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簟卷簟期高技化学工程学报、儿
年月∞翩: 曲. 她
文章舅号一
铝酸钠溶液分解反应研究
方敬东, 昊素芳, 王樟茂
浙江走学化学工程与生物工程学系,浙江杭州
摘要:为了研究氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的分解反应动力学方程及反应器的优化操作设计,首先用络台浦
定法测定了氧化铝在氢氧化钠溶液中在—℃,并得出蔷解度
方程为:
;.—.
在温度精度控制在±.℃、氧化钠浓度为】·和起始铝酸
—的铝酸钠溶液的分解反应动力学实验通过关联实验结果确定了
反应动力学方程为:
一×.《一’/’
该方程计算值与实验值的相对误差≤%
将溶解度方程与动力学方程进一步应用于反应器的优化操作设计,计算表明:采用动力学方程提供的铝酸钠
%左右。
关曩词:铝酸钠溶液;氢氧化铝分解反应
中田分类号:.; 文献标识码:
引言
氧化铝是重要的工业产品,在电子、化工等许多工业部门得到广泛的应用。铝酸钠溶液的分解
反应是氧化铝生产过程中的一步重要反应,溶液分解率直接影响原料的利用以及生产效率。研究铝酸
钠溶液分解反应动力学,从而对反应器进行操作条件的优化设计是提高溶液分解率的有效遥径。迄今
为止,对铝酸钠溶液分解反应的研究大多停留在结晶动力学上,对反应动力学特性的研究较缺乏,而
利用反应动力学对反应器进行反应操作设计则更少,因此工业反应器的分解率较低不足%。本文
在对分解反应动力学研究的基础上,对分解反应的操作设计进行了研究,以提高分解反应的分解率。
实验部分
. 实验步骤
实验在一间歇釜式反应器中进行,反应器为一的三颈烧瓶,浸没在超级恒温槽中。恒温
槽的控温精度为±.℃。反应器的温度由精密温度计测定,其精度亦为±.℃。反应开始后,每隔一
定的时间取样,用络合返滴定法测定滤液中的氧化铝浓度。
. 溶解度
由于分解反应的推动力项同溶液的溶裹嚣在: 篁慧詈’
解度有关,因此首先必须得到反应溶液的———■函—五五五五
溶解度数据。为使溶解接近平衡,实验中—凸吐』一苎垒: : 塾坚
溶解度测定的时间都在小时以上。实验测得氧化铝在纯氢氧化钠溶液中的溶解度数据见表。
对表中的数据进行关联,可用下式关联溶解度数据:
收一日膏:,: 修订日膏:...
作者筒舟::曼童芳

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高鞔化学工程学报丰月
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得到.,:..。用方程计算的结果与实验数据相比,其误差≤%。
. 动力学模型方程
在温度为~范围内测定了铝酸钠溶液浓度随时问的变化关系,并由此关联得到动力学模型
参数。铝酸钠溶液分解反应的化学方程式如下:

许多研究者对上述反应进行了研究,并总结出许多相近的动力学模型方程,但均未给出动力学
方程。根据文献【.】及对实验数据的分析,可以得出以下一些反应特性:
铝酸钠溶液的分解反应是溶质在晶种表面的结晶反应。通常情况