高濃度鋁酸鈉溶液晶種分解過程強(qiáng)化與粒子行為的研究.pdf

1、鋁酸鈉溶液晶種分解過程是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵工序，而提高分解率的同時保證產(chǎn)品的物理性能是當(dāng)前研究的熱點。為強(qiáng)化種分過程，本文對鋁酸鈉溶液中的離子類型與相互轉(zhuǎn)化規(guī)律、分解過程的動力學(xué)、添加劑的強(qiáng)化作用、分解過程中粒子的行為與晶體的形貌變化等方面進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)鋁酸鈉溶液的電導(dǎo)率可以反映種分過程中離子間的變化規(guī)律，通過Origin按照三因子二次方程式擬合得到計算鋁酸鈉溶液電導(dǎo)率的數(shù)學(xué)模型:Λ=176.959

2、35-3.66763Nk+249.20679αk+0.0096Nk2-31.38902αk2，并以此模型計算了不同苛性堿濃度下鋁酸根離子的極限摩爾電導(dǎo)率。
　　結(jié)合紅外研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋁酸鈉溶液種分過程中，Al(OH)4-為其主要離子形式。種分初期(0h-5h)，[Al2(OH)8(OH)n]2-大量離解成Al(OH)4-離子，增大了鋁酸鈉溶液的電導(dǎo)率。
　　(2)構(gòu)建了高濃度下(Nk=170g/L)晶種分解過程的動力學(xué)方程。l

3、n(A0dη/dt)=26.02374+0.2497lnKn+1.1836ln[(A-Ae)/Nf]-67226.653/RT
　　得出分解過程的表觀活化能Ea為67.226kJ/mol，說明分解反應(yīng)是受表面化學(xué)反應(yīng)步驟控制的。
　　(3)種分過程中添加劑P的強(qiáng)化效果受晶種性質(zhì)與溶液結(jié)構(gòu)影響。調(diào)整溶液結(jié)構(gòu)有利于分解率的提高，但同時會改變了粒子行為，導(dǎo)致大量二次成核。添加劑可以有效地抑制細(xì)粒子生成，晶種系數(shù)相對較大(Kr=2.