钾离子对铝酸钠溶液中晶体长大动力学的影响.pdfVIP

第24卷专辑 中国稀土学报 2006年lo月 OFTHECHINESERAREEARTHSOCⅡrIY Oct．2006 V01．24 JOURNAL Spec．Issue 钾离子对铝酸钠溶液中晶体长大动力学的影响 陈金清1，扩，肖承玉1，陈启元2，张平民2 (1．江西理工大学材料与化学工程学院，江西赣州341000；2．中南大学化学化工学院，湖南长 沙410083) 攘要t氧化铝生产过程中，铝酸钠溶液的晶种分解是一个非常重要的过程。本文利用自制的微分反应器研究了钾离子浓度对铝酸钠溶液 种分过程晶体长大动力学的影响。结果表明，钾离子的存在改变了晶体的长大速率，但并没有显著改变种分反应活化能。 关健词：氧化铝；种分；微分反应器；钾离子；动力学 中图分类号：TF821文献标识码：A 文章编号：1000-4343(2006)．0129．03 m，可以有效避免晶 氧化铝生产过程中，铝酸钠溶液的晶种分解 量好的晶种(粒度大于301．t 是一个非常重要的过程【l】，钾离子的存在会对铝酸 种附聚对实验结果的影响)置于结晶槽中预热； 钠溶液的种分过程产生一定的影响【2～9】。Chen【lo】控制循环储液槽与主反应器(结晶槽)的温度相 的研究表明，用自制的微分型反应器研究铝酸钠 同，细晶重溶槽的温度比反应槽的温度高出3～5 溶液种分反应动力学是可行的。本文将利用该反 ℃；当循环储液槽中的溶液温度达到反应温度时， 应器研究恒推动力条件下钾离子对铝酸钠溶液种 启动循环泵和搅拌，搅拌速率为250～300r／min。 分过程的晶体长大动力学的影响。 定时取样，试样离心，清液分析化学成分；固体 样品用热水洗涤后离心，重复3次，之后再用蒸 1实验 1．1设备 测试仪分析晶体的粒度分布。 如前文所述，实验设备为自行设计的恒推动 力微分型反应器，如图1所示。其特点是能在恒 推动力条件下进行晶体长大的动力学研究，可以 避免实验过程中成核和附聚的影响。 1．2方：法 缯 采用分析纯的NaOH和KOH及工业氢氧化铝 在蒸馏水中配制。根据实验所要控制的条件，准 确称量所需的氢氧化铝(预先已洗涤并在70℃条 件下真空干燥，以除去其中的附碱和水分)、NaOH 及KOH的重量，在不锈钢容器中加入一定量的蒸 馏水溶解NaOH及KOH，之后缓慢加入称量好的 氢氧化铝，电炉加热，在搅拌条件下进行溶解， 待氢氧化铝完全溶解后，真空抽滤两次，并稀释 到所需要的浓度，再次过滤后的干净溶液保存备 用。 图1微分反应器 制备好的溶液置于循环储液槽中预热；把称 收藕日期：2006--04-28；修订日期：2006-05—16 基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(G1999064902)． 作者简介：陈金清(1968一)，男，福建莆田人，博士后 ·戤R联系人(E-mail：fjchjq@sohu．com；fjchjq@126．corn) 专辑 陈金清等钾离子对铝酸钠溶液中晶体长大动力学的影响 130 2结果与讨论 根据前文所采用的方法，不同钾离子浓度(O， (盯“，口t木分别表示铝酸钠溶液的苛性比和平衡 359／L，709／L)条件下，铝酸钠溶液种分过程中的苛性比)，根据表1，表2，表3的生长速率g化夕 晶体长大速率如表1，2和3所示。