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复习资料
1.拜耳法和烧结法基本流程
2.一水铝石矿和三水铝石矿在碱液中的反应,以及不同矿物的溶出条件
Al2O3·xH2O+2NaOH+(3-x)H2O=2NaAl(OH)4
Al2O3·3H2O+2NaOH=2NaAl(OH)4
Al2O3·H2O+2NaOH+2H2O=2NaAl(OH)4
铝土矿温度(℃)压强(MPa)Na2O(g/L)
三水铝石140~1500.39120~140
一水软铝石205~2301.18~2.29140~220
一水硬铝石230~2452.94250~300
3.中国铝土矿的特点
我国铝土矿的特点是高铝、高硅和低铁(少部分例外),即氧化铝含量高,氧化硅含量也高,但铝硅比较低(多数在4~6之间),铝硅比大于8的优质铝土矿数量少,且在矿床中分布不连续。
4.通过Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图分析拜耳法各主要流程在平衡状态图中的特征线
5.拜耳法溶出及分解主反应
Al2O3·xH2O+2NaOH+(3-x)H2O=2NaAl(OH)4
xAl(OH)3+Al(OH)4-=(x+1)Al(OH)3+OH-
(晶种)(结晶)
6.拜耳法生产氧化铝过程理论溶出率、实际溶出率、相对溶出率计算公式及意义
(1)、氧化铝理论溶出率
氧化铝理论溶出率是表示铝土矿中氧化铝理论溶出量占原铝土矿中氧化铝量的质量百分数。
η理=×100%
式中:
A-铝土矿中氧化铝的含量(%)
S-铝土矿中二氧化硅的含量(%)
(2)、氧化铝实际溶出率
在溶出时,实际溶出的Al2O3量与矿石中Al2O3之比称为Al2O3的实际溶出率,用η实表示。
η实=×100%
(3)氧化铝相对溶出率:
相对溶出率为实际溶出率对理论溶出率的比值,用以衡量不同溶出制度的效果
η相=×100%=
7.影响铝土矿溶出过程的因素
(1)溶出温度。
温度是影响溶出过程最主要的因素,升高溶出温度,可加快溶出速度及增大设备产能。
(2)循环母液碱浓度及苛性比值。
循环母液的Na2Ok浓度及苛性比值愈高,Al2O3溶出速度及设备产能越大,综合考虑流程的平衡,应选择适当的碱浓度及苛性比值。
(3)矿石细磨程度。
矿石磨得越细,溶出速度越快,但响应的动力消耗增加及赤泥分离困难。
(4)搅拌速度。
搅拌可使溶出速度加快,并可防止矿浆杂加热表面结垢,有利与生产。
(5)石灰添加量。
对难溶性铝土矿的溶出,添加3~8%的石灰有利于溶出速度加快。
8.拜耳法溶出过程添加石灰的作用(p50)
9.石灰作用机理(p58)
10.铝土矿中含硅相的存在形态以及溶出过程的行为(不需要动力学,仅说明形态及溶出速率即可,有反应的可以写上)(p69——75)
11.硅在氯酸钠溶液中的平衡溶解度p84
12.氯酸钠溶液中含硅矿物析出平衡固相特点(写明钠石沸石相生成区即可)p94
13.铁对拜耳法溶出过程的影响p103
铝土矿中主要含有赤铁矿(α-Fe2O3),菱铁矿(FeCO3)针铁矿(α-FeOOH)和水赤铁矿(Fe2O3-0.5H2O)等。
铝土矿溶出时所有赤铁矿全部残留在赤泥中,成为赤泥的重要组成部分。
赤泥中以针铁矿形式存在的Fe2O3,通常都具有不良的沉降和过滤性能。
因此,在溶出时添加石灰促进了针铁矿转变为赤铁矿。
可以提高氧化铝的溶出率,也改善了赤泥的沉降性能。
氧化铁含量越多,赤泥量越大,则洗涤用水越多,因此水的蒸发量大,相应赤泥分离设备、洗涤设备及蒸发设备相应增多,提高了产品成本。
在生产溶液中往往含有2~3毫克/升以铁酸钠形态溶解的铁,还含有细度在3微米以下的含铁矿物微粒,这些微粒很难滤除,则成为氢氧化铝被铁污染的来源。
14.钛对溶出过程的影响及屏蔽方p104
铝土矿含钛矿物多以金红石和锐钛矿物存在。
不加石灰时,含钛矿物能引起氧化铝溶出率降低和氧化钠损失,还导致赤泥沉降性能变坏以及在加热设备表面形成结疤。
在溶出一水硬铝石型铝土矿时,不添加石灰,氧化钛与碱作用生成不溶性的钛酸钠3TiO2+2NaOH+aq=Na2O·3TiO2·2.5H2O+aq钛酸钠结晶致密,在矿粒表面形成一致密薄膜,把矿粒包裹起来,阻碍一水硬铝石的溶出。
由于三水铝石易溶解,在钛酸钠生成之前已经溶解完毕,所以TiO2不影响三水铝石的溶出。
一水铝石型铝土矿,则受到一定程度的影响。
生产中为了消除氧化钛在溶出过程中的危害,一般采用添加石灰的办法,使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙:
2CaO+TiO2十2H2O=2CaO·TiO2·2H2O由于钛酸钙结晶粗大松脆,易脱落,所以氧化铝溶出不受影响,并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失
15.硫对溶出过程的影响p118
铝酸钠溶液被铁污染,主要是硫化物形态造成的。
在低温下,S2-起着分散剂的作用,使黄铁矿分解生成的赤铁矿、磁铁矿、以胶体形态进入进入溶液。
在高温溶出时,硫化钠和二硫化钠与铁作用,生成羟基硫代铁酸钠Na2[FeS2(OH)2]·2H2O,其溶解度大于羟基铁酸钠NaFe(OH)4、硫化铁、多硫化铁和氢氧化铁。
反应式如下:
Fe2O3+2Na2S+5H2O=Na2[FeS2(OH)2]·2H2O+Fe(OH)2+2NaOH,Fe(OH)2+Na2S2+2H2O=Na2[FeS2(OH)2]·2H2O
16.有机物对溶出过程的危害p127
17.单流法及多流法的特点(p184)
单流法溶出工艺是指用于溶出铝土矿的全部母液与出磨矿浆混合制成原矿浆,用多级自蒸发器的二次汽以及新蒸汽间接(或部分间接)加热到溶出温度,在罐式或管式溶出器中完成母液对矿石中氧化铝的溶出过程。
国外新建或扩建改造的氧化铝厂大多采用此种溶出工艺。
单流法溶出工艺的优点是:
单流法在处理硅、钛等矿物含量少、在溶出过程中在加热表面结疤生成速度小及结疤清理较易的铝土矿时,具有工艺流程简单、易操作、易控制、预热过程热利用较高的优点。
双流法溶出工艺流程是将用于溶出的碱液分成不等的两部分,仅用其小部分(约15%-20%)与铝土矿磨制成矿浆制成矿浆流,剩余的大部分碱液为碱液流。
两股料流分别经过用溶出后矿浆多级自蒸发器的乏汽不同程度地预热;碱液流再经过单独用新蒸汽加热至更高温度。
两股料流在串联的压煮器系列中的第一个压煮器中汇合,并在一个或多个压煮器中用新蒸汽间接加热到溶出温度,并在其后的压煮器中完成母液对矿石中氧化铝的溶出过程。
双流法溶出工艺的优点是:
在双流法溶出工艺中,绝大部分溶出母液不参与制备矿浆而直接预热器间接加热。
因母液中二氧化硅含量很低,加热过程中硅渣析出量很少,因而大大减轻母液预热器换热表面上的结疤。
18.管道化溶出装置的升降温过程(可附简图)p135
19.氧化铝生产过程结疤矿物成分分类p155
20.结疤的防治方法(p183——185)
21.影响赤泥沉降的因素(p188)
22.分解过程诱导期存在的原因(P211)
23.影响分解过程的主要因素(p218)
(1)分解原液浓度和苛性比的影响
(2)温度制度(3)晶种数量和质量(4)分解时间及母液苛性比值(5)搅拌强度(6)溶液中的杂质
24.一段和两段分解工艺的技术特点
法铝一段法
瑞铝二段法
工艺原理
考虑了分解过程中成核、附聚和长大这三者之间的关系,利用铝酸钠溶液的过饱和原理,将各种因素对氢氧化铝粒度的影响转变为温度对粒度的影响,通过温度调节来严格控制溶液的过饱和度,抑制成核,从而保证氢氧化铝的粒度,该技术以晶体长大为主,
在保持了欧洲拜耳法高浓度条件下找到了种子附聚与单位晶种表面所担负的溶液中氧化铝过饱和度的关系,是附聚与长大相结合的分解技术。
工艺特点
1.高浓度、高固含
2.流程相对简单
3.产出率高
4.产品粒度均匀
5.产品磨损指数低,强度高
6.种子循环量小
缺点
1.产品粒度不够均匀
2.磨损指数高,强度低
3.晶种循环量大
4.流程较为复杂,要经过两次降温,真空降温的热量得不到有效利用
5.在第一、二段分别加入细种子和粗种子,分级后的产品有三种:
即成品AH、粗种子和细种子,分级操作难以掌握好
25.流态化煅烧技术的优势1热效率高,热耗低2产品质量好3投资少4设备简单,寿命长,维修费用低5对环境污染小
26.不同形式多效蒸发的流程特点()
并流:
蒸汽和料浆流动方向相同。
并流优、缺点:
①料液可自动流入下一效,无需泵输送;②溶液会发生闪蒸而产生更多的蒸汽;③K依次减小。
逆流:
蒸汽和料浆流动方向相反。
逆流优、缺点:
①料液需用泵送入下一效;②传热推动力较为均匀。
宜于处理粘度随温度和浓度变化大的溶液,不宜于处理热敏性的溶液平流:
蒸汽依此进入蒸发器,料浆同时进入蒸发器,蒸汽与料浆流动方向相同。
优、缺点:
①各效独立进料,传热状况均较好;②物料停留时间较短。
特点:
完成液不再进行二次、三次蒸发。
适于有结晶析出的溶液。
错流:
蒸汽依此进入各个蒸发器,料液从第二级蒸发器进入后依此进入后续蒸发器,最后由末级蒸发器进入一级蒸发器。
优、缺点:
①兼有并、逆流的优点;②操作复杂
27.苛化过程反应(p268)
28.碱石灰烧结法烧结过程、溶出、及碳酸化分解过程主反应
烧结Al2O3+Na2CO3=Na2O·Al2O3+CO2;
SiO2+2CaO=2CaO·SiO2;
Fe2O3+Na2CO3=Na2O·Fe2O3+CO2
溶出Na2O·Al2O3+H2O+aq→NaAl(OH)4+aq;
Na2O·Fe2O3+H2O+aq→NaOH+Fe2O3·H2O(↓)+aq
分解2NaAl(OH)4+CO2+aq=2A1(OH)3↓+Na2CO3+aq
29.碱石灰烧结法炉料配方指标
在生料掺熟的情况下,配方包括料浆中七项指标:
铝硅比A/S、铁铝比[F]/[A]、碱比、钙比([])表示氧化物的摩尔数)、水分含量,固定碳含量以及干生料的细度。
碱比等于1,钙比等于2的配方称为饱和配方,我国生产实践一般采用低碱高钙配方,其值如下:
==(0.92~0.95)+K1[C]/[S]=(2.0~2.03)+K2(K1,K2为操作波动系数)30.碱石灰烧结法熟料溶出率计算公式
熟料溶出的作业效果,通常由熟料的Al2O3净溶出率和Na2O净溶出率来衡量。
ηA净=×100%ηN净=×100%
式中:
A熟、A赤——熟料和弃赤泥中的Al2O3含量%
N熟、N赤——熟料和弃赤泥中的Na2O含量%
C熟、C赤——熟料和弃赤泥中的CaO含量%
当熟料的标准溶出率ηA标和ηN标基本固定时,ηA净和ηN净越高,就表示溶出过程中Al2O3和Na2O的损失越小,即溶出效果越好。
31.简述碱石灰烧结法脱硅过程
碱石灰烧结法的脱硅原理是由碱石灰铝土矿组成的炉料经过烧结,氧化硅转变为不溶的原硅酸钙(2CaO·SiO2),
SiO2+2CaO=2CaO·SiO2
在用稀碱溶液溶出时,原硅酸钙不同溶液反应,全部转入赤泥从而达到制备铝酸钠溶液和使有害杂质SiO2·Fe2O3与有用成分Na2O和Al2O3分离的目的,
32.联合法生产氧化铝的方法及优缺点
1.并联法:
并联法包括拜耳法和烧结法两个平行的生产系统,以拜耳法处理铝土矿,以烧结法处理高硅铝土矿或霞石等低品位铝土矿。
但也有的厂烧结系统采用低硅铝土矿,此时烧结法炉料中不配入石灰,即采用所谓两组分炉料(铝土矿与碳酸钠)。
烧结法系统的溶液并入拜耳法系统,以补偿拜耳法系统的苛性碱损失。
并联法的主要优点是:
(1)可以在处理优质铝土矿的同时,处理一些低品位铝土矿,充分利用本地区矿石资源。
(2)种分母液蒸发时析出的一水碳酸钠直接送外烧结法系统配料,因而取消了拜耳法的碳酸钠苛化工序,从而也就免除了苛化所夺得稀碱液的蒸发过程。
同时,一水碳酸钠吸附的大量有机物可在烧结法中烧掉,因而避免了有机物对拜耳法某些工序的不良影响。
当铝土矿中有机物含量高时,这一点尤为重要。
(3)生产过程中的全部碱损失都用价格较低的碳酸钠补充,这比用苛性碱要经济(以Na2O计,我国体内酸钠与苛性碱的比价为1:
1.8)。
实践证明,当其它条件相同时,并联法的产品成本低于单一的拜耳法。
有的资料指出,当拜耳法系统处理的铝土矿的铝硅比低于15及CO2含量高于1.6%时,并联法经济效果更为显著。
并联法的缺点主要有:
(1)用铝酸钠溶液代替纯苛性碱补偿拜耳法系统的苛性碱损失,使得拜尔法各工序的循环碱量增加,从而对各工序的技术经济指标有所影响。
(2)工艺流程比较简单。
拜耳法系统的生产受烧结法系统的影响和制约,必须有足够的循环母液储量,以免在烧结法系统因某种原因不能供应拜耳法系统以足够的铝酸钠溶液时使拜耳法系统减产。
2.串联法:
对于中等品味的铝土矿(例如铝硅比为5~7的一水铝石矿)或品味虽然较低但为易溶的三水铝石型矿,采用串联法往往比有利。
该法是先以较简单的拜耳法处理矿石,提取其中大部分氧化铝,然后再用烧结法回收拜耳法赤泥中的Al2O3和碱,所得铝酸钠溶液补入拜耳法系统。
串连法的工艺流程见下图。
串连法具有并联法的一些主要优点。
此外由于矿石经过拜耳法与烧结法两次处理,Al2O3的总回收率高,碱耗降低。
而矿石中大部分Al2O3是由加工费和投资都较低的拜耳法提取的,每吨产品的熟料量比单纯的烧结法大为减少,总成本降低。
同时对于拜耳法的溶出条件和要求也可以适当放宽,产品质量也高于烧结法。
串连法的主要缺点是:
(1)拜耳法赤泥的烧结往往比较困难,而烧结过程能否顺利进行以及熟料质量的好坏又是串联法额关键。
另外,当矿石中Fe2O3含量低时,在烧结法系统需要添加矿石才能解决补碱的问题。
矿石中Fe2O3含量过高则使赤泥炉料的烧结特性变差。
(2)拜耳法和烧结法两个系统的平衡和整个生产的均衡稳定受两系统互相影响的程度比并联法大,给生产控制带来一定困难。
(3)拜耳法赤泥由烧结法处理,进入流程的Na2SO4少了一个排除机会。
3.混联法:
如果串联法的烧结系统除处理拜耳赤泥外,还同时处理一部分低品位矿石,使烧结法系统的产能扩大到超过补碱的需要,将多余部分的烧结法溶液用碳酸化分解析出氢氧化铝,这种工艺流程称为混联,即相当于一个串联法厂与一个烧结法厂同时在生产。
混联法的工艺流程图见下图。
在工艺流程中,拜耳法处理低硅铝土矿,烧结法除处理拜耳法溶出残渣外,同时加入部分高硅铝矿石。
这是根据我国一水硬铝石型铝土矿的特点(高硅、低铁)确定的。
如果采用单纯的串联法来生产。
将会出现烧结法系统供碱不足的问题。
因此,针对这个问题采用在拜耳法赤泥中添加部分低品位矿石进行配料烧结。
一方面为综合利用矿产资源创造了条件。
另一方面添加低品位铝上矿的目的是使热料铝硅比提高;一则有利于补足碱,二则使热料溶点提高,烧成温度范围变宽。
同时采用低碱高钙的新配方,改善烧结过程的操作条件,以获得高质量的熟料,从而提高溶出率,降低折合比,减少单位能耗,增大窑的产能,这是我国氧化铝生产工艺的一个突出特点。
在混联法中,拜耳法产品含硅低、含铁高,而烧结法产品含硅高、含铁低,这两种产品混合后,互相补充,能产出较优质的氧化铝产品。
但混联法生产工艺尽管有总回收率高、碱耗低,拜耳法、烧结法两大部分各成系统,易于调节两大系统的产品比例、平衡组织生产等优点,但仍无法避免工序多、流程长、能耗高、成本高、单位产品建设投资大的弱点,很不适应目前已融通的国内外市场,难以参与市场竞争。
因此,我国各大铝厂逐步采用新的生产方法-串联法对现行的混联法进行改造,以获得良好的经济效益。
(所有简答都不必完全写原文,请按文意总结即可)
基本概念:
铝硅比P8、分子比P20、晶种分解、附聚P203、二次成核P209、碳酸化分解(往铝酸钠溶液中通入CO2气体,使其分解析出氢氧化铝的过程。
碳酸化分解的目的是使氢氧化铝最大限度地从铝酸钠溶液中分解析出。
过程的主要任务是在保证氢氧化铝质量的前提下,尽可能地提高铝酸钠溶液的分解率。
以提高熟料的氢氧化铝产生率和减少流程中的循环量)、熟料、理论溶出率、实际溶出率、相对溶出率、自蒸发、套管加热、絮凝剂P191
附聚:
两个或两个以上氢氧化铝颗粒结合在一起形成较大颗粒的现象。
碳酸化分解:
往铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体,使其分解析出氢氧化铝的过程。
晶种分解:
将分解后的铝酸钠精液送入分解槽内,加入氢氧化钠晶种,不断搅拌并椎间降低温度,使之分解析出氢氧化铝并得到NAOH的母液。
铝硅比:
矿石中氧化铝的含量与sio2含量的质量比。
分子比:
铝酸钠溶液中的苛性na2o与氧化铝de摩尔比,也成为铝酸钠溶液的的分子比。
二次成核:
在原始溶液过饱和度高、温度低、分解速度快而晶种表面积小的条件下产生新晶核的过程。
熟料:
由碱石灰铝土矿组成的炉料经过烧结,使炉料中的氧化铝转变为易溶的铝酸钠(Na2O·Al2O3),氧化铝转变为不溶的原硅酸钙(2CaO·SiO2),氧化铁转变为易水解的铁酸钠(Na2O·Fe2O3)经过高温烧结烧结成合格的熟料。
理论溶出率:
理论上矿石中可以溶出的氧化铝量与矿石中氧化铝量之比。
熟料烧结过程的主要物理化学反应
碱石灰铝土矿炉料是由铝土矿、纯碱、石灰、返回硅渣与蒸发碳分母液配制而成的,这些物料的矿物成分是很复杂的。
当烧结反应充分进行时,可以把炉料看成是由Na2O、K2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2等单体氧化物组成的体系。
(1)氧化铝(Al2O3):
Al2O3(晶)+Na2CO3→Na2O·Al2O3+CO2↑
(2)氧化硅(SiO2):
SiO2+CaO→2CaO·SiO2
(3)氧化铁(Fe2O3):
Fe2O3+Na2CO3→Na2O·Fe2O3+CO2↑
(4)氧化钛(TiO2):
铝土矿中一般含有2~4%的TiO2,物相鉴定结果表明,TiO2以钙钛矿(CaO·TiO2)的形态,存在于熟料和溶出渣中,在配制炉料时,CaO的配入量应该同时满足SiO2和TiO2所需要的量。
5.生料掺煤脱硫
(1)硫的积累和危害
烧结法生产的原料不同程度地含有一定的硫(硫化物或硫酸盐),在烧结时硫与碱反应生成硫酸钠(Na2SO4),将直接导致碱耗增高,熟料中的Na2SO4在溶出过程中进入溶液,并在流程中不断积累,不仅对蒸发过程造成危害,而且会在窑壁上生成结圈,影响回转窑的正常生产。
(2)生料加煤脱硫的原理和反应
在生料中加入3%~5%(干生料量)的无烟煤,使流程中的硫以FeS形式进入赤泥排出,可有效地抑制硫的积累,减少硫的危害,脱硫的基本反应如下:
Na2SO4+CO→Na2S+CO2;Fe2O3+CO→FeO+CO2;Na2S+FeO+Al2O3→Na2O·Al2O3+FeS
一般要求,熟料中S2-含量≥0.3%
4.影响熟料质量的主要因素
1) 炉料成分:
选择适合的炉料配方是保证熟料质量的前提。
2) 烧结温度:
生产中应力求控制在正烧结温度。
3)煤粉质量:
烧结炉料的回转窑所用的燃料一般为烟煤煤粉,配料时须考虑其灰份及组成。
4)炉料的粒度和混合程度:
一般要求炉料中的固体在0.125mm筛上的残留量在12%以下,且混合均匀。
5)熟料窑的操作:
稳定地保持窑的热工制度,维护好窑皮,是保证熟料质量的重要条件。
5.熟料溶出的目的及要求
熟料溶出的目的是使熟料中的Al2O3和Na2O尽可能完全地转入溶液,而与杂质组成的赤泥分离开来,以获得Na2O、Al2O3高的溶出率。
熟料溶出的作业效果,通常由熟料的Al2O3净溶出率和Na2O净溶出率来衡量。
ηA净=×100%ηN净=×100%
式中:
A熟、A赤——熟料和弃赤泥中的Al2O3含量%
N熟、N赤——熟料和弃赤泥中的Na2O含量%
C熟、C赤——熟料和弃赤泥中的CaO含量%
当熟料的标准溶出率ηA标和ηN标基本固定时,ηA净和ηN净越高,就表示溶出过程中Al2O3和Na2O的损失越小,即溶出效果越好。
生产上习惯用附液损失来衡量赤泥的洗涤效果,附液损失值越小,表示洗涤效果越好。
附液损失——每吨干弃赤泥所挟带附液中含的Na2O质量数(kg/t-赤泥)
6.熟料溶出过程的主要反应
碱石灰烧结法熟料中含有矿物:
铝酸钠、原硅酸钙、铁酸钠、铝酸钙、铁酸钙等,在熟料溶出时,有的矿物溶解于铝酸钠碱溶液,另一部分不溶而进入固相赤泥中,达到使熟料中的Al2O3和Na2O等组分与杂质SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等分离的目的。
(1)铝酸钠(Na2O·Al2O3):
铝酸钠易溶于水和稀碱溶液,得到铝酸钠溶液。
Na2O·Al2O3+H2O→NaAl(OH)4,
(2)铁酸钠(Na2O·Fe2O3):
铁酸钠在水中极不稳定,在溶出时发生水解反应生成Fe2O3·H2O沉淀。
Na2O·Fe2O3+H2O→NaOH+Fe2O3
(3)熟料中的硫酸钠和硫化钠溶出时全部溶入铝酸钠溶液,铝酸钙和铁酸钙部分分解,其余成分大都直接转入赤泥。
7、碳酸化分解的目的和基本反应
(1)碳酸化分解——往铝酸钠溶液中通入CO2气体,使其分解析出氢氧化铝的过程。
(a)碳酸化分解的目的是使氢氧化铝最大限度地从铝酸钠溶液中分解析出。
过程的主要任务是在保证氢氧化铝质量的前提下,尽可能地提高铝酸钠溶液的分解率。
以提高熟料的氢氧化铝产生率和减少流程中的循环量。
碳分分解率η碳=×100%
式中:
Aa、Am——精液、母液中氧化铝浓度g/lNT、NT'——精液、母液中总碱浓度g/l
(b)碳酸化分解的基本反应:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,NaAl(OH)4=NaOH+A1(OH)3↓
(c)碳酸化分解过程中SiO2的行为
在碳酸化分解过程中,SiO2含量变化曲线按分解进程可分为三段。
第一段:
分解初期,SiO2与A1(OH)3共同析出。
第二段:
分解中期,只有A1(OH)3析出,SiO2几乎很少析出,这一阶段得到的氢氧化铝质量最好。
第三段:
分解末期,SiO2随A1(OH)3析出显著增加,溶液中SiO2大部分是在这一段析出的。
根据上述特征,在碳酸化分解时,可按分解原液的硅量指数来控制分解率,在SiO2大量析出之前(第三段结束)便结束碳分过程并迅速分离氢氧化铝,便可得到SiO2含量低的优质氢氧化铝。
(2)影响碳酸化分解过程的主要因素
A、精液的纯度和碳分分解率:
精液的纯度包括硅量指数和浮游物含量。
精液浮游物由水合铝硅酸钠,水化石榴石及Fe2O3·nH2O等组成,它们在分解初期就全部进入A1(OH)3中,成为A1(OH)3中杂质的主要来源。
因此,精液必须经过控制过滤,使其浮游物含量降低到0.02g/l以下,精液的硅量指数愈高,可以达到的分解率也愈高。
碳酸化分解率主要根据精液的硅量指数和氢氧化铝中允许的SiO2含量来确定,各工厂都是根据各自生产的具体情况,通过计算求出不同硅量指数的精液可控制的最高分解率,再结合生产经验,确定其合理的波动范围,绘出“η碳-A/S”关系曲线或“η碳-A/S”对照表,用以控制碳酸化分解作业。
B、CO2气体的纯度,浓度和通气速度:
CO2气体的纯度主要指它的含尘量,其粉尘中的CaO、SiO2和Fe2O3等都是氧化铝的有害杂质,因此CO2必须经过净化洗涤,使其含量少于0.03g/m3。
气体的浓度及通入速度决定着分解速度,它对碳酸化分解设备的产能等都有极大的影响,生产中一般采用高浓度的CO2气体及适宜的通气速度进行作业。
C、温度:
提高分解温度,有利于分解的进行。
工业生产中,碳分作业温度与所用的CO2气体浓度有关,如果用高浓度的石灰窑
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