碳酸氢钠分解铝酸钠的历程分析

1、碳酸氢钠分解铝酸钠的历程分喊溶-碳分法氧牝铝生产新工艺中*矿石经緘高温离压的潯出液经过脱硅厉装入分解槽，进行搅拌，利用恒流泵缓缓加入碳酸氢钠中和落岀液中铝酸钠，液液反应生成氢氧化铝，同时对反应体系pH值进行监控,确定反应弊点在碳酸氢钠分解过程中，前期铝酸钠基本无分解。只是溶液pH值缰缓下降，此时加入的碳酸氢钠用于中和游离氨氧化钠反应生成碳酸钠.随着碳酸氢钠的加入，铝酸钠分解率也慢慢升高*生成氮氧化铝°铝酸钠分解出来的氯氧化钠继纯同碳酸氢钠反磁导致铝酸钠继续反应，绘终使得pH进一步降低，铝酸钠分解率升高.直至反应终点；当铝酸钠分解到一定程度时*由于体系pH降低，导致溶液会发生同部酸化生

2、成丝讷铝右生成的竝齣铝石导致产站氧化铝杂质含业过离*产品质量下降.本I.艺N设汁过柑中等虑碳醸轼钠分解铝IS钠溶液到一定分解率后，过滤洗涤生产合格的砂状氧化铝，过滤后的碳分母液中含有的少逢铝再加入碳酸氢钠进行深度除杂滤除,再进入F步离子膜电解工序.Z2实验部分2,2.1仪器及试剂本实验主要采用精密型蠕动泵、电子恒温不锈钢水浴槽、全玻璃微孔滤膜过池孤恒温水浴搅拧器笞设矗所川试剂为分析纯的碳rm触氮讯化仙、礙懒爼钠、氮氧化铝一实验所用铝酸钠潘液由氫氟化宦和氢氧化钠配胃而成*Na：Ok浓度为400g/Lr弧NO与AR6分子量之比）为1.3.2.22实"方法在60'C水浴加热,搅拌速

3、度300r/min条件下.以ImL/min的速度在铝酸钠溶液中缓慢滴加lmol/L的碳酸氢钠溶液,控制反应终点分别为pH=12.4,11.8,U.4,II,生成的沉淀由细颗粒状向絮状转变，将底部白色沉淀中的水分滤除.热水水洗T净3遍，8(TC烘干。所得沉淀物利用ZcissSUPRA55型打描电了显微镜(SEM)和能谱仪以及FT1R-85O傅立叶变换红外光谧仪进行形貌和组成分析.研究不同碳分终点对生成的碳分产物的成分的彤响。2.3结果与讨论在不同碳分的pH値终点卜碳分产物组成和形貌会产生很木变化。打描电镜和红外光谱结果见图21至28S470020.0kV14.6mmx5.00k'*

4、9;'''10.0um图2-1pH-12.4时碳分产物的SEM图片Flg.2-1SEMimagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpH12.4图2-2pH-11.8时磯分产物的SEM图片Fig.2-2SEX!imagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpH11.8图2-3pH=ll.4时碳分产物的SEM图片Fig.2-3SEMimagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpH11.4图2«4pll=ll时碳分产物的SEM图片Fig.2-4SEMimages

5、ofprecipitateddawsoniteparticlesinpillI图2-5pH=12.4时碳分产物的红外尤谱图Fig.2-5IRimagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpH12.4图MpH=l1.8时碳分产物的红外尤谱图FigJI-6IRimagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpHIIX图2-7pH=l1.4时碳分产物的红外尤谱图FigJB-7IRimagesofprecipitateddawsoniteparticlesinpHl1.4由图21可以看出，控制终点pH=12.4时，碳分产物主要为呈长条细

6、颗粒状.能W分析结果含有铝和氧元素。此时的碳分母液中含有很多游离的苛性碱，即使有丝钠铝石生成也会被迅速溶解。由图2-5可见以3500cm为中心的很宽的峰为氢氧化铝表面轻基的吸收峰，峰772.83cnr*为A1OA1的反对称弯曲震动峰，峰532.04cm-'为A1OA1的伸缩馬动峰,由此可以确定在此pH卜碳分产物为氢氧化铝。11112-2对以石出,控制终pH-11.8甘，碳分产物上要为呈氏条细额粒状'能谱分析结果为含有铝和氧元素由图2-6可见以3500cm-'为中心的很宽的峰为氢氧化铝表面轻基的吸收峰，峰772.10cm-*为A1OA1的反对称弯曲震动峰，峰534.95c

7、m*1为A1OA1的伸缩屣动峰,由此可以确定在此pHF碳分产物仍为氢氧尢铝。由图23可以看出，控制终点pH=11.4时，碳分产物出现丝状团聚物，能谱分析结果为倉仃铝、氧、钠和碳元索。是因为此时在碳酸氢根的金眾升高和偏铝酸根结合为丝钠铝石，而且有团聚现彖。由于溶液中的商性碱浓度越来越低，不足以溶解全部的丝钠铝石。由图2-7可见3290.77cnr*和1097.04cnr*分别为O-H的伸缩振动和面内变形振动；指纹区中500800cnr1是AIO和NaO的特征振动区：1393.96cm*'和1570.77cm'1分别为CO伸缩扳动。基本与文献报道的丝钠铝石的红外光谱图无差异。而以3

8、500cm1为中心的很宽的峰为氢氧化铝表面轻基的吸收峰。由此可以确定在此pH卜碳分产物为伴有丝钠铝石生成的氢氧化铝.2-4Njru,'I-.心制佟心川II时丨现丿矽:：沖I生丸.能语介听汀果为倉有铝、氧、钠和碳元素。碳分母液中的新析出的A1(OH)?颗粒很快被加入的碳酸氢钠转化为丝钠宦石，碳分产物中丝钠铝石含琏进步升高。由图28可见3289.7lcnr1和1097.71cmd分别为O-H的伸缩振动和面内变形振动;指纹区中50080()cnr1是AI-O和NaO的特征振动区：I394.6Xcnr1和1568.25cnr*分别为CO伸缩振动。基本与文献报道的丝钠铝冇的红外光谱图无差异。由此可以确定在此pH卜碳分产物为丝钠铝石。由此对判定碳分终点pH值由12.4到11的变化中,生成的沉淀由氢氧化铝转变为丝钠铝石,pH值在11.8到11之间是变化的转折点，所以最佳碳分终点pH值在11.5左右。在铝酸钠中加入碳酸氢钠溶液生产氢氧化铝过程中,碳分终点pH值由12.4到11的变化过程屮，生成的沉淀由氢氧化铝转变为线钠铝石，pH值在11.