碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅的影响.pdf

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1、第4期矿产综合利用No．42011年8月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesAug．2011碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅的影响王雅静，李宏亮，翟玉春，张征(1．沈阳化-r：k学，应用化学学院，辽宁沈阳110142；2．东北大学，材料与冶金学院。辽宁沈阳110004)摘要：在氧化铝的生产过程中，随着循环母液里碳酸钠的积累使物料流量增加，溶液的粘度增大，并影响分解过程A1(OH)的结晶及生长。试验采用氧化钙为脱硅剂，研究了碳酸钠对铝酸钠溶液深度脱硅条件和结果的影响，确定出较佳反应条件：在脱硅温度9(1、时间I10min、搅拌速度867r／min，碳酸钠

2、用量3OL时，精制液的硅量指数达到3642。硅渣的XRD光谱分析表明，碳酸钠浓度在0—30g／L之间时，促进铝酸钠溶液脱硅；碳酸钠浓度高于30g／L时，抑制溶液脱硅。关键词：铝酸钠溶液；碳酸钠；深度脱硅中图分类号：TF801文献标识码：A文章编号：1000-6532(2011)04-0041-04在生产氧化铝中，循环母液中的碳酸钠主要来1试验自于铝土矿、石灰、燃煤、补碱及空气等⋯。因原料中存在各种碳酸盐矿物以及溶液被空气中的二氧化脱硅原液是由氢氧化铝和氢氧化钠配制而成，碳碳化，使得溶液中碳酸钠逐渐积累，当碳酸钠在流在加热搅拌过程中逐滴加人硅酸钠和碳酸钠溶液而程中积累到一定浓度后，就会结晶析出

3、给生产带来制成的，其中A1：0浓度为150g／L，苛性比a为1．严重危害J。碳酸钠在流程中的积累使物料流量5，硅量指数A／S为350，CaO用量为30g／L。增加，溶液的粘度增大，并影响分解过：程AI(OH)将上述配置好的溶液放人带有DF一101S型集的结晶及生长，降低分解速度和蒸发器产能。当溶热式恒温加热磁力搅拌器的反应釜中反应，加热介液中碳酸盐的浓度超过其平衡浓度时便会析出，特质是色拉油。边搅拌边加入脱硅剂，升温。脱硅后，别是在蒸发器的加热表面和溶出的闪蒸过程析出，抽滤，取样分析，上清液测A1：0，、SiO：、Na0浓度，不仅降低设备产能和传热效率，而且造成管道、阀件渣相进行x衍射分析。

4、等的堵塞，使生产难于连续稳定地正常进行。SiO：的含量用硅钼蓝比色法测定，A1：0，含量铝酸钠溶液脱硅过程的实质就是使溶液中的由络合滴定法测定，Na：0的含量用酸碱滴定法测SiO转变为溶解度很小的化合物沉淀析出。大定。用日本理学生产的x射线自动衍射仪，对脱硅部分SiO：成为水合铝硅酸钠析出后，再使溶液中其后所形成的硅渣进行XRD分析，测试条件为：CuKa余的SiO：成为水化石榴石(钙硅渣的总称，用DDSP辐射，40kV，40mA，步宽0．02。，扫描速度2~／min，扫描范围10—8O。。表示)，进一步析出深度脱硅(也称为二段脱硅)’。为了能更好的达到脱硅目的，本次试验采2结果与讨论用氧化钙

5、为脱硅剂，主要研究碳酸钠对铝酸钠溶液2．1脱硅温度对脱硅效果的影响深度脱硅的影响，不断探究更有利于深度脱硅的条在A103浓度为150g／L，苛性比a为1．5，搅拌件，为今后的科研乃至工业生产起到指导作用。收稿日期：2010．11-22；改回日期：2011-01—22基金项目：国家科技部973项目(Gl99904690—4)；辽宁教育厅项目(05L339)作者简介：王雅静(1963一)，女，教授，博士，主要从事冶金物理化学方面的研究。·42·矿合利用=一==========速度为867r／min，CaO用量为3Og／L，碳酸钠用量为逐步解离的。同时氧化钙脱硅是以氢氧化钙为核并30g／L，反应时

6、间为110min的条件下，温度与硅量指在其表面生成水化石榴石而进行的。开始时脱硅效数A／S的关系见图1。果明显，随着脱硅时间延长，水化石榴石包覆在每个活性脱硅中心的表面，阻断了脱硅的进一步进行，脱硅效果基本不变，所以最佳脱硅时间为110min。2．3溶液苛性比a对脱硅效果的影响在A12O3浓度150-g／L，碳酸钠用量为30g／L，CaO用量为3OL，温度为90qC，时间为110rain，搅拌速度为867r／min时，苛性比a与硅量指数关系见图3图1脱硅温度对脱硅效果的影响从图1中可以看出，随着温度的升高铝酸钠溶液的硅量指数呈现出递增的趋势，且在6O～90cIC这一趋势比较明显，这是因为铝酸

7、钠溶液体系的粘度和扩散层厚度随着温度的升高而递减，体系反应速度常数随着温度的增高而变大，所以脱硅速度加快，脱硅效率提高。但是当温度大于9OcC时，曲线变得很乎缓甚至下降，这是由于水化石榴石在过高图3a对脱硅效果的影响温度下溶解度会增大，所以脱硅的较佳温度是90cI=。由图3可以看出，溶液的硅量指数随着溶液a2．2脱硅时间对脱硅效果的影响值增大而减小。其原因是苛性比增大意味着苛性碱在Al2O3浓度为150g／L