高浓度铝酸钠溶液晶种分解过程强化与粒子行为的研究

发布时间：2021-05-16 07:07

　　铝酸钠溶液晶种分解过程是拜耳法生产氧化铝的关键工序,而提高分解率的同时保证产品的物理性能是当前研究的热点。为强化种分过程,本文对铝酸钠溶液中的离子类型与相互转化规律、分解过程的动力学、添加剂的强化作用、分解过程中粒子的行为与晶体的形貌变化等方面进行了研究。主要研究结果如下：（1）铝酸钠溶液的电导率可以反映种分过程中离子间的变化规律,通过Origin按照三因子二次方程式拟合得到计算铝酸钠溶液电导率的数学模型：Λ=176.95935.3.66763Nk+249.20679αk+0.0096Nk2-31.38902αk2,并以此模型计算了不同苛性碱浓度下铝酸根离子的极限摩尔电导率。结合红外研究结果发现铝酸钠溶液种分过程中,Al（OH）4-为其主要离子形式。种分初期（Oh-5h）,[Al2（OH）8（OH）n]2-大量离解成Al（OH）4-离子,增大了铝酸钠溶液的电导率。（2）构建了高浓度下（Nk=170g/L）晶种分解过程的动力学方程。得出分解过程的表观活化能Ea为67.226kJ/mol,说明分解反应是受表面化学反应步骤控制的。（3）种分过程中添加剂P的强化效果受晶种性质与溶液结构影响。调... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 文献综述
    1.1 前言
    1.2 铝酸钠溶液晶种分解的理论研究
        1.2.1 热力学与动力学研究
        1.2.2 铝酸钠溶液的电导率
        1.2.3 铝酸钠溶液的结构
        1.2.4 铝酸钠溶液晶种分解过程中粒子行为的研究
    1.3 铝酸钠溶液晶种分解的工艺研究
        1.3.1 活性晶种强化
        1.3.2 外场强化
        1.3.3 添加剂强化
        1.3.4 优化工艺参数
    1.4 本课题选题意义及研究思路
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究思路
2 实验方法及表征手段
    2.1 实验试剂及设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 配制铝酸钠溶液
        2.2.2 铝酸钠溶液的晶种分解
        2.2.3 分析及表征方法
3 铝酸钠溶液种分过程中阴离子结构变化规律的研究
    3.1 恒温种分条件下铝酸钠浆液电导率变化规律
        3.1.1 晶种系数对铝酸钠浆液电导率的影响
        3.1.2 苛性碱浓度对分解率及铝酸钠浆液电导率的影响
    3.2 恒温种分条件下铝酸钠溶液电导率变化规律
        3.2.1 恒定温度条件下电导率的数学模型
        3.2.2 晶种对铝酸钠溶液电导率的影响
    3.3 种分过程中铝酸钠溶液结构变化规律
    3.4 恒温种分条件下铝酸钠溶液红外光谱的变化
    3.5 本章小结
4 铝酸钠溶液晶种分解过程的动力学及添加剂强化作用的研究
    4.1 铝酸钠溶液晶种分解过程的动力学研究
        4.1.1 动力学参数的计算
        4.1.2 应用动力学方程分析晶种分解过程
    4.2 非离子型有机添加剂强化种分过程的研究
        4.2.1 添加剂的加入量对种分过程的影响
        4.2.2 在添加剂环境中晶种系数对种分过程的影响
        4.2.3 添加剂不同加入时间对产品粒度及分解率的影响
        4.2.4 调整溶液结构与使用添加剂对种分分解率及产品粒度的影响
        4.2.5 采用不同晶种时添加剂对产品粒度及分解度的影响
    4.3 本章小结
5 铝酸钠溶液晶种分解过程粒子行为的研究
    5.1 晶种的物理特性
        5.1.1 粒度分析
        5.1.2 晶种类型
    5.2 循环实验中粒子的行为
        5.2.1 粒子数变化的研究
        5.2.2 颗粒的形貌变化
    5.3 调整溶液结构对粒子行为规律的影响
    5.4 改变晶种粒度分布对粒子行为规律的影响
    5.5 改变晶种类型对粒子行为规律的影响
    5.6 添加剂的影响
    5.7 晶种系数
    5.8 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 回顾与展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电场对铝酸钠溶液晶种分解过程的影响[J]. 吴复忠,金会心,马婕.  湿法冶金. 2011(04)
[2]铝酸钠溶液的电导率与结构的关系[J]. 李小斌,王丹琴,梁爽,刘桂华,彭志宏,周秋生.  高等学校化学学报. 2010(08)
[3]非离子型表面活性剂对铝酸钠溶液晶种分解的影响[J]. 彭志宏,刘燕庭,周秋生,刘桂华,李小斌.  中国有色金属学报. 2008(10)
[4]过饱和铝酸钠溶液中Al（OH）3均相成核机理[J]. 张立川,陈启元,尹周澜.  中国有色金属学报. 2008(08)
[5]电导法研究过饱和铝酸钠溶液均相成核过程[J]. 张立川,陈启元,尹周澜.  物理化学学报. 2008(06)
[6]晶种活化强化铝酸钠溶液的种分分解[J]. 尹周澜,曾纪术,陈启元.  中国有色金属学报. 2008(02)
[7]Phenomena in late period of seeded precipitation of sodium aluminate solution[J]. 李小斌,冯港涛,周秋生,彭志宏,刘桂华.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(04)
[8]种分附聚微观机理探讨[J]. 白万全,尹中林.  轻金属. 2006(07)
[9]Model of apparent crystal growth rate and kinetics of seeded precipitation from sodium aluminate solution[J]. 李小斌,刘志坚,徐晓辉,周秋生,彭志宏,刘桂华.  Journal of Central South University of Technology（English Edition）. 2005(06)
[10]铝酸钠溶液声致自由基的测定[J]. 刘吉波,陈启元,张牧群,尹周澜,张平民.  中国有色金属学报. 2004(12)

博士论文
[1]铝酸钠溶液晶种分解过程中颗粒行为及其调控[D]. 阎丽.中南大学 2012
[2]过饱和铝酸钠溶液种分附聚过程及其强化[D]. 尹建国.中南大学 2007
[3]超声波强化铝酸钠溶液分解过程机理的研究[D]. 刘吉波.中南大学 2004
[4]超声场强化拜耳法种分过程的研究[D]. 赵继华.中南大学 2001



本文编号：3189224