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高浓度铝酸钠溶液晶种分解过程的研究

权昆  
【摘要】:我国氧化铝厂采用难溶的一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝,不仅生产成本高于国外同类产品,且传统的生产工艺配置很难生产出砂状氧化铝;特别是铝酸钠浓度较高时,问题尤为突出。因此,有必要针对我国氧化铝厂的生产现状和工艺技术特点,探索不同分解条件对溶液分解率和产品质量的影响规律,探明其分解机理,为我国的氧化铝生产提供理论指导。 本文首先研究了晶种分解过程的动力学,根据建立的动力学方程,求出不同溶液条件下分解反应的表观活化能。对分解过程机理提出新的看法:铝酸钠溶液在分子比低时,分解反应的表观活化能高,分解过程的速度控制步骤是以化学反应控制为主,这时温度对分解反应影响较大;当铝酸钠溶液的分子比高时,分解反应的表观活化能低,分解反应的速度是由扩散过程控制,温度对分解反应影响小。提出强化分解过程的思路是:分解初期增大降温梯度,而在分解中后期应加强搅拌,加快扩散传质。 采用中州分公司现场晶种和工业氢氧化钠配制成实验要求的精液成份,研究了种分过程中分解原液分子比、精液浓度、晶种、温度制度等工艺条件对分解过程的影响。得到了它们对分解率、产品氢氧化铝的粒度和强度的影响规律。发现采用65—50℃的降温制度,中等种子添加量(Ks=2.0),粒度适中(平均粒径为30—40um)且其中含有适量细颗粒的晶种时,可以得到较高的溶液分解率和粒度、强度较好的氢氧化铝产品。 根据理论分析、研究和生产实践,总结出了中州选矿拜耳法氧化铝生产中高浓度一段分解技术的生产运行规律,对我国砂状氧化铝生产具有重要的指导意义。


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