无机盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解过程的影响

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铝酸钠溶液晶种分解是拜耳法生产氧化铝的一道关键工序,目前普遍存在着分解时间长、分解率低、种子比大等一系列问题。围绕铝酸钠溶液晶种分解进行的研究主要集中在强化分解方面。工业铝酸钠溶液中存在多种杂质成分,这些杂质包括氧化硅、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、钾离子、有机物和其它微量杂质。杂质的存在不仅影响溶液分解率,而且还会影响分解产品的质量。论文系统的研究了铝酸钠溶液中主要杂质对晶种分解率和分解产品粒度的影响,以及这些杂质对铝酸钠溶液表面张力及氢氧化铝颗粒表面Zeta电位值的影响,并对这些杂质在铝酸钠溶液晶种分解过程中的作用机理进行探讨,研究结果表明:(1)当氯化钠、Na2Oc浓度大于10g/L、Na2Os浓度大于5g/L时,均对晶种分解产生明显的抑制作用;氢氧化钾和磷酸钠都促进晶种分解;锌酸钠、硫酸钾、硫酸钠和碳酸钠同时存在时,均对晶种分解产生抑制作用,且随其浓度的增大,抑制作用加强;偏钒酸钠对晶种分解无明显影响。(2)氯化钠浓度小于10g/L,硫酸钾浓度小于20g/L时,不会使晶种分解产品的晶粒细化;磷酸钠使产品的粒径增大;碳酸钠、硫酸钠对产品的平均粒径无明显影响;氢氧化钾、偏钒酸钠和锌酸钠都使产品的粒径减小。(3)除锌酸钠其余无机盐杂质都使铝酸钠溶液的表面张力不同程度的增大,锌酸钠对表面张力无明显影响。表面张力是影响铝酸钠溶液界面性质的因素之一,对溶液的分解率有一定的影响。(4)碳酸钠、硫酸钠和硫酸钾都使铝酸钠溶液中氢氧化铝颗粒表面的Zeta电位值显著变的更负;氯化钠对Zeta电位值影响不大;磷酸钠对Zeta电位值无明显影响。Zeta电位值大小由离子交换和离子在氢氧化铝颗粒表面吸附这两个因素决定。Zeta电位直接影响溶液分解率。Zeta电位变得更负,不利于氢氧化铝颗粒对铝酸根离子的吸附,从而对铝酸钠溶液晶种分解产生抑制作用。
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