文档介绍：东北大学博士学位论文 摘要铝酸钠溶液碳酸化分解的研究摘要一I氧化铝是电解铝生产的主要原料,同时也是电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷等行业不可缺少的重要原材料。七十年代以来,由于电解铝厂环保及节能的需要,特别是干法烟气净化和大型中间自动点式下料预焙槽的推广以及悬浮预热及流态化焙烧技术的应用,对氧化铝的物理化学性质提出了严格的要求。砂状氧化铝正在逐步取代欧亚原先流行生产的粉状氧化铝。铝酸钠溶液碳酸化分解是烧结法生产氧化铝的重要工序之一,从烧结法精液生产的氧化铝将占我国氧化铝总产量的30~50%,目前我国碳酸化分解生产的氧化铝与国外典型的砂状氧化铝产品比较,主要缺点是产品强度较低,同时不能保证细粒子含量在合适的范围内,目前世界上还没有从烧结法精液生产出砂状氧化铝的先例,所以烧结法精液碳酸化分解制取砂状氧化铝是我国铝工业迫切需要解决的问题,同时制取砂状氧化铝的理论和实践,对联合法和烧结法生产氧化铝具有重要的意义。氧化铝的许多物理性质,特别是比表面积、:而氧化铝的颗粒的粒度和强度在很大程度上取决于原始氢氧化铝的粒度和强度,所以为了生产砂状氧化铝,大的氢氧化铝。因此本文以改善产品氢氧化铝的本文首先研究了碳酸化分解过程的通气时间、分解温度、溶液分子比、溶液浓度、彻底分解等对铝酸钠溶液的分解率、过饱和度、产物氢氧化铝的粒度和强度的影响规律,探明在不添加晶种的情况下生产砂状氧化铝的有利工艺条件为:低浓度、高分子比、高温;对于砂状氧化铝的生产,指出碳酸化分解深度的确定不应完全取决于精液的硅量指数,碳分产物的粒度和强度也应该是一个重要参考指标。通过分析连续碳酸化分解工艺改善氢氧化铝的粒度的机理,研究了不同类型通气制度对分解过程、产物氢氧化铝粒度、强度的影响,发现通气制度影响了分解过程溶液过饱和度的变化规律:在没有外加晶种的情况下,均匀通气改善产物粒度的效果最明显,而先慢后快的通气制度增强产物强度的效果最显著;快慢交替的通气制度对改善产品的粒度和强度都不利。在当前连续碳分的通气制度下,考察了分解不同阶段产物粒度及强度的变化规律,结合附聚推动力和附聚效率的计算解释了氢氧化铝粒度和强度的变化规律,通过扫描电镜研究了结晶氢氧化铝在分解过程中的形貌变化;结合通气制度的试验结果,对铝酸钠溶液碳酸化分解机理进行了分析。. 塑墨研究了碳酸化分解过程添加品种对分解动力学过程、产物氢氧化铝粒度和强度的影响,发现品种能提高分解初期的分解率,并提高铝酸钠溶液开始分解的分子-I:,添加晶种对提高产物的强度的效果明显,而产物的粒度与品种粒度和晶种类型有关。通过正交试验考察了晶种类型、晶种系数和分解温度以及通气制度等对碳分分解率、产物粒度、强度的影响规律,确定了添加晶种的情况下适宜的分解条件。通过扫描电镜照片解释了添加晶种对产物氢氧化铝形貌的影响及其作用机理。乒研究了阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和复合型表面活性剂及其不次在碳酸化分解过程中应用表面活性剂类添加剂来改善碳分产物的粒度和疆同添加量对分解过程的影响,发现单一表面活性剂能够明显改善产物的粒度和强度,但存在降低溶液分解率的缺点,如添加剂F在200mg/L时降低分解率约4%,但降低<%、、%;复合型表面活性剂在不降低溶液的分解率的前提下,可以稳定地改善产品的粒度和强度,如添加剂Y在100mg/L时降低<%、提高平均粒径近13um、%。在此基础上研究了添加剂对氧化铝性能的影响,发现部分添加剂能够不同程度地降低氧化铝的<45urn粒子质量分数,改善其平均粒度、强度、安息角等性质,为实现碳酸化分解生产砂状氧化铝提供了保障。通过添加剂对铝酸钠溶液物化性质影响的研究并结合添加剂对产物氢氧化铝和氧化铝形貌影响的研究,探明了表面活性剂类添加剂改善产物粒度和强度的作用机理为:添加剂提高了分解初期的附聚推动力,促进了细粒子的附聚:改善了产物的结晶结构,使碳分氢氧化铝由一些轴向发达的柱状颗粒松散地附聚在一起的多晶体转变为具有镶嵌结构的近似球形的氢氧化铝:表面活性剂降低分解率的可能机理为:添加剂改变铝酸钠溶液的物化性质,增加了溶液粘度、减少了反应界面、吸附使晶种表面活性点失效等。1~关键词铝酸钠溶液碳酸化分解砂状氧化铝粒度强度工艺条件通气制度儡哥电、毒面活性剂III东北大学博士学位论文ABSTRACTResearchonCarbonationPrecipitationofSodiumAluminateSolutionsAbstractAlmninaisthemainmaterialforproductionofelectrolyzed