拜耳法是现代氧化铝生产工艺中广泛应用的生产方法。其中,铝酸钠溶液贯穿氧化铝生产过程的始终,其各组分浓度及性质对氧化铝生产起到至关重要的作用。随着冶金企业自动化程度的不断提高,铝酸钠溶液在线检测显得尤为重要。本文在传统的电导率模型的基础上引入折光率模型,通过研究溶液电导率及折光率与溶液各组分之间的关系建立电导-折光模型（CRF）,从而实现铝酸钠溶液苛碱浓度和分子比的自动在线检测,论文主要研究结果如下:研究了铝酸钠溶液电导率、折光率与溶液组成以及温度之间的关联。当苛碱浓度在200～240 g·L-1、分子比在2.6～3.0之间时,铝酸钠溶液电导率随温度上升而增大,且与温度呈二次函数关系;苛碱浓度每升高10 g·L-1,电导率下降约0.35 s·m-1;电导率与分子比呈二次函数关系,且分子比每增加0.1,电导率升高0.55 s·m-1左右。折光率随着铝酸钠溶液温度和分子比的升高而下降,随着苛碱浓度的升高而增加;温度每升高1℃,折光率增加1.6×10-4左右;分子比升高0.1,折光率下降1.05×10-3左右;苛碱浓度每升高10 g·L-1,折光率增加1.95×10-3左右。采用三因子二次正交实验,建立了苛碱浓度在200～240 g·L-1、分子比在2.6～3.0的铝酸钠溶液折光-电导模型（CRF）,所得方程高度显著。其中电导率模型为:σ=389.87-3.867×10-2NK+1.667×10-1T+50.486α2K-272.95αK,方差为 F=29.05;折光率模型为:n=1.7456-9.4688×10-4NK-0.1388αK-2.4251×10-3T+4.1623×10-4NKαK+7.8695×10-4TαK,方差为F=18.35。分别用最速下降法、牛顿法和遗传算法三种常用数值方法求解模型可知,牛顿法迭代次数少但精度不高,遗传算法受收敛速度局限会出现无解,而最速下降法精度较高。通过MATLAB软件进行编程求解以及误差分析,苛碱浓度与分子比的相对误不超过±5%,苛碱浓度的平均误差为2.76%,分子比的平均误差为3.22%。铝酸钠溶液氧化铝和苛碱浓度的精密度分别为0.27g·L-1和0.51 g·L-1。通过测定不同浓度和温度下铝酸钠溶液的拉曼光谱,研究了铝酸根离子结构对溶液电导率和折光率的影响规律。当溶液中铝酸根离子浓度一定时,四面体A1（OH）4离子向二聚体Al2O（OH）62-离子或聚合程度更的铝酸根离子转化会使得溶液电导率降低;而折光率在苛碱浓度为200～240 g·L-1,分子比为2.6～3.0的范围内,几乎不受铝酸根离子结构的影响。研究了铝酸钠溶液杂质离子对溶液电导率和折光率的影响,为电导-折光模型的降噪提供理论基础。铝酸钠溶液的电导率随杂质离子浓度的升高而降低,其对电导率影响从小至大依次为:乙酸钠<硫酸钠<碳酸钠<硅酸钠<草酸钠。其中,乙酸钠低于10 g·L-1时对溶液电导率影响可忽略;硫酸钠和碳酸钠浓度在10 g·L-1以内对电导率的影响不超过0.5 s·m-1;硅酸钠浓度每升高1 g·L-1,电导率下降0.4 s·m-1左右,直到二氧化硅在溶液中达到饱和为止;草酸钠浓度每升高1 g·L-1,电导率下降约0.7 s·m-1。随着铝酸钠溶液杂质离子浓度的升高,折光率升高。硫酸钠、碳酸钠与硅酸钠从2 g·L-1升高至10 g·L-1时,溶液折光率升高了约1×10-3。乙酸钠和硫酸钠从2 g·L-1升至10 g·L-1时,溶液折光率升高了 1.5×10-3左右。