鋁酸鈉溶液分解產(chǎn)品粒度周期性細(xì)化的規(guī)律及防治研究.pdf

1、氧化鋁是生產(chǎn)電解鋁的主要原料，同時(shí)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(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格以及大型預(yù)焙電解槽的廣泛應(yīng)用，具有顆粒均勻粗大、較好的流動(dòng)性、良好的熔鹽溶解性能、優(yōu)越的吸附性等諸多優(yōu)點(diǎn)的砂狀氧化鋁更加受到青睞。為適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)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(qiáng)度等均有了很大的改善，但我國(guó)拜耳法氧化鋁的粒度仍然存在周期性爆發(fā)性細(xì)化問題，嚴(yán)重影響到拜耳法系統(tǒng)

2、的正常運(yùn)行。因此消除產(chǎn)品粒度的周期性細(xì)化已成為我國(guó)氧化鋁工業(yè)急需解決的問題，本文針對(duì)氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中存在的上述問題，對(duì)鋁酸鈉溶液分解產(chǎn)品粒度周期性細(xì)化的規(guī)律及防治進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 本文在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)條件對(duì)產(chǎn)品粒度周期性細(xì)化的規(guī)律、條件、影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并結(jié)合SEM照片對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品粒度波動(dòng)的周期隨溫度的升高而縮短、隨晶種量的增加而延長(zhǎng)，粒度波動(dòng)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(xiàn)斷層造成其分布不平衡，特別是細(xì)粒子減少，粗粒子增多，導(dǎo)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(dǎo)致產(chǎn)品粒度的爆發(fā)性細(xì)化。 本文提出在產(chǎn)品粒度變化的不同時(shí)期向分解流程中連續(xù)補(bǔ)充細(xì)種子以穩(wěn)定產(chǎn)品的粒度。研究發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品粒度變化的粗化期補(bǔ)充細(xì)種子有加速產(chǎn)品粒度產(chǎn)生細(xì)化的趨勢(shì)，在產(chǎn)品粒度變化的細(xì)化中期補(bǔ)充60g/L左右的細(xì)種子可穩(wěn)定產(chǎn)品的粒度波動(dòng)。 本文在實(shí)

4、驗(yàn)室模擬工業(yè)條件系統(tǒng)研究了碳分晶種對(duì)鋁酸鈉溶液種分過程的影響。發(fā)現(xiàn)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(chǎn)品氫氧化鋁的粒度，顯著提高產(chǎn)品氫氧化鋁的強(qiáng)度，依據(jù)本次試驗(yàn)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(duì)鋁酸鈉溶液種分過程的影響，結(jié)合電子顯微鏡(SEM)對(duì)產(chǎn)品的結(jié)晶形貌進(jìn)行了觀察，并探討了添加劑的作用機(jī)理。發(fā)現(xiàn)添加

5、劑的應(yīng)用促進(jìn)了不同顆粒間附聚的進(jìn)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(shí)也促進(jìn)了晶體的交互生長(zhǎng)，相比之下，添加劑I32的添加量在40mg/L下更有利于改善產(chǎn)品的粒度、強(qiáng)化鋁酸鈉溶液分解。提出根據(jù)產(chǎn)品粒度的變化信息確定添加劑的添加量以穩(wěn)定產(chǎn)品粒度，發(fā)現(xiàn)根據(jù)產(chǎn)品的粒度變化調(diào)整添加劑的添加量可有效減弱產(chǎn)品粒度的波動(dòng)幅度。最后對(duì)有無添加劑作用的分解產(chǎn)品做了熱重分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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