活性晶种的性质及其强化铝酸钠溶液晶种分解的机理分析

活性晶种可以强化铝酸钠溶液晶种分解并显著提高种分分解率。通过碳酸氢钠诱导铝酸钠溶液快速分解制备活性晶种,研究其性质及对种分过程的影响规律,探讨活性晶种强化种分过程的机理。结果表明:碳酸氢钠诱导铝酸钠溶液快速分解制备的活性晶种主要是拜耳石型氢氧化铝,其粒度细、比表面积大、表面能高且表面溶剂化趋势较强,具有很强的促进铝酸钠溶液分解的能力,在晶种添加量仅为1g/L的条件下,铝酸钠溶液种分分解率可达65%以上。晶种强化铝酸钠溶液种分的能力除了随晶种表面积的增大而增强外,还随晶种表面溶剂化趋势的增强和晶种表面Zeta电位的升高而增强。在晶种分解初期,活性晶种诱导铝酸钠溶液中其他铝酸根阴离子向Al(OH)_4~-转变,其诱导溶液结构变化的能力随晶种表面积的增大和晶种表面溶剂化趋势的增强而增强。活性晶种特殊的表面性质和晶种诱导铝酸根离子向有利于种分的铝酸根离子形态转变的能力共同决定活性晶种强化铝酸钠溶液种分过程的活性。     

晶种活化强化铝酸钠溶液的种分分解

采用一种新方法活化氢氧化铝晶种,可以强化铝酸钠溶液的种分分解。晶种在沸腾的蒸馏水中蒸煮后得到活化,实验研究了活化晶种对铝酸钠溶液种分附聚过程以及全过程的强化分解作用及其对产品粒度分布的影响。在种分附聚实验中,对于苛碱浓度比较低的铝酸钠溶液,晶种活化0．5h就能有效地提高溶液的分解率,而活化时间超过0．5h对分解率的促进作用不明显;对于苛碱浓度比较高的铝酸钠溶液,晶种活化2.0h以上才能较明显地提高溶液的分解率。在种分全过程实验中,溶液分解率的提高在10h以后出现并逐渐增大。晶种被活化可能是因为晶种表面被有机杂质吸附封闭的活性点被活化后重新显露,活化晶种及原始晶种在溶液中种分1．0h后的形貌初步证实了这种设想。种分附聚产品的粒度分布结果显示,只要晶种活化时间合适,产品的粒度也能明显改善。     

氢氧化铝制备过程中铝酸钠溶液稳定性研究

铝酸钠溶液主要用于氢氧化铝制备。针对铝酸钠放置一段时间有白色沉淀析出且氢氧化铝粒径大等问题,本文研究铝酸钠溶液苛性比α_k、铝酸钠纯化(晶种活性、晶种数量、纯化温度、纯化时间)对铝酸钠稳定性和氢氧化铝的影响。铝酸钠纯化工艺制得高稳定性溶液(静置一年溶液澄清)且合成氢氧化铝粒径减小。     

超细氢氧化铝晶体生长过程中的影响因素分析

重点观察研究了铝酸钠溶液中超细氢氧化铝的晶体生长过程,设计了分解初温、时间、晶种系数和溶液的分子比四因素三水平正交试验,利用X射线衍射仪、沉降粒度仪及火焰光度计、比色仪对从铝酸钠溶液中析出的超细氢氧化铝的结晶度、粒度及杂质氧化钠含量的变化进行检测对比,并结合产品应用重点关注的粒度、氧化钠指标进行单因素宽范围试验研究,总结了铝酸钠溶液种分生产超细氢氧化铝的分解规律。本课题的研究诣在观察探索在超细氢氧化铝种分过程中的变化规律,以期能够指导于生产实际,使超细氢氧化铝生产从原来的经验控制转变为目的明确的精细控制,借此保证产品质量指标,从而保证了其稳定的质量要求,并不断开发出凸显性能特点的产品。     

超细氢氧化铝晶种制备技术研究

用一种含Al2O3的非晶质浆液与烧结法铝酸钠精制液以一定比例混合，使溶液具有极大的过饱和度，从而自发分解产出平均拉径在0．5μm以下、高分散性、其具有极为发达表面和甚多活性点的超细氢氧化铝晶种，以此超细氢氧化铝作晶种用种分制取粒度和化学组成都符合指标要求的超细氢氧化铝。     

L-白氨酸对铝酸钠溶液种分过程的影响

研究L-白氨酸对铝酸钠溶液种分分解率及其产物Al(OH)3粒度和形貌的影响,并结合表面张力和27Al NMR检测手段探讨L-白氨酸对铝酸钠溶液种分过程影响的作用机制.结果表明:在所选实验条件下,L-白氨酸可以强化分解过程,并在低浓度下可使种分产品细化;L-白氨酸的加入可以降低溶液的表面张力,27Al NMR特征峰峰形和化学位移均无显著改变,但半峰宽缩小;结合种分实验,认为添加剂主要是通过吸附在晶种表面,降低了氢氧化铝结晶活化能,促进氢氧化铝的快速析出.     

五元杂环类添加剂对种分产品氢氧化铝的影响

在醟=1.40、温度75 ℃、Na2O浓度140 g/L、搅拌速度140 r/min、晶种添加量为80 g/L的实验条件下,研究五元杂环类添加剂用量和种类对铝酸钠溶液分解率、产品氢氧化铝表面形貌及晶型的影响.结果表明:随着添加剂分子杂环上羟基个数的增加,添加剂对铝酸钠溶液种分过程作用由明显的促进作用转变为抑制作用,产品氢氧化铝表面形貌变化显著,粒度逐渐减小,细化现象明显;但添加剂对铝酸钠溶液种分产品的晶型不产生影响,仅产品的结晶度发生微弱变化.     

碳分晶种对铝酸钠溶液分解的影响

结合烧结法氧化铝生产过程中存在氢氧化铝粒度均匀、粗大，但强度较差；拜耳法生产的氢氧化铝强度好．但粒度存在周期性爆发细化的问题．系统研究了碳分晶种对铝酸钠溶液分解的影响。研究发现，在种分过程加入一定比葫的碳分晶种可提高铝酸钠溶液的分解率．稳定产品氢氧化铝的粒度，显著提高产品氢氧化铝的强度。     

高活性氢氧化铝晶种的制备

高科技部门需要平均粒度１．０微米以下的超细氢氧化铝。控制好分解条件，加活性晶种从铝酸钠溶液中分解出这种最经济的，其关键是所用的晶种的粒度要小，活性要大，经过探索和试验发现，可用简单的热活性和机械活化相结合的办法活化工业氢氧化铝，制得活性大小的细晶种，种分时晶种系数为０．０５，分解６小时左右，分解率超过５０％，并得到纯三水铝石型、１．０微米以下的产品，此法比碳酸化分解法简单，产品质量好，适用于纯拜耳     

反应条件对氢氧化气化铝分解产物质量的影响

用拜耳法生产氧化铝,从铝酸钠溶液中析出的氢氧化铝的质量对氧化铝生产的回收率及质量均有影响。分解产物中杂质含量最多的是氧化钠。本文研究了这些杂质,同时也研究了反应条件对不溶性氧化钠含量的影响。文中阐明了以下几个问题:1.溶液温度高,分解产物中含杂质少。2.如果溶液中含碳酸钠多,分解产物中含不溶性氧化钠也会增多。3.在大多数反应条件下,晶种的晶核周围生成的结晶系含不溶性氧化钠较多的结晶。     

铝酸钠溶液制备超细氢氧化铝的影响因素研究

采用一段分解工艺制备超细氢氧化铝,研究了分解温度、溶液浓度,种子率、分解时间等因素对铝酸钠溶液分解制备超细氢氧化铝分解率和粒度的影响。实验表明:随着分解时间的延长,低温时分解率大于高温下的分解率.种子率控制在10%~30%,有利于生产超细氢氧化铝;铝酸钠溶液浓度高,分解过程诱导期长;分解时间会不同程度地影响析出氢氧化铝颗粒的尺寸。     

硅对铝酸钠溶液分解过程分解率和粒度分布的影响

采用离子膜电解铝酸钠溶液研究硅对铝酸钠溶液快速分解过程分解率和粒度分布的影响,并用扫描电镜对自发分解产品的表面形貌进行了表征。结果表明:温度为60℃,SiO2浓度为0.90g/l时,铝酸钠溶液在前2小时分解受硅影响显著;SiO2浓度低于0.60g/l时,硅在前两小时的影响可以忽略。分解6h,含SiO2浓度小于0.9g/l的铝酸钠溶液其分解率都大于50%。硅的存在使平均粒度变细。SiO2浓度大于0.60g/l使氢氧化铝粒度分布成三态分布。SiO2浓度为0.75g/l的铝酸钠溶液析出的粒子粒度分布图中出现三态分布,且经24h成单峰分布。纯铝酸钠溶液自发分解产物表面平滑,而含硅铝酸钠溶液自发产物表面吸附很多小颗粒。     

铝酸钠溶液添加活性晶种分解过程颗粒的演变

以碳酸氢钠诱导铝酸钠溶液分解制备活性晶种,研究了添加极少量该活性晶种铝酸钠溶液分解过程中的颗粒演变规律。结果表明:随着分解过程的进行,产品粒度先增大而后减小,其拐点对应于铝酸钠溶液过饱和度变化速率由快变慢的转折点。种分初期,产品中拜耳石含量高,并存在数量较多的附聚体,拜耳石为粘结相。种分后期,拜耳石被较高苛性比的铝酸钠溶液溶解,导致附聚体解体而使产品细化。研究结果可为研究铝酸钠溶液添加活性晶种分解过程的粒度控制技术提供借鉴。     

铝酸钠溶液分解用种子的活性

在拜耳法中,添加大量氢氧化铝晶种进行铝酸钠溶液分解是该方法的一个很大的特点。但迄今对于种子表面和铝酸钠溶液间传质过程或者分解反应机理仍不清楚。多数研究资料表明,氢氧化铝晶体长大,次生晶核形成,微晶颗粒附聚等现象的机理,都与种子的“表面成核”有关。所以可以认为种子的作用应作为“晶核形成体”,有催化剂的性质。本文简单讨论有催化作用的种子活性的概     

晶种种类、晶种量对鋁酸鈉溶液分解产物粒度的影响

本文闡述了反应条件——晶种种类及晶种量对铝酸钠溶液中析出氫氧化铝結晶粒度的影响,同时,对分解产物粒度与时間的关系亦做了闡述。作者通过中間試驗并列举了若干过去的試驗实例探討了这一主要影响。文中得出以下結論:(1) 除特殊条件外,晶种粒度能决定分解产物的粒度。但是,如果使用不稳定晶种或拜耳体晶种时,晶种粒度虽大,也能析出细粒氫氧化鋁。此外,分解产物粒度并不經常大于晶种粒度。由于分解条件的不同,也常会得出比晶种粒度还小的分解产物。(2)晶种量适当,会得出粒度最大的分解产物。(3)一般是分解开始后,分解产物的粒徑一度增大,分解后期,分解产物粒径变小。但在能生成异常稳定結晶的分解条件下,分解后期的分解产物之粒徑也可能不变小。     

二元酸杂质及硅对铝酸钠溶液种分过程的影响

研究了草酸、丁二酸、戊二酸三种二元酸杂质及硅对铝酸钠溶液种分过程的影响。结果表明：75℃时三种二元酸分别与硅的共同存在时,均能对铝酸钠溶液的分解产生抑制作用．且这种抑制作用分别介于单一的硅酸的抑制作用与单一的二元酸的影响之间。三种二元酸杂质与硅共同存在时均能细化产品氢氧化铝的粒度,并且这种细化作用也介于单一的硅酸的细化作用与单一的二元酸的细化作用之间。由此可望得到二元酸杂质及硅的协同作用与铝酸钠溶液及氢氧化铝晶体之间的作用机理。     

铝酸钠溶液碳酸化分解产品中的Na2O

对高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解过程中Na2 O的析出行为和产品中Na2 O的存在形式进行了实验研究。结果表明 :溶液中NaAl(OH) 4的过饱和度是高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解的主要动力 ,并直接影响产品中吸附碱和晶间碱含量水平 ;提高分解温度、添加晶种或钾碱均可以明显降低产品的Na2 O含量 ;表面吸附和晶间夹杂存在的可洗碱一般占氢氧化铝产品中Na2 O含量的 2 0 %～ 30 %,而晶格碱和含碱化合物杂质等不可洗碱是产品中Na2 O的主要存在形式。     

铝酸钠溶液分解过程的理论及技术研究进展

铝酸钠溶液分解是碱法生产氧化铝过程的关键环节。总结铝酸钠溶液分解过程的理论及技术研究进展,论述铝酸钠溶液分解过程的热力学和宏观动力学、铝酸钠溶液的结构及其演变规律、氢氧化铝颗粒行为、分解体系固-液界面作用调控以及铝酸钠溶液分解技术等。认为铝酸钠溶液分解过程中有利于氢氧化铝析出的含铝离子是Al(OH)-4,调控溶液中其他复杂含铝离子结构向该类结构转变则有利于氢氧化铝析出;增大分解末期体系中最小颗粒尺寸是提高分解深度的关键;协同调控分解过程中溶液物理化学性质、离子结构和固-液界面作用的原理和方法是强化铝酸钠溶液分解技术研究的基础。     

非离子型表面活性剂对铝酸钠溶液晶种分解的影响

采用对比实验法研究非离子型表面活性剂对铝酸钠溶液品种分解率及其产品粒度和形貌的影响.结果表明:添加某非离子型表面活性剂,用量在100～150mg/L范围内,可提高分解率6%左右;粒度分析及电子显微镜形貌观察表明非离子型表面活性剂可促进AI(OH)3晶体的附聚和抑制二次成核,产品平均粒径可提高16 um.对表面活性剂强化铝酸钠溶液晶种分解的机理研究表明,表面活性剂改变AI(OH),颗粒的表面Zeta电位,同时使铝酸钠溶液的表面张力降低了20～30 mN/m,从而可大幅度降低铝酸钠溶液的稳定性,加快晶体生长速度.非离子型表面活性剂能有效强化铝酸钠溶液晶种分解过程.     

铝酸钠溶液中和制备纳米丝状氢氧化铝

研究铝酸钠溶液的盐酸中和过程对氢氧化铝晶体的形貌、晶型和铝酸钠溶液分解率的影响.结果表明:随着反应体系pH值的下降,氢氧化铝的形貌不断发生变化,且pH值越大,晶体越粗大;不论pH 值如何变化,氢氧化铝的晶型总是gibbsite型;铝酸钠溶液的分解率随溶液pH值降低而升高.