氢氧化铝的沉淀

    氢氧化铝的沉淀

    从铝土矿生产氧化铝的拜耳法经浓碱高温浸出得到铝酸钠浓溶液，从中沉淀析出氢氧化铝是其极其重要的一个步骤。拜耳溶液中的Al呈[Al（OH）4]－配离子形式存在，它不稳定，经水解析出氢氧化铝沉淀，其反应如下：

    沉淀的氢氧化铝可能呈晶态，也可能为胶体状，其形态取决于沉淀的条件，包括母液组成、温度和有无晶种等。典型的拜耳溶液含Al2O380kg∕m3左右，Na2O∕Al2O3比（指摩尔比，下同）在1.5～2.5之间，简单的稀释或降温只能得到胶状氢氧化铝，难于分离和洗涤。实践上加晶种帮助结晶分离，习惯上称为“种分”，做法是将前一循环中新生成的5～150μm氢氧化铝晶体作为晶种，大大过量地带入新的结晶循环中，降温并缓缓搅拌大约4d，得到粗粒的氢氧化铝晶体。沉淀的初始阶段，结晶速度与晶种表面积成正比。有效的搅拌是必要的，否则细小的晶种容易聚结而降低结晶速度。在25～35℃下搅拌36h可结晶出约70%的铝。某些组分如溶解的铁、钒和钙盐对结晶有负面影响，因而通常称为抑制剂或中毒剂。这些抑制剂应限制在规定的低水平以保证必要的结晶速度。沉淀的氢氧化铝沉降至槽底，经过滤、洗涤后煅烧成氧化铝产品。母液蒸发浓缩至密度1.45kg·m－3后返回浸出。

    从铝酸钠浓溶液中结晶氢氧化铝的另一个方法是通入二氧化碳中和过量的碱，习惯上称为“碳分”，一般在70℃下进行，相关的中和反应如下式：