拜耳法生产氧化铝过程铝酸钠溶液中S2-和S2O2-3的测定

采用拜耳法利用高硫铝土矿生产氧化铝时,矿石中的硫在溶出后主要以S^2-和S₂O^2-₃等形式进入生产过程中的铝酸钠溶液,对生产造成一系列的危害。实验通过设计的特殊装置,在含硫的铝酸钠溶液中添加氯化亚锡的盐酸溶液,以氮气为保护气体和载体,生成的硫化氢气体与醋酸镉溶液反应生成硫化镉沉淀,再采用间接碘量法测定S^2-含量;加入硝酸银溶液生成硫代硫酸银、亚硫酸银和硫酸银沉淀,再添加氨水溶解亚硫酸银和硫酸银沉淀,根据硫代硫酸银水解后的硫化银沉淀量计算S₂O^2-₃含量。试验研究了氮气流速、氨水加入量和淀粉指示剂加入量对测定结果的影响。实验方法用于测定3种模拟铝酸钠溶液中S^2-和S₂O^2-₃,S^2-和S₂O^2-₃的回收率均为95%,S^2-和S₂O^2-₃测定结果的相对标准偏差(RSD,n=5)分别为0.12%~0.34%和0.27%~0.57%。按照实验方法对3份贵州某铝厂拜耳法生产氧化铝过程铝酸钠溶液中S^2-和S₂O^2-₃进行测定,S^2-和S₂O^2-₃测定结果的RSD(n=5)分别为0.28%~0.35%和0.32%~0.46%,加标回收率为94%~95%。     

氧化铝厂生产过程中铝酸钠溶液组分浓度的快速化验检测方法研究

铝酸钠溶液是在氧化铝厂生产过程中必不可少的产物,为针对铝酸钠溶液的组分以及浓度进行快速化验检测,为化学生产提供有力依据,利用实验研究方法,实验对象选择为不同浓度的铝酸钠溶液,以收集铝酸钠溶液浓度特征数据为实验出发点,对其数据进行预处理工作,基于光纤的感光度与光功率损耗量,对铝酸钠溶液温度与电导率进行记录,两者之间形成特...     

从铝酸钠溶液中析出水合氧化铝的热力学分析

为了更深入地认识从铝酸钠溶液中析出水合氧化铝过程的机理,从热力学角度对该过程的行为进行了探讨。对氧化铝-水系的热力学分析结果表明,在25~150℃范围内,标准状态下,三水铝石转变为一水软铝石的趋势更大,这个区域的稳定相应为一水软铝石;对铝酸钠溶液晶种分解体系热力学分析结果表明,90~150℃范围内,以一水软铝石和一水硬铝石为晶种进行晶种分解可分别析出纯一水软铝石和一水硬铝石。     

拜耳法氧化铝生产过程中锂的富集机制研究

研究了拜耳法氧化铝生产过程中锂的富集机制。结果表明,在拜耳法氧化铝生产工艺中,铝土矿中约有80%金属锂在高压溶出过程中以铝酸锂的形式进入铝酸钠溶液,后经晶种分解全部进入结晶氢氧化铝中,在氢氧化铝的高温煅烧过程中,因升华作用损失约25%的金属锂,其余以氧化物形式富集在氧化铝制品中,其含量随着入磨铝土矿中金属锂含量的增加而增加、随铝土矿A/S比的增加而降低。     

Pr2O3/RuO2和Gd2O3/RuO2对甲醇的选择性电催化氧化性能研究

由于电解水阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)过电位较高,增加了电解水制氢的整体能耗。故本实验采用热力学上有利的甲醇氧化反应(Methanol Oxidation Reaction, MOR)替代OER,尝试缓解OER对酸性电解水制氢的能耗制约。通过热解法制备了Pr₂O₃/RuO₂和Gd₂O₃/RuO₂催化剂,不仅能催化甲醇生成增值的甲酸(HCOOH),而且可以使MOR过程与析氢反应耦合,生成高纯的H₂。电化学分析测试表明,在含CH₃OH(2.5 mol·L^-1)的H₂SO₄(0.5 mol·L^-1)电解质溶液中,电流密度达到10 mA·cm^-2时,Pr₂O₃/RuO₂和Gd₂O...     

SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+磷光粉低成本制备工艺及发光性能研究

以工业铝酸钠溶液制备的氢氧化铝为铝基原料,采用高温固相反应法合成了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+磷光粉,考察了稀土掺杂量、烧结温度及硼酸加入量对其发光性能、激发光谱及发射光谱的影响,并通过XRD谱及余辉衰减曲线对最佳工艺条件下制备的样品进行表征。结果表明,当稀土掺杂量x(Eu)=3%、x(Dy)=3%,烧结温度为1 300℃,烧结时间为4h,硼酸加入量w(H3BO3)=9%时,所制备磷光粉样品仍保持SrAl2O4的晶体结构,其发光性能最好,发光强度最大,主激发波长在360nm左右,主发射波长在510nm左右;余辉为黄绿色,衰减时间长。     

Sm3+/Ce3+共掺杂B2O3-Al2O3-SiO2玻璃的结构和激光吸收性能

在硼铝硅酸盐玻璃(43B₂O₃-25Al₂O₃-32SiO₂)中进行Sm³⁺/Ce³⁺共掺杂,采用固相熔融法制备(B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂)-20Sm₂O₃-x CeO₂(x为0～6%,摩尔分数)玻璃,借助X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计等表征方法研究玻璃的结构和激光吸收性能。结果表明,所有样品均为玻璃状,Sm³⁺和Ce³⁺均匀分布。随CeO₂的摩尔分数从0增加到2%,玻璃中桥氧的摩尔分数从60.12%增加到63.82%,而当CeO₂的摩尔分数增加到6%时,桥氧的摩尔分数下降到59.41%。CeO₂摩尔分数为2%...     

稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2- 2% Gd2O3催化合成乙酸戊酯

制备了稀土复合固体超强酸SO₄2-/ZrO_2- 2%Gd₂O₃催化剂,并对以乙酸和戊醇为原料合成乙酸戊酯的反应条件进行了研究。研究表明:当戊醇与乙酸的摩尔比为1:1.5,反应时间为6h,反应温度为130℃,催化剂用量为6%戊醇的质量时,反应酯化率最高,酯化率可达98.93%,选择性高达100%。研究发现,该催化剂可重复使用,并能活化再生。      

含B2O3的Al2O3—Fe2O3基无氟复合造渣剂的试验研究

在杭钢炼钢厂40t转炉上进行了含B2O3的Al2O3-Fe2O3基无氟复合造渣剂的工业性试验。试验结果表明其冶金特性良好;能提前0.5~1.0min化渣;全程化渣好,基本上不喷溅,不返干、不粘枪;钢铁料、石灰等消耗有所降低。本文还探讨了Al2O3与B2O3化渣机理的有关问题。     

铝酸钠溶液中草酸钠的石灰苛化

革酸钠对氧化铝生产有显著影响。本文从热力学和工业生产上分析了铝酸钠溶液中各因素对石灰苛化草酸钠中的影响规律,并简要介绍了石灰苛化新技术。     

离子色谱法测定拜尔法铝酸钠溶液中有机酸和无机阴离子

建立了拜尔法铝酸钠溶液中多种有机酸和无机阴离子的离子色谱分析方法。样品经活化好的OnGuard H型固相萃取柱处理后,可有效去除其中大量的金属离子基体干扰,采用离子色谱梯度淋洗和抑制电导检测。结果表明:甲酸、乙酸、丙酸、草酸、丁二酸和戊二酸等有机酸和F-,Cl-,SO24-等无机阴离子能在33 min内同时分离测定。该方法线性关系良好(r=0.994 7-0.998 9),所有被测成分的检出限均小于0.036μg/mL。测定结果的相对标准偏差都在3.2%以下,样品加标回收率在94%-103%之间。     

间接碘量法测定氧化铝生产流程样品铝酸钠溶液中硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根

通过控制不同的条件,先在铝酸钠溶液中加入过量的碘,使碘分别与铝酸钠溶液中的硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根反应,再用硫代硫酸根标准溶液返滴定过量的碘,最后,通过差减法得到硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根各自的含量,从而建立了间接碘量法测定铝酸钠溶液中硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根的方法。同时,运用碘酸钾与碘化钾在中性条件下不发生化学反应而在酸性条件下可反应生成碘的特性,在中性条件下使用基准碘酸钾与过量碘化钾配制了碘标准溶液,在实际测试时,只需通过向样品溶液加酸及碘标准溶液即可得到定量的碘,避免了由碘性状不稳定所带来的含量变化问题。将实验方法应用于不同生产流程中铝酸钠溶液(高压溶出液、粗液、种分母液)进行测定,5次平行测定硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根结果的相对标准偏差分别为0.68%～0.82%、0.26%～0.44%、0.38%～0.74%。按照实验方法对3种合成铝酸钠标准溶液中硫离子、硫代硫酸根和亚硫酸根进行测定,测定值均和理论值相符。     

火焰原子吸收光谱法测定拜耳法生产氧化铝赤泥中钠

用氢氧化钾熔融赤泥样品后再用HCl（1+1）溶解,选择Na 58899 nm谱线作为分析线,以氯化钾为电离抑制剂,火焰原子吸收光谱法测定拜尔法赤泥中钠含量。实验采用标准加入法消除共存离子的干扰,通过优化火焰原子吸收光谱的燃助比、光谱通带宽度和抑制剂加入量等参数,确定了最佳实验条件。钠的质量浓度在001~20 mg/L范围内与吸光度呈良好线性关系,方法检出限为0005 1 μg/mL。对赤泥样品中钠进行测定,相对标准偏差（RSD）小于23%,回收率在97%~103%范围内。     

离子色谱法测定拜耳法铝酸钠溶液中的杂质离子

采用Metrohm-883型离子色谱仪、ASUPP7-250分离柱,等度淋洗条件下,一次性分离氧化铝生产铝酸钠溶液中的F-、Cl-、SO42-、C2O42-、甲酸根、乙酸根等离子,该方法简便易行,分析结果准确可靠,线性相关系数均>0.9998,检出限<0.019μg/mL,样品测定的相对标准偏差<2.3%,加标回收率98.9%～102.3%。     

Desilication of sodium aluminate solution by Friedel's salt (FS: 3CaO·A12O3·CaCl2·10H2O)

Controlling silica level in Bayer liquor is critical in order to prevent scaling or alumina quality issues. The conventional method of removing silicates from aluminate solutions requires the introduction of calcium oxide or calcium hydroxide. In this work, Friedel's salt (FS: 3CaO·A1₂O₃·CaCl₂·10H₂O) is proved for the first time to remove up to 95% silica from sodium aluminate solution. FS is a mineral anion exchanger belonging to the layered double hydroxides (LDHs) which was prepared by adding calcium chloride to sodium aluminate over the temperature range of 50–90 °C. It was characterized by XRD, SEM, Particle Size Analyzer and TG-DSC. FS prepared at 50 °C has a relatively high desilication capacity, better than calcium oxide.Experimental parameters affecting the desilication process, such as temperature, sodium aluminate liquor composition, initial silica concentration (4–10 g/L) and FS dosage were investigated in detail and a comparison of desilication between FS and CaO was carried out. The desilication products (DSP) were mainly calcium aluminium silicates, identified by XRD to be Chabazite and Wadalite and the final chloride concentration in the sodium aluminate solution after anion exchange with FS was  0.015 g/L. The rate of desilication by FS was first order with a rate constant 2.582 × 10⁶ min^− 1. The apparent activation energy was estimated to be 57.7 kJ mol^− 1 over the temperature range of 80–110 °C.     

氧化铝熟料溶出二次反应过程SiO2进入铝酸钠溶液的动力学机理

基于采用较高液固比(20:1)的实验条件,避免了因硅酸钠与铝酸钠反应形成水合铝硅酸钠(钠硅渣),可将氧化铝熟料溶出二次反应动力学过程分为SiO₂进入铝酸钠溶液和Al₂O₃损失两个动力学过程,详细研究了SiO₂进入铝酸钠溶液过程的动力学行为.通过选择合适的动力学模型对实验数据进行处理,获得了该过程的动力学方程.方程表明,该过程的表观活化能较小,仅为24.86kJ·mol^-1,说明其过程发生需要突破的活化能能垒较小,相应反应较易发生,其动力学机理与表面化学反应有关,也与扩散有关.铝酸钠溶液中Al₂O₃质量浓度对过程的影响远远大于铝酸钠溶液中Na₂CO₃质量浓度和NaOH质量浓度的影响,因此认为熟料溶出过程中,导致SiO₂进入铝酸钠溶液的原因主要是熟料中的硅酸钙与NaAl(OH)₄相互作用.     

Hydrothermal formation and conversion of calcium titanate species in the system Na2O-Al2O3-CaO-TiO2-H2O

The hydrothermal formation and conversion of titanate species in the system Na₂O-Al₂O₃-CaO-TiO₂-H₂O was investigated based on the thermodynamic calculation and systematic experiments. Experimental results show that the reaction product of anatase with aluminate solution is sodium tri-titanate (Na₂O·3TiO₂), and that kassite (CaO·2TiO₂·H₂O) is formed by the reaction of sodium tri-titanate with calcium hydroxide (Ca(OH)₂) and sodium aluminate solution with high free caustic concentration at elevated temperatures. The results also show that there are two reaction paths for the formation of perovskite (CaTiO₃), one is the direct reaction of sodium tri-titanate with calcium hydroxide, and the other is the conversion of kassite with calcium hydroxide and sodium aluminate solution at elevated temperatures. In addition, the aluminum species in the sodium aluminate solution play a very important role in the process of kassite formation and its conversion to perovskite. The findings provide a potential method for the efficient preparation of titanate species and enhance the understanding of the scaling of heat exchanger surfaces in the Bayer process alumina refinery which is a result of titanate formation.     

磷酸镧除氟的H+,Zn2+,La3+∥SO2-4,PO3-4-H2O体系中Zn2+的间接络合滴定

采用镧盐除氟剂LaPO₄对锌电解液除F时,由于La³⁺和PO^3-₄的存在,H⁺,Zn²⁺,La³⁺∥SO^2-₄,PO^3-₄-H₂O体系中Zn²⁺不能直接用传统的滴定法测定。通过向待测液中加入适量NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液络合Zn²⁺(Zn₃(PO₄)₂溶于氨性溶液),使La³⁺进入固相,抽滤、洗涤沉淀以分离Zn²⁺和La³⁺,收集滤液用EDTA(铬黑T作指示剂)滴定Zn²⁺,建立了间接络合滴定该体系中Zn²⁺的方法。实验结果表明:缓冲溶液采取较高的浓度配方、冲洗液采用稀释的缓冲溶液为宜。对于含0.1~1.0mmol Zn²⁺的样液,确定缓冲溶液为54g NH₄Cl溶于水,再加入350mL NH₃·H₂O,定容至1L,用量为20mL;冲洗液为缓冲溶液(1+2);为便于沉淀转移,加入沉淀La³⁺理论量1.1倍的F^-(La³⁺物质的量的3.3倍),可使沉淀转为不易于粘附玻璃的LaF₃。方法的定量限为0.01mol/kg。吸取含Zn²⁺在0.1~1.0mmol的H⁺,Zn²⁺,La³⁺∥SO^2-₄,PO^3-₄-H₂O体系平衡液,按照实验方法测定Zn²⁺,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)小于0.1%,加标回收率为99%~100%。     

含Cl-,SO42-溶液中X70管线钢缝隙的阴极极化行为

研究了X70管线钢缝隙在含Cl^-、SO₄^2-溶液中阴极极化行为.实验结果表明:在-1000mV(CSE)缝口控电位下,随着缝隙开口尺寸增大,缝隙尖端越靠近缝口控电位;在同一缝隙开口尺寸时,随着缝口控电位的增大,缝隙内越容易达到保护状态.欠保护状态下,缝隙腐蚀会发生,缝隙内溶液pH值降低;保护状态下,缝隙内溶液pH值升高有碱化趋势.