膜電解技術在堿溶碳分法氧化鋁生產(chǎn)新工藝中的應用研究.pdf

1、新近提出的堿溶碳分法氧化鋁生產(chǎn)工藝以膜電解碳酸鈉溶液技術為核心，利用電解槽陰極室出來的NaOH溶液進行溶礦得到鋁酸鈉溶液，利用電解槽陽極室所得的碳酸氫鈉溶液中和鋁酸鈉溶液，得到氫氧化鋁和碳酸鈉溶液，所得碳酸鈉經(jīng)過純化處理后進入電解槽電解，從而實現(xiàn)整個氧化鋁生產(chǎn)流程的閉路循環(huán)。堿溶碳分氧化鋁生產(chǎn)工藝有可能實現(xiàn)生產(chǎn)能力的翻倍，是高效的、綠色的新型氧化鋁生產(chǎn)工藝。本文主要針對膜電解碳酸鈉溶液技術出現(xiàn)的各種問題進行了分析研究，并提出多種解決方案

2、。
　　 本論文擬解決的主要問題包括：第一，碳分母液在進槽前必須經(jīng)過嚴格的除雜凈化，否則將嚴重影響離子膜使用壽命，導致槽電壓升高；第二，應系統(tǒng)優(yōu)化電解工藝條件和參數(shù)，以獲得最佳電流效率，包括陰陽極材料的評選、陰陽極區(qū)電解液濃度、操作溫度、電流密度等；第三，需要在較大規(guī)模電解槽中連續(xù)運行一段時間，以實現(xiàn)了電解工序與堿溶、碳分工序的銜接，為大規(guī)模工業(yè)化奠定基礎。
　　 經(jīng)過多次凈化實驗發(fā)現(xiàn)，分解母液經(jīng)過預過濾-NaHCO3深

3、度碳分-0.25μm濾膜過濾-離子交換樹脂吸附等連續(xù)凈化步驟后，溶液中Al、Ca、Fe、Mg、Si等雜質(zhì)離子含量降至3mg/L以下；在電極面積為120cm2的小型電解槽進行了電極材料篩選以及電解參數(shù)優(yōu)化；在電極面積為1100cm2的電解槽上進行了全流程中試試驗，以Ti-Ir網(wǎng)狀材料為陽極、Ni-Ru網(wǎng)狀材料為陰極，電解參數(shù)：陽極區(qū)進液為1.5M Na2CO3溶液，陰極區(qū)進液為5.5M NaOH溶液，電流密度為1000A/m2；操作溫度：