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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:———
铝酸钠溶液碳酸化分解的热力学①
李小斌,刘祥民,苟中入,彭志宏,刘桂华,周秋生,丁安平,李明,刘业翔
. 中南大学冶金科学与工程学院,长沙;.中国铝业股份有限公司山西分公司,河津
摘要:为对高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解过程中产品杂质含量的控制提供理论依据,分析了铝酸钠溶液碳酸
化分解过程的热力学,认为该过程中析出的真正机理是过饱和铝酸钠溶液的自发结晶;而基于分解过
程中平衡浓度的热力学计算表明,在碳酸化分解过程中的变化规律与公认的三段变化规律一致,说明该过
程产品中的含量取决于它在溶液中的平衡浓度,而非吸附所致;同时还分析了丝钠铝石的形成热力学。
关键词:铝酸钠溶液;碳酸化分解;热力学;机理
中图分类号: 文献标识码:
烧结法氧化铝生产流程中,碳酸化分解过程是· · · 一
包含液一固一气多相反应的复杂过程。对该过程的机
理解释存在多种不同的观点。丝钠铝石的形成丝钠铝石的形成主要是
氢氧化铝的析出机制认为可能存在两种机与作用的结果。在碳分末期或体
制,即溶液稳定性破坏机制和酸碱中和直接作用机系局部过度碳酸化时,可能发生如式~ 的反
制。所谓溶液稳定性的破坏机制,即认为铝酸钠溶应。但在碳分初期,由于游离苛性碱的存在,丝钠
液中的游离苛性碱被通入的按反应所中
铝石可以按反应被其溶解。但对丝钠铝石的形
和,导致体系苛性比降低,溶液过饱和度增大,其
成条件,文献,报道的结果并不一致。
稳定性降低,然后按反应式析出。沉
—
淀。该过程可用反应式来描述。
· · ·
一一;一
;一一
一一。一
;一
一一一;一
· · ·

一一
而酸碱中和直接作用机制则认为。的
析出是碱性的与酸性的直接作用一—
的结果,铝酸钠溶液碳酸化分解发生的反应为· · ·
一—。;一一一
· · · 一一
在碳分过程中的行为普遍认为,在一;一一
碳分过程中,的析出分个阶段:第一阶段发
生在分解初期,溶液中浓度下降较快;第二阶上述观点主要是针对较低浓度的铝酸钠溶液碳
段则主要析出。,溶液中浓度变化较
酸化分解过程提出的,很少涉及高浓度铝酸钠溶
小;第三阶段则由于溶液中苛性碱浓度的降低,
液。而烧结法一个主要的发展方向是大幅度提高原
在溶液中平衡浓度大幅减小而基本上全部析
出,溶液中浓度下降较快,此阶段发生的反应液中。浓度以提高溶液的产出率。本研究在实
如反应式所示。验测定分解过程苛性碱浓度变化的基础上,对碳酸
一,;一一化分解过程进行了热力学分析,并从理论上加以解
①基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目收稿日期:——;修订日期:——
作者简介:李小斌一,男,教授,博士生导师,博士.
通讯联系人:李小斌,教授;电话:—;—:.. ...
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中国有色金属学报年月
释,以期实现高浓度铝酸钠溶液的碳酸化分解工艺的反应自由能。由于碳酸化分解的反应均在非∞∞∞
优化。标准状态下进行,溶液中主要物质的浓度高且变化
较快,按标准状态计算的结果与实际状态存在很大
实验差距。因此,在进行