝酸钠溶液中碳酸盐质量浓度在25 g·L^-1以下时碳酸盐更易脱除.     

乙酸盐对拜耳法脱硅产物析出行为的影响

研究了145℃下铝酸钠溶液中乙酸盐浓度对拜耳法脱硅产物矿相组成、微观组织和析出活性的影响规律.铝酸钠溶液中含有乙酸盐时，结晶水合铝硅酸钠主要由沸石和羟甲基方钠石组成，其晶格常数随着乙酸根浓度的增加而增加;随着乙酸根浓度的增加，沸石和羟甲基方钠石的结晶度逐渐降低，羟甲基方钠石的生成量逐渐增加，而沸石的生成量逐渐降低.乙酸盐对水合铝硅酸钠的微观形貌和官能团结构影响不大，但能提高水合铝硅酸钠的碱铝比，并降低硅铝比，使硅缺位程度增加;随着乙酸根浓度的增加，水合铝硅酸钠的粒度降低，在铝酸钠溶液中的活性增加.     

铝酸钠溶液中苛性碱、碳酸碱和氧化铝含量的连续测定

利用自动电位滴定法, 选择葡萄糖酸钠配合铝酸钠溶液中的铝, 在滴定碱总量时保持氢氧化铝稳定而不沉淀析出, 不干扰测定. 再以氟化钾置换配合铝酸钠溶液中的铝, 同时放出与铝等化学计量的OH-, 通过酸碱滴定, 实现了在铝酸钠溶液中对苛性碱、 碳酸碱和氧化铝含量的连续测定. 此方法操作简便、 快速, 数据准确可靠.     

高铝粉煤灰制备氢氧化铝的比表面积及孔隙特性

以高铝粉煤灰烧结熟料为原料,经溶出、深度脱硅和分解(碳酸化分解或晶种分解)得到高白氢氧化铝,采用低温氮气吸附法分析两种分解方法制得的氢氧化铝的比表面积和孔隙分布.结果表明:氢氧化铝的等温吸附线属III类,氢氧化铝晶粒之间的孔隙以微孔为主,存在一定数量的介孔和大孔.碳分氢氧化铝BET比表面积和平均孔径远大于种分氢氧化铝,碳酸化分解时在CO2的强推动下,氢氧化铝猛烈析出并凝聚,使得晶体结构疏松,晶间空隙大.晶种分解靠晶体的长大而使晶体变粗,晶体结构致密,晶间空隙小.     

种分过程添加剂对氢氧化铝粒度强度的影响

在铝酸钠溶液的种分过程中,添加剂的应用可以提高产品氢氧化铝的粒度、强度·选出了增大氢氧化铝粒度的添加剂H1,I,F,G,提高氢氧化铝强度的添加剂L,I,F,G,H2,H3,H5;研究了氢氧化铝粒度与强度的关系·结果表明,氢氧化铝颗粒在45～105μm的个数百分数越大,氢氧化铝颗粒分布越均匀,强度就越好;探讨了添加剂的作用机理,即表面活性剂分子的亲油基在氢氧化铝粒子表面形成油层,将氢氧化铝细粒子紧密粘结在一起,使氢氧化铝的粒度与强度增大·