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第卷第期中国有色金属学报年月
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【文章编号】———
超声强化和温度对铝酸钠溶液种分过程的影响。
陈国辉,陈启元,尹周澜,张斌,李洁,陈金清,刘吉波
中南大学化学化工学院,长沙
【摘要运用分形动力学的方法考察了超声强化和温度对铝酸钠溶液种分过程的影响。通过图象观察发
现低频超声强化相在种分过程中晶种表面有大量次生晶核的生成;较低温度下℃能明显加速铝酸钠溶液晶
种分解;升高温度℃虽然对铝酸钠溶液的种分热力学平衡不利,但由于温度升高,晶种表面活性增大,因而
可以增大种分反应的谱维数,前期能够加快铝酸钠溶液晶种分解反应速率。实验表明超声强化在较低温度下强化
效果较好,而升高温度较超声强化对种分影响更为显著
【关键词铝酸钠溶液;谱维数;超声波温度
【中图分类号文献标识码
目前,工业氧化铝的生产主要是拜耳法,但由钢间歇式反应釜;种分温度~℃;搅拌速度:
于铝酸钠溶液的超常稳定性,以及铝酸钠溶液与氢/;晶种量/,晶种带有一定量附碱
氧化铝晶体之间的高达/ 的界面张力,即含量.% 。
使是在外加大量的氢氧化铝品种情况下,铝酸钠溶苛碱和氧化铝浓度分析:苛碱分析以除
液的分解也较为缓慢。因此,人们一直在探索各种去溶液中的, 以水杨酸钠掩蔽溶液中的
强化铝酸钠溶液晶种分解的有效方法,赵继,用绿光酚酞指示剂,盐酸标定;氧化铝分析
华首次采用超声波强化铝酸钠溶液晶种分解,在则采用标准锌溶液滴定过量的方法。
实验室已经取得了可喜突破,使种分在相同条件下
的分解率提高了%,分懈率为% 的反应时结果与讨论
间由,缩短至。本文作者基于铝酸钠溶液
种分的经典二级反应,结合不规则的分形介质上的
铝酸钠溶液晶种分解一般都在高固含情况下进
非经典扩散行为导致的奇异动力学行为,运用分形
行,其经典的动力学方程为
反应动力学的方法,考察了高固含下超声强化和温
度对铝酸钠溶液种分的动力学的影响。一一‰
式中一溶液中氧化铝的浓度;——溶液氧
实验化铝的平衡浓度; ,——速率分解常数。
在实验室条件下变化较小,随着分形几何
铝酸钠溶液的配制:氢氧化铝为长城铝业公司的发展,人们发现实际上很多动力学反应实际上还
提供的工业级原料,氢氧化钠为化学纯。配制的铝与反应体系的不规则形貌有关,等【认
酸钠母液经过滤后测定氧化钠浓度控制在~ 为分形界面的二级反应速率公式为
/,氧化铝浓度控制在~ /之间, 一/
.
控制在.~之间。
式中为分形表面的谱维数。对比经典的二级
超声处理频率:低频左右,高频
反应速率公式一,其不再是常数,而有
左右。
种分实验条件:铝酸钠溶液经一定频率超声波/ 。实际上过饱和铝酸钠溶液的分解是从
处理一段时间后,迅速投入反应器;反应器为不锈晶种表面开始的,而晶种表面是不规则的,表明铝
①基盘项目国家重点基础研究发展规划资助项目;国家自然科学基童资助疆目
【收稿日期】—修订日期—作者简介】陈国辉,男,讲师,博士
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中国有色盘属学报加年月
酸钠溶液的种分过程符合在分形介质表面上扩散的
动力学反应规律。同时,文献认为种分过程还
与晶种表面积有关,因此,以上方