铝酸钠粗液常压脱硅新工艺及机理研究

提出了烧结法粗液添加钙硅渣常压脱硅新工艺,在试验室进行了硅渣表面更新次数、脱硅时间、钙硅渣加入量等主要工艺因素对脱硅效果影响的研究,并对其脱硅机理进行了理论分析.     

电场对铝酸钠溶液晶种分解过程的影响

研究了电场对铝酸钠溶液晶种分解过程的影响,考察了不同温度和苛性碱质量浓度条件下电场对铝酸钠溶液非晶种分解过程和晶种分解过程的影响,并用扫描电镜、X-射线衍射仪分析了分解产物的形貌和物相组成。试验结果表明:铝酸钠溶液的分解率在电场作用下显著提高;电场能促成大量初生晶核的形成,以及一些大颗粒氢氧化铝的附聚,缩短了成核诱导期;电场不会改变铝酸钠溶液分解产物的物相。     

氧化铝熟料溶出二次反应过程SiO2进入铝酸钠溶液的动力学机理

基于采用较高液固比(20:1)的实验条件,避免了因硅酸钠与铝酸钠反应形成水合铝硅酸钠(钠硅渣),可将氧化铝熟料溶出二次反应动力学过程分为SiO₂进入铝酸钠溶液和Al₂O₃损失两个动力学过程,详细研究了SiO₂进入铝酸钠溶液过程的动力学行为.通过选择合适的动力学模型对实验数据进行处理,获得了该过程的动力学方程.方程表明,该过程的表观活化能较小,仅为24.86kJ·mol^-1,说明其过程发生需要突破的活化能能垒较小,相应反应较易发生,其动力学机理与表面化学反应有关,也与扩散有关.铝酸钠溶液中Al₂O₃质量浓度对过程的影响远远大于铝酸钠溶液中Na₂CO₃质量浓度和NaOH质量浓度的影响,因此认为熟料溶出过程中,导致SiO₂进入铝酸钠溶液的原因主要是熟料中的硅酸钙与NaAl(OH)₄相互作用.     

浅析二次反应对氧化铝生产熟料溶出的影响

本文根据中州铝厂部分统计资料及实验结果,通过熟料溶出条件中溶出温度、溶出液αk值和溶出液中碳酸钠浓度对二次反应影响的分析,得出结论:溶出温度控制在75～85℃之间,溶出液αk值在1.20左右,溶出液中碳酸钠的浓度在25g/l左右时,能有效抑制二次反应的发生,提高氧化铝溶出率。     

溶出温度和压强对铝酸钠溶液结构的影响

采用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射和扫描电镜研究了溶出温度和压强对铝酸钠溶液的结构组成以及溶出液沉淀的结构和形貌的影响。结果表明,溶出温度和压强对铝酸钠溶液的结构组成以及晶体的形貌有较大的影响。在较高温度较高压力下,铝酸钠溶液中的主要阴离子是Al(OH)4-,溶出液沉淀较疏松;在较低温度较低压力下,铝酸钠溶液中不仅存在Al(OH)4-,还存在复合铝酸根离子,溶出液沉淀比较紧密;溶出温度压强对溶出液沉淀的红外光谱和XRD结构无明显的影响。     

磷酸钠对铝酸钠溶液晶种分解的影响

研究了磷酸盐杂质对铝酸钠溶液晶种分解的影响,并探讨了其影响机理.结果表明,在浓度小于5g/L时,磷酸盐能提高铝酸钠溶液的分解率,使晶种分解产品的粒度增大.磷酸盐杂质的存在不会显著影响铝酸钠溶液中氢氧化铝颗粒表面的Zeta电位值,但是会使铝酸钠溶液表面张力增大.     

高浓度熟料溶出过程中絮凝剂的应用

熟料溶出是影响烧结法生产氧化铝产品质量和经济性的关键环节,本文结合近期所设计的烧结法生产氧化铝工程熟料溶出和赤泥分离洗涤工艺,对如何减少溶出后二次反应的发生,以及通过对溶出浆液絮凝性能的研究,以合理添加絮凝剂的方式来实现溶出浆液与赤泥快速分离作了初步探讨。     

黄铁矿在拜耳法溶出过程中的反应行为研究

对铝土矿中含硫矿物黄铁矿在拜耳法溶出过程中的反应行为进行了研究.热力学分析表明：在373～573 K的温度范围内,黄铁矿分解反应的吉布斯自由能都为负值,且随着温度的升高而减小,说明黄铁矿容易与碱液反应.实验研究表明：在原矿浆预脱硅条件下（温度约为100℃,时间8~10 h）,黄铁矿中会有超过一半的硫反应进入溶液;而在铝土矿高温溶出过程中,绝大部分黄铁矿都将反应,硫会进入铝酸钠溶液中;黄铁矿经高温溶出后的溶液在降温静置后会析出墨绿色物质,该物质为氢氧基硫代铁酸钠（Na2[FeS2（OH）2].2H2O）,是一种羟基铁硫聚合物.     

烧结法熟料溶出过程中的二次反应

对铝酸盐烧结熟料溶出时的二次反应进行了理论分析,指出了二次反应的实质与造成Na2O和Al2O3损失的主要副反应;分析了熟料溶出条件中不同溶出温度、溶出液的苛性比值αk和溶出液中Na2CO3浓度对二次反应的影响.添加二次反应抑制剂能有效地抑制2CaO·SiO2的分解,提高熟料净溶出率.     

熟料溶出二次反应抑制机制研究

研究了焦磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、草酸钠、柠檬酸钠、EDTA、氨三乙酸(NTA)等抑制剂对熟料溶出过程中二次反应的影响。结果表明:熟料溶出过程中,添加0.5%十二烷基苯磺酸钠后,Al2O3溶出率提高了1.84%,二次反应抑制效果最好。红外光谱分析结果表明,铝酸钠溶液中添加的十二烷基苯磺酸钠与赤泥中硅酸二钙之间主要是通过化学吸附发生作用,十二烷基苯磺酸钠因覆盖在赤泥表面而抑制二次反应发生。     

从铝酸钠溶液中析出水合氧化铝的热力学分析

为了更深入地认识从铝酸钠溶液中析出水合氧化铝过程的机理,从热力学角度对该过程的行为进行了探讨。对氧化铝-水系的热力学分析结果表明,在25~150℃范围内,标准状态下,三水铝石转变为一水软铝石的趋势更大,这个区域的稳定相应为一水软铝石;对铝酸钠溶液晶种分解体系热力学分析结果表明,90~150℃范围内,以一水软铝石和一水硬铝石为晶种进行晶种分解可分别析出纯一水软铝石和一水硬铝石。     

钠硅渣石灰烧结法工艺探索研究

对钠硅渣熟料配方及烧结温度进行了试验研究,并进行探索性工业溶出试验。结果表明,钠硅渣熟料应采用高钙比(C/S=2.1~2.2)配方,熟料烧结温度宜在1 200~1 270℃;由于熟料品位低,使得溶出液固含高、溶出二次反应剧烈,溶出浆液必需进行快速分离,以获得较好的溶出效果。     

低钙石灰烧结法处理粉煤灰高效提取氧化铝研究

为解决石灰烧结法配钙量高、渣量大和氧化铝回收率低等问题,提出了低钙石灰烧结法从脱硅粉煤灰提取氧化铝的新工艺,并研究了不同配钙比和碱铝比对熟料烧结行为、粉化性能和氧化铝浸出性能的影响。结果表明:低钙石灰烧结法处理粉煤灰烧结熟料主要物相组成为12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2,并含有少量CaO·Al_2O_3、2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3、2CaO·Al_2O_3·SiO_2和β-2CaO·SiO_2;提高钙铝比有助于2CaO·Al_2O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2的转化,从而提高氧化铝浸出性能和熟料粉化性能;提高碱铝比促进2CaO·Al_2 O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2 O_3的转化,有利于提高氧化铝的浸出性能,但过高的碱铝比增加熟料中的β-2CaO·SiO_2含量,从而降低熟料粉化性能;在1 350℃烧结1 h的条件下,当钙铝比为1.20、碱铝比为0.15时,脱硅粉煤灰烧结熟料氧化铝浸出率达到90%左右。     

结晶法脱除某铝酸钠溶液中的有机物

拜耳法生产氧化铝过程中,铝酸钠溶液中的有机物对生产有负面影响。研究了采用结晶法脱除某铝厂分解母液中的有机物,考察了母液苛性碱质量浓度、时间、晶种量、温度对脱除有机物的影响,分析了浓缩渣的物相组成和显微形貌。结果表明：用结晶法可脱除部分有机物;较佳的结晶条件为苛性碱质量浓度360 g/L ,结晶温度60℃,晶种添加量40 g/L ,结晶时间12 h。最佳条件下,草酸钠脱除率为28．40％,总有机碳脱除率为25．74％;浓缩渣产物的结晶形态以附聚物为主,含不同组成和结构的有机物,主要为酯类、酸类、酮类等。     

湿法炼锌浸出渣减量化浸出工艺研究

以常规湿法炼锌工艺锌浸渣为研究对象,对比研究常压酸浸和加压酸浸条件下锌浸渣的酸性浸出减量化效果,以及渣中锌、铜和铟等有价金属的浸出率。结果表明,在常压酸浸条件下,渣量可减少65%以上,渣中锌含量可降至3%左右,锌、铜和铟的浸出率均在91%以上;在加压酸浸条件下,渣量可减少40%以上,渣中锌含量可将至2%以下,锌和铜的浸出率达到95%左右,但铟浸出率仅为70%左右,相对较低。常压酸浸过程锌浸渣中的铁绝大部分浸出,有利于铟的浸出;加压酸浸过程锌浸渣中的铁大量以铅铁矾的形式留在渣中,阻碍了铟的浸出。常压浸出液中铁含量较高,达到25 g/L以上;加压浸出液中铁含量较低,小于2 g/L,有利于后续浸出液中铜、铟的回收。常压浸出渣量少,有利于渣中铅、银的富集,可单独销售;加压浸出由于铁沉淀入渣,致使渣中铅、银富集比低,适合于铅锌联合企业返回铅熔炼炉。     

铝酸钠溶液中硅酸二钙的分解及抑制

分析了在氧化铝生产的熟料溶出过程中影响硅酸二钙分解的因素,通过试验研究了碳酸钠和添加剂对硅酸二钙分解的抑制作用,并对添加剂的抑制机理进行了探讨。