.52· 工程科学学报，第40卷，第1期 中保温搅拌8h,55℃保温16h.将浆液过滤，用无 1实验 水乙醇多次洗涤滤饼以除去附着碱液，在温度为 1.1实验材料 80℃的真空干燥箱中干燥6h,得到滤饼用于后续 研究所用到的主要实验材料有：分析纯草酸钠、 分析. 氢氧化钠等化学试剂，氢氧化铝晶种及工业蒸发母 铝酸钠溶液中苛性碱和氧化铝质量浓度采用容 液等 量法进行分析.草酸钠质量浓度采用戴安ICS-90 氢氧化铝品种取自国内某氧化铝厂晶种分解工 离子色谱仪测定.分解产物粒度用欧美克激光粒度 序中立式过滤机的滤饼.用热水多次洗涤滤饼，去 仪进行检测.分解产物微观形貌采用FET Quanta- 除表面附着的碱液以及草酸钠等杂质，置于温度为 200环境扫描电镜进行考察，成分分析使用电镜附 80℃的真空干燥箱内，烘干待用. 属的能谱分析仪进行. 根据实验需要，配制合适成分的铝酸钠溶液. 一是制备合成铝酸钠溶液.用一定量的分析纯氢氧 2结果与讨论 化铝、氢氧化钠以及去离子水，加热煮沸，待氢氧化 2.1草酸钠对氢氧化铝粒度的影响 铝全部溶解，将溶液过滤并稀释，作为合成铝酸钠溶 拜耳法氧化铝生产工艺是个循环体系，铝酸钠 液（苛性碱质量浓度170.00g·L-1,氧化铝质量浓度 溶液中草酸钠积累到一定程度，在氢氧化铝晶种分 187.45gL-1).二是用工业蒸发母液制备工业溶液 解时析出，可能对产品氢氧化铝的粒度产生影响. 调配液.采用某氧化铝厂蒸发母液（苛性碱质量浓 实验是在工业溶液调配液中加入氢氧化铝晶种 度235.79gL1,氧化铝质量浓度131.25gL-1,草 100gL-1,再分别添加不同数量的草酸钠，进行分 酸钠质量浓度3.25g·L),添加一定量的分析纯氢 解实验.分解完成后分别对滤饼及热水洗涤后的滤 氧化铝，加热煮沸，使氢氧化铝全部溶解，将此溶液 饼（热水洗涤的目的是去除滤饼中的草酸钠晶体） 用热水稀释并调配至苛性碱质量浓度为170.00g· 进行粒度分析.洗涤前后滤饼的粒度分布见表1. L-1,氧化铝质量浓度187.45g·L1,作为工业溶液 其中样品序号带字母“a”的为洗涤前滤饼，带字母 调配液. “b”的为洗涤后的滤饼.D(4,3)表征体积平均粒 1.2实验方法 径，指颗粒粒径对体积（质量）的加权平均.D(x)表 实验是在合成铝酸钠溶液或工业溶液调配液 示小于D(x)这个值的颗粒占颗粒总数的x%.如 中，加入一定量的草酸钠和氢氧化铝晶种，于水浴 D50表示小于D50这个值的颗粒占颗粒总数的 群釜中进行分解实验.在温度为60℃的水浴群釜 50%,一般称为中位径. 表1不同草酸钠添加量的分解产物粒度分布 Table 1 Particle size distributions of crystallization 草酸钠添加 粒径小于 粒径小于粒径小于 粒径小于 D(4,3)/ D10/ D25/ D50/ D90/ 样品 质量浓度/ 5μm占比/10μm占比/20m占比/45m占比/ m m (gL1) % % % % 品种 一 1.96 5.37 12.57 50.63 46.93 17.21 30.76 44.65 79.03 la 0 0.22 0.67 2.61 25.74 63.14 32.37 44.46 59.48 97.39 1b 0 0.54 0.86 2.34 23.70 64.77 33.59 46.00 61.18 99.48 2a 4 0.91 2.79 6.90 33.22 57.03 24.60 39.72 54.94 91.88 2b 0.81 2.49 6.24 31.99 58.39 25.89 40.40 55.90 93.49 3a 8 2.38 5.33 10.69 36.61 54.24 18.84 37.70 52.90 89.89 3b 8 L.81 4.28 10.00 35.15 55.38 20.01 38.49 53.85 91.17 4a 12 11.43 16.44 21.74 51.40 42.61 4.39 24.56 44.18 73.87 4b 12 1.78 4.96 11.33 38.59 52.10 18.10 36.09 51.60 85.36 与对照组1#(1a和1b)相比，添加草酸钠后，分 钠添加浓度越高，D(4,3)和D50下降越显著.特征 解产物体积平均粒径D(4,3)和D50降低，且草酸 粒径D10和D90也存在相似规律.工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 1 实验 1郾 1 实验材料 研究所用到的主要实验材料有:分析纯草酸钠、 氢氧化钠等化学试剂,氢氧化铝晶种及工业蒸发母 液等. 氢氧化铝晶种取自国内某氧化铝厂晶种分解工 序中立式过滤机的滤饼. 用热水多次洗涤滤饼,去 除表面附着的碱液以及草酸钠等杂质,置于温度为 80 益的真空干燥箱内,烘干待用. 根据实验需要,配制合适成分的铝酸钠溶液. 一是制备合成铝酸钠溶液. 用一定量的分析纯氢氧 化铝、氢氧化钠以及去离子水,加热煮沸,待氢氧化 铝全部溶解,将溶液过滤并稀释,作为合成铝酸钠溶 液(苛性碱质量浓度 170郾 00 g·L - 1 ,氧化铝质量浓度 187郾 45 g·L - 1 ). 二是用工业蒸发母液制备工业溶液 调配液. 采用某氧化铝厂蒸发母液(苛性碱质量浓 度 235郾 79 g·L - 1 ,氧化铝质量浓度 131郾 25 g·L - 1 ,草 酸钠质量浓度 3郾 25 g·L - 1 ),添加一定量的分析纯氢 氧化铝,加热煮沸,使氢氧化铝全部溶解,将此溶液 用热水稀释并调配至苛性碱质量浓度为 170郾 00 g· L - 1 ,氧化铝质量浓度 187郾 45 g·L - 1 ,作为工业溶液 调配液. 1郾 2 实验方法 实验是在合成铝酸钠溶液或工业溶液调配液 中,加入一定量的草酸钠和氢氧化铝晶种,于水浴 群釜中进行分解实验. 在温度为 60 益 的水浴群釜 中保温搅拌 8 h,55 益 保温 16 h. 将浆液过滤,用无 水乙醇多次洗涤滤饼以除去附着碱液,在温度为 80 益 的真空干燥箱中干燥 6 h,得到滤饼用于后续 分析. 铝酸钠溶液中苛性碱和氧化铝质量浓度采用容 量法进行分析. 草酸钠质量浓度采用戴安 ICS鄄鄄 90 离子色谱仪测定. 分解产物粒度用欧美克激光粒度 仪进行检测. 分解产物微观形貌采用 FET Quanta鄄鄄 200 环境扫描电镜进行考察,成分分析使用电镜附 属的能谱分析仪进行. 2 结果与讨论 2郾 1 草酸钠对氢氧化铝粒度的影响 拜耳法氧化铝生产工艺是个循环体系,铝酸钠 溶液中草酸钠积累到一定程度,在氢氧化铝晶种分 解时析出,可能对产品氢氧化铝的粒度产生影响. 实验是在工业溶液调配液中加入氢氧化铝晶种 100 g·L - 1 ,再分别添加不同数量的草酸钠,进行分 解实验. 分解完成后分别对滤饼及热水洗涤后的滤 饼(热水洗涤的目的是去除滤饼中的草酸钠晶体) 进行粒度分析. 洗涤前后滤饼的粒度分布见表 1. 其中样品序号带字母“ a冶的为洗涤前滤饼,带字母 “b冶的为洗涤后的滤饼. D(4,3) 表征体积平均粒 径,指颗粒粒径对体积(质量)的加权平均. D(x)表 示小于 D( x) 这个值的颗粒占颗粒总数的 x% . 如 D50 表示小于 D50 这个值的颗粒占颗粒总数的 50% ,一般称为中位径. 表 1 不同草酸钠添加量的分解产物粒度分布 Table 1 Particle size distributions of crystallization 样品 草酸钠添加 质量浓度/ (g·L - 1 ) 粒径小于 5 滋m 占比/ % 粒径小于 10 滋m 占比/ % 粒径小于 20 滋m 占比/ % 粒径小于 45 滋m 占比/ % D(4,3) / 滋m D10 / 滋m D25 / 滋m D50 / 滋m D90 / 滋m 晶种 — 1郾 96 5郾 37 12郾 57 50郾 63 46郾 93 17郾 21 30郾 76 44郾 65 79郾 03 1a 0 0郾 22 0郾 67 2郾 61 25郾 74 63郾 14 32郾 37 44郾 46 59郾 48 97郾 39 1b 0 0郾 54 0郾 86 2郾 34 23郾 70 64郾 77 33郾 59 46郾 00 61郾 18 99郾 48 2a 4 0郾 91 2郾 79 6郾 90 33郾 22 57郾 03 24郾 60 39郾 72 54郾 94 91郾 88 2b 4 0郾 81 2郾 49 6郾 24 31郾 99 58郾 39 25郾 89 40郾 40 55郾 90 93郾 49 3a 8 2郾 38 5郾 33 10郾 69 36郾 61 54郾 24 18郾 84 37郾 70 52郾 90 89郾 89 3b 8 1郾 81 4郾 28 10郾 00 35郾 15 55郾 38 20郾 01 38郾 49 53郾 85 91郾 17 4a 12 11郾 43 16郾 44 21郾 74 51郾 40 42郾 61 4郾 39 24郾 56 44郾 18 73郾 87 4b 12 1郾 78 4郾 96 11郾 33 38郾 59 52郾 10 18郾 10 36郾 09 51郾 60 85郾 36 与对照组 1#(1a 和 1b)相比,添加草酸钠后,分 解产物体积平均粒径 D(4,3)和 D50 降低,且草酸 钠添加浓度越高,D (4,3)和 D50 下降越显著. 特征 粒径 D10 和 D90 也存在相似规律. ·52·