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第卷第期锦州师范学院学报自然科学版..
年月.
铝酸钠溶液脱硅的研究现状及进展
刘连利,翟玉春
.锦州师范学院化学系,辽宁锦州;.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳
摘要:叙述了硅在铝酸钠溶液中的存在状态,指出了在碱法生产氧化铝过程中铝酸钠溶液脱
硅的重要性,并从形成水合铝硅酸钠的一次脱硅和形成水化石榴石的二次深度脱硅两个方面介绍
了铝酸钠溶液的脱硅机理、研究现状及进展。在此基础上指出了铝酸钠溶液脱硅的研究方向。
关键词:铝酸钠溶液;脱硅;氧化铝;水合铝硅酸钠;水化石榴石
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:——
前言
在碱法生产氧化铝过程中,铝酸钠溶液中的硅可以引起氧化钠和氧化铝的损失;在生产设备和管道及热
交换器表面形成结疤,增加能耗和设备维护量;造成氧化铝产品质量下降。要保证产品质量就得用降低铝酸
钠的分解率作为代价,造成氧化铝在生产体系中循环量增加。硅是碱法生产氧化铝工艺中最有害的杂质。
在铝酸钠溶液分解之前必须设立专门的脱硅过程。
脱硅过程的实质就是使溶液中处于过饱和状态的硅酸钠转化成溶解度小的化合物沉淀析出。经过脱硅
净化处理后的铝酸钠溶液,生产上称为精制液,脱硅后溶液中的净化程度通常用铝酸钠溶液所含
和的浓度比即硅量指数/来表示。当精制液中。的浓度一定时,/越高表示溶液中的含
量越低,脱硅越彻底。在烧结法生产中,铝酸钠溶液的分解率和产品氢氧化铝的质量,主要取决于溶液的硅量
指数。分解硅量指数高的精制液时,在保证产品氢氧化铝质量的前提下,可获得很高的碳分分解率,也就是可
以减少随碳分母液返回的。循环量,因此提高和稳定铝酸钠溶液的硅量指数对烧结法生产的产品氧化
铝质量和产量起着极为重要的作用。研究铝酸钠溶液中的行为和铝硅分离工艺是非常有意义的。
硅在铝酸钠溶液中的存在形态
硅在铝酸钠溶液中的存在状态和行为是氧化铝生产物理化学中一个基本研究课题。又是一个非常复杂
的问题,它受温度、浓度、苛化比以及样品的制备方式等诸多因素的影响,对此并没有一致的认识。早期文献
多认为硅在铝酸钠溶液中仅以硅酸根存在,也有人认为是以铝硅酸根离子存在。近年来,通过热力学的计算,
认为在.≤.时,硅在铝酸钠溶液中的主要存在形态是。而在..时,则主要
是以:一形态存在。柳妙修对以熟料溶出制得的粗液,通过紫外和光谱分析,认为溶液中占优
势的是和:一离子,同时也有聚合态的硅酸根离子和铝硅酸根离子。在铝酸钠溶液中,由于硅
易与其它组分形成更复杂的阴离子,因而增加了研究的难度。在含硅铝酸钠溶液中,随和铝酸钠浓度的
增大,缩合生成的铝硅酸根离子比例增大,存在的形式更趋复杂。铝硅酸钠形成的反应过程可能是:
收稿日期:一
作者简介:刘连利一,;从事冶金物理化学教学科研工作
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锦州师范学院学报自然科学版第卷
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对于高浓度溶液,:倾向于形成下列一系列铝硅酸根离子:
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在:浓度较小的情况下,上述转化是不完全的。
铝酸钠溶液脱硅的研究现状
在烧结法氧化铝生产过程中,脱硅工序的地位非常重要,它即是控