论文部分内容阅读
铝酸钠溶液晶种分解过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序,而提高分解率的同时保证产品的物理性能是当前研究的热点。为强化种分过程,本文对铝酸钠溶液中的离子类型与相互转化规律、分解过程的动力学、添加剂的强化作用、分解过程中粒子的行为与晶体的形貌变化等方面进行了研究。主要研究结果如下：(1)铝酸钠溶液的电导率可以反映种分过程中离子间的变化规律,通过Origin按照三因子二次方程式拟合得到计算铝酸钠溶液电导率的数学模型：Λ=176.95935.3.66763Nk+249.20679αk+0.0096Nk2-31.38902αk2,并以此模型计算了不同苛性碱浓度下铝酸根离子的极限摩尔电导率。结合红外研究结果发现铝酸钠溶液种分过程中,Al(OH)4-为其主要离子形式。种分初期(Oh-5h),[Al2(OH)8(OH)n]2-大量离解成Al(OH)4-离子,增大了铝酸钠溶液的电导率。(2)构建了高浓度下(Nk=170g/L)晶种分解过程的动力学方程。得出分解过程的表观活化能Ea为67.226kJ/mol,说明分解反应是受表面化学反应步骤控制的。(3)种分过程中添加剂P的强化效果受晶种性质与溶液结构影响。调整溶液结构有利于分解率的提高,但同时会改变了粒子行为,导致大量二次成核。添加剂可以有效地抑制细粒子生成,晶种系数相对较大(Kr=2.62～3.4)的产品颗粒更粗。不同粒径的粒子行为不同,且受相邻粒径范围的粒子行为影响。XRD谱图发现(002)晶面的强度越小,晶种越容易破碎,二次成核越容易发生。(4)分析晶体形貌发现,分解过程中大颗粒会生长的更为规整,往往由球型逐渐转变为柱方形堆积,其表面的缺陷等活性点会逐渐减少,导致其强度及活性下降,不适合继续作为晶种。