收藏本站
《中国科学院研究生院(过程工程研究所)》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

亚熔盐法氧化铝产品高值化利用与硅酸钠钙分解过程研究

游韶玮  
【摘要】:本论文在亚熔盐法氧化铝清洁生产技术平台的基础上,以工业冶金级氢氧化铝为原料,通过研究硫酸铝铵的结晶过程及结晶中的杂质行为,对结晶过程进行调控,来制备高纯度的硫酸铝铵,进而制得高纯度的氧化铝产品,以实现工业粗产品的高值化利用。另一方面,针对亚熔盐法处理赤泥工艺过程中硅酸钠钙易分解的问题,研究了硅酸钠钙NaCaHSiO4在铝酸钠溶液中的分解规律,为亚熔盐法处理赤泥的实际工业生产操作提供理论依据和现实指导。论文主要研究内容与研究成果如下:测定了硫酸铝铵结晶诱导期与介稳区,并分析了硫酸铝铵结晶过程的成核与生长机理。根据经典成核理论与介稳区理论分析,得出硫酸铝铵结晶成核过程属于连续成核,且符合三维成核机理。根据表面熵因子理论及模型判定方法,判定硫酸铝铵晶体的生长过程属于连续生长机理。此外,还计算了硫酸铝铵晶体在过饱和溶液中的界面张力、表面熵因子、临界晶核半径与临界自由能的值,以及与溶质在溶液中扩散相关的活化能。以工业冶金级氢氧化铝为原料,通过硫酸铝铵结晶及洗涤进行两步除杂,制备出纯度在99.99%以上的高纯氧化铝,工艺简单,实现了工业粗产品的高值化利用。研究表明结晶工艺参数,包括硫酸铝溶液的初始浓度、过饱和度、温度及结晶方式,对硫酸铝铵晶体中杂质的含量有着显著的影响。通过静置自然冷却结晶的方式可以大幅降低硫酸铝铵晶体中的杂质含量。研究了Na+、K+、Mg2+及Fe3+对硫酸铝铵结晶成核动力学的影响。研究表明,溶液中K+及Fe3+的存在缩短结晶诱导期、减小介稳区宽度,促进成核;溶液中Mg2+的存在延长结晶诱导期、增大介稳区宽度,抑制成核;溶液中Na+的存在对硫酸铝铵结晶成核无明显的促进或抑制作用。根据介稳区理论方法计算了硫酸铝铵的初级成核动力学参数。以高纯硫酸铝铵为原料,通过碳酸铝铵焙烧热解制备出纯度达99.9%、颗粒尺寸小于1μm且尺寸分布均匀的超细高纯氧化铝。主要研究了碳酸铝铵的制备条件对产物中K含量的影响,以及碳酸铝铵的焙烧与氧化铝的洗涤除杂。研究了NaCaHSiO4在铝酸钠溶液中的分解反应过程。当NaCaHSiO4在铝酸钠溶液中发生分解时,NaCaHSiO4转变为方钠石Na8Al6Si6O24(OH)2(H2O)2和加藤石Ca2.93Al1.97(Si0.64O2.56)(OH)9.44,继而降低亚熔盐法处理赤泥工艺中提铝的效率。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(过程工程研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ133.1

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任岳荣;朱自康;徐端莲;傅培鑫;;硫酸铝铵热分解法制备高纯氧化铝的研究[J];无机盐工业;1991年06期
2 陈正夫,吴之崟;硫酸铝铵中痕量金属杂质的测定[J];化学世界;1983年12期
3 张伟志;;高纯度硫酸铝铵的合成工艺有关技术问题探讨[J];科技风;2013年16期
4 程新华,孙文德,王和珍,王玉霞,郭新珍;Na-β″-Al_2O_3粉的制备[J];硅酸盐通报;1987年03期
5 王生光;;阳极溶出伏安法测定特纯硫酸铝铵中铜、铅、镉[J];陕西化工;1993年02期
6 何朝晖,张景香;硫酸铝生产食品级硫酸铝铵新工艺[J];无机盐工业;2001年04期
7 黄德江;;动态[J];化学试剂;1990年01期
8 ;食晶添加剂(六)[J];辽宁化工;1986年01期
9 ;鲜花保鲜法[J];中小企业科技信息;1994年02期
10 陈虹,俞宏伟,刘润;溶液酸度对于从含铝废液中回收硫酸铝铵的影响[J];浙江化工;1999年02期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 环境科学学者 上海市政协委员 沈建华;“油条精”合不合法,并不简单[N];东方早报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 游韶玮;亚熔盐法氧化铝产品高值化利用与硅酸钠钙分解过程研究[D];中国科学院研究生院(过程工程研究所);2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 路文;Al(OH)_3制备高纯Al_2O_3及提纯技术研究[D];贵州师范大学;2015年
2 刘亚青;硫酸铝铵法氧化铝前驱体制备工艺研究[D];河北科技大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026