鋁酸鈉溶液碳酸化分解過程若干問題的研究.pdf

1、碳酸化分解是燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的重要工序之一,它直接影響氧化鋁產(chǎn)品的純度與粒度.目前,我國燒結(jié)法生產(chǎn)的氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量與砂狀氧化鋁的要求仍存在較大差距.論文從碳酸化分解過程的內(nèi)因著手,對碳酸化分解過程動力學(xué)機理進行了深入的研究.將碳酸化分解過程分解為氫氧化鈉被二氧化碳中和的酸堿中和反應(yīng)和氫氧化鋁結(jié)晶析出兩個過程,單獨進行實驗研究.通過對前者的研究表明,該過程的活化能僅為8.057KJ.mol<'-1>,為擴散控制;推導(dǎo)出該反應(yīng)的速率r<,d

2、>與氣體流量Q之間的關(guān)系為r<,d>=K(Q/V<,L>)<'2/3>.對后者的研究表明,碳酸化分解過程分解率與反應(yīng)時間之間的關(guān)系可用阿烏拉米方程來描述;隨著CO<,2>濃度的增大,碳酸化分解過程的分解率明顯提高;在75~90℃范圍內(nèi),溫度對分解率的影響不大;添加晶種可提高分解前期的分解速度.綜合兩者的研究結(jié)果,通過進一步分析和推導(dǎo)認為碳酸化分解過程的動力學(xué)方程.對不同條件下碳酸化分解過程中鋁酸鈉溶液過飽和度與時間關(guān)系的研究,表明:溶液

3、的過飽和度呈現(xiàn)先增后降的變化規(guī)律.CO<,2>濃度越大,反應(yīng)過程的誘導(dǎo)期就越短;溫度的提高,誘導(dǎo)期的變化規(guī)律不一致;晶種系數(shù)的提高,誘導(dǎo)期變短;不加晶種時碳酸化分解的成核過程與晶種分解不同,而加晶種碳酸化分解的成核情況與晶種分解過程相似;通過回歸計算得到了碳酸化分解過程的總包成核表觀活化能為123.679KJ/mol,表明該成核過程為化學(xué)反應(yīng)控制.本文還針對燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁過程存在流程復(fù)雜、時間長、能耗高等問題,提出在低硅量指數(shù)(300