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氢氧化铝实验报告与结果分析

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氢氧化铝实验报告与结果分析

发布日期:2018-01-02 11:26 来源:http://www.bsco.cc 点击:

    随着对环保要求的日益严格以及大型预焙电解槽的广泛应用,具有颗粒均匀粗大、较好的流动性、良好的熔盐溶解性能、优越的干法吸附性等诸多优点的砂状氧化铝更加受到青睐。近年来,氧化铝界的科研单位和企业做了大量的工作。


    目前,氧化铝的粒度和强度等均有了很大的改善,但我国拜耳法氧化铝的粒度控制,仍然没有摆脱周期性细化的干扰。在粒度细化期间,立盘及平盘过滤机状况恶化,产能大幅度下降,焙烧炉电收尘负荷加大,出口含尘升高,事故频繁,严重影响到拜耳法系统的正常运行。由于粒度变化的微观性,人们对产品氢氧化铝粒度的变化过程和控制过程众说不一。本文作者针对这一问题,在实验室模拟工业条件考查了温度、晶种数量、种子粒度及种子比表面积对周期性细化的影响。


    1  实验


    1.1  实验条件


    分解用铝酸钠精液取自某拜耳法生产现场,氧化铝质量浓度为150~165 g/L,铝酸钠溶液的分子比aK =1. 43~1.6,分解时间为40 h。实验采用循环分解:每次实验所用溶液均为工业铝酸钠溶液,实验结束取后部分产品氢氧化铝作为下一轮分解的晶种。分解用分解槽为威海自控反应釜有限公司生产的容积为7.5 L的程控搅拌式分解槽,搅拌转速为150 r/min。


    1.2  实验方法


    采用MASTERSIZER 2000激光粒度分析仪(英国MARVERN公司制造)分析颗粒的分布。粒度的平均粒径定义为:随粒度的增大,其对应粒度的质量百分含量增加,当累许百分含量增至50%时,其对应的粒度即为平均粒径。采用岛津SSX -550型扫描电镜分析产品的结晶形貌。


    2  结果与分析


    2.1  分解温度对周期性细化的影响


    本实验所用降温制度如表1所示,晶种加入量为600 g/L。不同分解温度制度对周期性细化的影响如图1所示。


    升高初始分解温度可以延缓产生爆发性细化的时间,减弱周期性波动的振幅,但并不能从根本上消除粒度的周期性细化现象。另一方面,升高温度却降低了溶液分解率,分解率的平均值从52%降到46%。这是因为温度对分解的影响具有两重性。温度低可以提高分解率,但温度低铝酸钠溶液的过饱和度增大,分解速度快,如果没有足够的用于分解的种子表面积,容易发生二次成核二次成核是相对于溶液中自发生成新晶核的一次成核过程而言,它是在原始浴液过饱和度高而晶种表面积小的条件下产生新晶核的过程,所形成的晶核称为二次晶核[4-6]),从而造成产物粒度细化。


    分解温度高能抑制二次成核,促进附聚的进行(所谓附聚,就是在范德华力、自粘力、附着力等力的作用下,微粒物质自发和定向地连接在一起的现象‘7’胡),但提高温度使溶液的过饱和度降低,减缓分解的速度,降低分解率。因此,单纯的升高温度来抑制粒度的周期性细化是不可取的。


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