文档介绍：铝酸钠溶液
一、工业铝酸钠溶液的组成及其稳定性
工业铝酸钠溶液主要由NaAl(0H)4,NaOH和Na2CO3等化合物组成,其中还含有二氧化硅、硫酸钠、硫化钠、有机物以及含铁、镓、矾、磷、***、***等化合物状态存在的杂质。工业铝酸钠溶液除含有苛性碱外,还含有碳酸碱(以Na2CO3状态存在的,以NC表示。)工业上,把苛性碱和碳酸碱统称为全碱:Na2 (T)
Na2OK+Na2OC=Na2O(T)
铝酸钠溶液的稳定性:稳定性是铝酸钠溶液的一个重要指标,所谓稳定性是指从过饱和铝酸钠溶液开始分解析出氢氧化铝所需时间的长短。
不稳定溶液,制成后立即开始分解或经过短时间后即开始分解的溶液。称为不稳定溶液。
稳定溶液,制成后存放很久仍不发生明显分解的溶液,称为稳定溶液。
以上区分的意义所在:了解铝酸钠溶液的稳定性,对生产过程具有重要意义,例如,铝酸钠溶液在赤泥分离、洗涤的过程中,以及精液叶滤过程中,必须保持足够的稳定性,不然会引起精液的自发分解,造成氧化铝的损失。而在种子分解或碳酸化分解的过程中,则必须采取各种措施破坏其稳定性,使其快速、优质的进行分解,达到满足生产要求的目的。
铝酸钠溶液
二、工业铝酸钠溶液的成分。
(一)主要包括:Na2O·Al2O3(铝酸钠)、NaOH(氢氧化钠)、Na2CO3(碳酸钠)、Na2O·SiO2(硅酸钠)。
(二)铝酸钠溶液的分析成分:
NaOH Na2CO3 Al2O3 SiO2 Fe2O3
(三)溶液的浓度和苛性比值。
1、浓度
铝酸钠溶液的基本成分是Al2O3和Na2O,其中各成分的浓度在工业上一般是用每升铝酸钠溶液中所含的溶质的克数来表示(克/升)或g/L。例如:一升铝酸钠溶液中含有120克Al2O3,100克Na2O,则表示成120g/L,100g/L。
铝酸钠溶液
2、苛性化系数,也叫苛性比值ak ,
铝酸钠溶液中的氧化钠包括与氧化铝反应生成铝酸钠的氧化钠和以游离的氢氧化钠形态存在的氧化钠,它们都称为苛性碱。
铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的分子比,或者叫摩尔比,称为苛性化系数。
三、影响铝酸钠溶液稳定性的因素。
工业上,溶液多处于饱和或者半饱和的状态。
1、从理论上讲,过饱和的溶液是不稳定的,过饱和的程度越大,溶液的稳定性越低。
2、实际上,工业铝酸钠溶液还和很多因素存在着复杂的关系,在这些因素的影响下,生产过程中往往能使过饱和的铝酸钠保持相对的稳定性。即在一定的时间内不发生自发分解或分解速度甚小,处于介稳状态,
铝酸钠溶液
其影响因素有:
(1)溶液的苛性比值
在任何温度下提高工业铝酸钠溶液的苛性比值,都可以使溶液的稳定性提高。实践证明,,~,3以上的溶液较长时间都不会分解。
(2)溶液的温度
当ak和浓度一定的时候,稳定性随着温度的降低而降低,直到温度=30度止。
(3)氧化铝的浓度
有一定的特殊关系,一定的苛性比和一定的温度下,Al2O3浓度处于25以下和高于250的溶液都具有较高的稳定性,接近稀溶液或者浓溶液浓度的溶液稳定性较小。而中等浓度的稳定性更小。
(4)杂质
一般以钠盐的形式存在于溶液中,例如:土壤酸钠,腐植酸钠,草酸钠等等, 它们的存在一部分可提高,一部分可以降低。
(5)结晶核心,也叫晶种,在后面的脱硅和分解的工艺过程中详细讲述。
(6)机械搅拌,可以促进溶液的扩散作用,有利于结晶的长大。
铝酸钠溶液
Na2O-Al2O3-H2O系 (30 ℃)
I: 未饱和AH+
水合铝酸钠
Ⅱ:过饱和AH
Ⅲ:过饱和水和
铝酸钠
Ⅳ:过饱和AH+
水合铝酸钠
Ⅴ:过饱和
NaOH·H2O+
水合铝酸钠
不同温度下的Na2O-Al2O3-H2O系
温度↑,A ↑
N k ↑,A ↑, 一定后N k ↑,A ↓。平衡固相改变;
温度越高,曲线越平,未饱和区越大;顶点向更高N k和A方向推移
铝酸钠溶液结构
通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示,铝酸钠溶液是离子真溶液,铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸根离子。
关于铝酸钠溶液的结构问题,实质是指铝酸根离子的组成及结构。
根据近年来的研究结果,可归纳为以下几点:
(1)在一定温度下,中等浓度的铝酸钠溶液中,铝酸根离子是以Al(OH)4-为主。据此,从铝或氢氧化铝转入溶液的阳离子A13+与4个OH-化合时形成Al(OH)4-。3个OH-离子与阳离子A1 3+以正常的价键结合,而第4个OH-离子则以配位键结合Al(OH)4-离子有正规的四面结体构。
(2)在稀溶液中且温度较低时,铝酸根离子以水化离子[Al(OH)4-](H2O)x形式存在;
(3)在较浓的溶液中或温度较高时,发生Al(OH)4-离子脱水,并能形成[A12O(OH