铝酸钠甲醇分解制备超细氢氧化铝的基础研究及工艺优化
文献类型：学位论文
| 作者 | 王雪 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2006-06-11 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 张懿 |
| 关键词 | 铝酸钠 甲醇 溶析 超细氢氧化铝 |
| 学位专业 | 化学工艺 |
| 中文摘要 | 中国科学院过程工程研究所针对我国特色的中低品位一水硬铝石型铝土矿资源，开拓了“亚熔盐法生产氧化铝”新工艺。本文在亚熔盐法新工艺前期工作基础上，针对目前拜耳法种分过程分解时间长、晶种添加量大、分解率低、氧化铝循环量大等难题，提出了铝酸钠甲醇分解生产超细氢氧化铝的新方法，开展了亚熔盐法新工艺的产品工程与工艺优化研究。本文对甲醇分解铝酸钠溶液（及晶体）制备超细氢氧化铝新工艺进行了系统的基础研究和工艺优化，主要研究内容如下： (1) 研究了30℃下Na2O-Al2O3-CH3OH-H2O溶液的部分相图，确定了甲醇对铝酸钠溶液相平衡的影响规律，并通过混合电解质Fowler-Guggenheim模型估算了醇解反应的热力学参数。研究结果表明，随着甲醇质量分数增加，氧化铝和氧化钠溶解度逐渐降低，溶液分子比先增加后减小，甲醇质量分数为0.8时达到最大值。随甲醇质量分数增加，氢氧化铝溶解平衡常数K值则先减小后增加。 (2) 考察了混合方式、搅拌强度、反应温度、铝酸钠溶液组成、甲醇与铝酸钠溶液体积比等因素对铝酸钠溶液分解率的影响。30℃下、Al2O3150g/L、分子比(氧化钠与氧化铝摩尔比) 2.1的铝酸钠溶液与体积比为1:1的甲醇反应2~4小时，铝酸钠溶液分解率能达到90%。温度越低，浓度越低，分子比越小，分解率越高。加料方式和搅拌强度对分解率影响不大。铝酸钠溶液甲醇分解的宏观动力学研究表明，醇解反应活化能为28.8kJ/mol，为化学反应和扩散混合控制。光谱分析发现甲醇与铝无化学键合，主要提供溶剂环境。 (3) 通过XRD、粒度分布、扫描电镜、纯度分析、白度分析、红外光谱、热重分析等手段，对铝酸钠溶液醇解产品进行了表征，成功制得了粒径小于1μm、杂质含量达标、白度大于99的片状超细氢氧化铝。降低铝酸钠溶液浓度、提高搅拌强度有利于减小粒径。产品低温为拜耳石，升温转变为三水铝石。产品热失重温度范围为241~275℃。 (4) 研究了铝酸钠晶体在甲醇－水混合溶剂中的分解工艺，并对产品性能进行了表征。结果表明，铝酸钠晶体与甲醇质量分数为0.5的混合溶剂反应1小时分解率可达到90%。分解率随温度升高而降低。铝酸钠晶体醇解得到的产品与溶液醇解产品性能相当，平均粒径约为1μm。 (5) 以循环母液返回拜耳溶出为基准，估算了甲醇分解工艺的能耗。新工艺总能耗约为11.18~12.00 GJ/t Al2O3，小于拜耳法晶种分解生产常规氧化铝能耗。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 86 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1166]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王雪. 铝酸钠甲醇分解制备超细氢氧化铝的基础研究及工艺优化[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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