鋁酸鈉溶液分解產品粒度周期性細化的規(guī)律及防治研究.pdf

1、氧化鋁是生產電解鋁的主要原料，同時也是電子、石油、化工、耐火材料、陶瓷等行業(yè)不可缺少的重要原材料。近年來，隨著對環(huán)保要求的日益嚴格以及大型預焙電解槽的廣泛應用，具有顆粒均勻粗大、較好的流動性、良好的熔鹽溶解性能、優(yōu)越的吸附性等諸多優(yōu)點的砂狀氧化鋁更加受到青睞。為適應國際市場的要求，氧化鋁界的科研單位和企業(yè)做了大量的工作，目前，氧化鋁的粒度和強度等均有了很大的改善，但我國拜耳法氧化鋁的粒度仍然存在周期性爆發(fā)性細化問題，嚴重影響到拜耳法系統(tǒng)

2、的正常運行。因此消除產品粒度的周期性細化已成為我國氧化鋁工業(yè)急需解決的問題，本文針對氧化鋁工業(yè)生產中存在的上述問題，對鋁酸鈉溶液分解產品粒度周期性細化的規(guī)律及防治進行了系統(tǒng)研究。 本文在實驗室模擬工業(yè)條件對產品粒度周期性細化的規(guī)律、條件、影響因素進行了系統(tǒng)研究，并結合SEM照片對其機理進行了研究。發(fā)現產品粒度波動的周期隨溫度的升高而縮短、隨晶種量的增加而延長，粒度波動的振幅隨溫度的升高而減小、隨晶種加入量的增加而增大；在其它條件

3、基本不變的情況下，用于分解的晶種粒度分布出現斷層造成其分布不平衡，特別是細粒子減少，粗粒子增多，導致種子的比表面積變小，以至于分解后期種子的比表面積小于某一臨界值，從而導致產品粒度的爆發(fā)性細化。 本文提出在產品粒度變化的不同時期向分解流程中連續(xù)補充細種子以穩(wěn)定產品的粒度。研究發(fā)現在產品粒度變化的粗化期補充細種子有加速產品粒度產生細化的趨勢，在產品粒度變化的細化中期補充60g/L左右的細種子可穩(wěn)定產品的粒度波動。 本文在實

4、驗室模擬工業(yè)條件系統(tǒng)研究了碳分晶種對鋁酸鈉溶液種分過程的影響。發(fā)現在種分過程加入一定比例的碳分晶種可提高鋁酸鈉溶液的分解率，穩(wěn)定產品氫氧化鋁的粒度，顯著提高產品氫氧化鋁的強度，依據本次試驗條件，建議在分解總固含為500g/L的條件下，碳分晶種的添加量為150～200g/L較宜。 研究了不同添加劑以及不同添加劑的添加量對鋁酸鈉溶液種分過程的影響，結合電子顯微鏡(SEM)對產品的結晶形貌進行了觀察，并探討了添加劑的作用機理。發(fā)現添加

5、劑的應用促進了不同顆粒間附聚的進行，增大附聚顆粒的臨界半徑，并有效抑制了二次成核的發(fā)生，同時也促進了晶體的交互生長，相比之下，添加劑I32的添加量在40mg/L下更有利于改善產品的粒度、強化鋁酸鈉溶液分解。提出根據產品粒度的變化信息確定添加劑的添加量以穩(wěn)定產品粒度，發(fā)現根據產品的粒度變化調整添加劑的添加量可有效減弱產品粒度的波動幅度。最后對有無添加劑作用的分解產品做了熱重分析，發(fā)現產物中的添加劑可在焙燒氧化鋁的條件下氧化成氣體而排出，不