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第卷第期贵州工业大学学报自然科学版..
年月, .

文章编号:———
铝酸钠溶液分解数学模型
陈肖虎,赵丽,徐磊,张立成
.贵州工业大学冶金系,贵州贵阳;.贵州铝厂,贵州贵阳
摘要:对浓度为—/、.—.的铝酸钠溶液分解进行了实验室研究,建
立了其分解过程数学模型。
关键词:铝酸钠溶液;分解过程;数学模型
中图分类号:;.;. 文献标识码:
前言
铝工业生产中,过饱和铝酸钠溶液的分解是一个十分复杂的物理化学过程。分解过程中,铝酸钠溶液
的温度丁苛性碱浓度和过饱和度,以及晶种数量和质量,加种方式,分解时间等因素均对
其分解率和产品质量有着重要影响。在实验室小试的规模上,我们对某厂工业铝酸钠溶液分解过程进行了
一系列分解实验研究,得出了所用溶液分解过程的表观反应活化能/,进而建立了铝酸钠溶液
分解过程的数学模型。
实验及结果
小试实验采用自制分解槽,间断分解工艺。部份实验工艺条件结果列于表,所用的工艺条件:—
℃、—/、口.—.在生产中均可实现。
表铝酸钠溶液分解反应实验结果
收稿日期:——
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第期陈肖虎,等:铝酸钠溶液分解数学模型
数学模型的建立
铝酸钠溶液分解过程中,分解率的大小取决于氢氧化铝在一定时间内结晶体上的析出速度。析出速度
越大,单位时间内的分解率越高。析出晶粒的长大速度被两个因素决定。一部份取决于溶液的过饱和
度,另一部份取决于晶粒尺寸的大小,即:
·
在晶粒无磨损和聚合时可近拟为,即:
根据资料知:
: · 一/· —/
￡: .×·一.—./
显然,氢氧化铝晶体生长速度越大,铝酸钠溶液分解率越高。
将式对温度求导并令其等于零:/:,表示结晶生长速度和温度关系曲线与平行于温度轴的
直线相切的那一点,此时求出的温度与的关系即是最佳分解温度与溶液铝酸钠浓度的关系。对
式和进行数学推导得出:
连续分解时: /—
式申. .—
/·/
间断分解时,因温度变化范围不大,故设为时间的单值线性函数厂
故有: /
将式、代入后推导可知,连续分解时:
/·一/·—’印。
对于给定的铝酸钠溶液, 恒定,、均为常数,可将常数项合并,简化后得到最佳分解温度下晶粒
的最大析出公式。
连续分解时:
间断分解时: :
常数可由实验得出。在我们的表中序号—的分解工艺条件下,实验得出:

. ×
一.
根据间断分解的数学模型,我们在实验室进行了验证实验,表数据,均获得较高的分解率。
结论
氧化铝厂生产过程中,铝酸钠溶液的分解是一个十分复杂的过程。对于给定的生产工艺条件,可将
大多数影响因素:、晶体数量、溶液杂质含量等均视为恒定,作简化数学处理。
分解过程中温度的升高,可使过饱