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第卷第期甘肃冶金. .
年月.,
文章编号:
铝酸钠溶液晶种分解过程宏观动力学的研究进展
陈滨,吴晓华,李小斌,高君丽
中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙
摘要:铝酸钠溶液晶种分解是氧化铝生产过程的关键工序之一,其过程动力学的研究是氧化铝生产过程的重要理论基础问题。
国内外研究者对铝酸钠溶液晶种分解过程宏观动力学进行了大量的研究,取得了许多一致的结论,但也有不少存在争论。本文对
该方面的研究进行了系统的总结。研究表明,铝酸钠溶液晶种分解过程在动力学领域一般遵循二级反应规律;在大量动力学方程
除了引入品种系数或表面积参数以外,并不能反映品种表面性质的影响;有关研究仍有待深入。
关键词:晶种分解;动力学;研究进展
中图分类号: ; 文献标识码: 呲
一
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前言动力学模型
铝酸钠溶液晶种分解过程不只是单一的晶种长大过程,
,从液相到固相传递的惟一机理,就是的
还包括了化学反应步骤和系列物理化学步骤,而且几个复杂
晶体长大,即在晶种表面结晶并沿平面展开,使晶粒直径长
的物理化学过程氢氧化铝晶体的长大、氢氧化铝晶体的附
大。它是影响分解槽的分解率和产品粒度的关键。
聚、次生晶核的形成、以及氢氧化铝晶粒的破裂、磨损同时
晶体生长速率一般用线生长速率表示,即单位时间三水
存在。大量的研究工作使得对铝酸钠溶液分解机理的认识
铝石直径的增大值,其一般形式为】:
越来越深入。但到目前为止还没有一个完整的铝酸钠溶液
分解反应历程,更缺乏有实验事实和经得起理论推敲的铝酸—。
钠溶液分解微观反应机理。式中:一速率常数;一溶液中,瞬时浓度,/;
虽然铝酸钠溶液分解过程的微观机理没有一致的结论, 。一溶液中平衡浓度,/。
但关于铝酸钠溶液分解的宏观动力学研究结果却相当丰富。由于品种分解过程动力学的研究可以帮助人们深入研
而铝酸钠溶液晶种分解过程的宏观动力学反映的就是所有究铝酸钠溶液晶种分解过程的有关机理,所以从世纪
粒径粒子的生长而引起的质量增加的综合作用,因此对其进年代起就有不少学者对品种分解过程动力学进行了大量的
行研究有助于我们对特征尺寸晶体生长动力学的推导与理研究,借鉴公式并总结出许多形式相近的动力学模
解⋯。本文系统总结了这个方面的研究进展。型。不同的研究者基于不同的出发点,提出了多种变形
· 基金项目:国家重点基础研究发展规划基金资助项目编号:。
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甘肃台金第卷
其中:一晶体长大速度,/;一溶液中氧化铝的
公式,主要有以下几种,见表。∞昭
浓度,//;。一溶液中氧化铝的平衡浓度,,/; 一溶液
表晶种分解过程宏观动力学模型中苛性碱浓度,//;一气体常数。
. 提出者模型从式可看出,温度对分解过程有两个方面的影响:一
是温度的降低会造成。值的降低,从而使溶液的过饱和度
一。增大,有利于分解过程的进行;另一方面温度的
降低却使得分解过程反应速率常数减小,不利于分解过程的
进行。
等¨认为最精确的动力学速率估计,只有在有
利于促进动力学机理的