最新铝酸钠溶液的脱硅课件PPT.ppt

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1、铝酸钠溶液的脱硅一、概述在烧结法熟料溶出过程中，由于二次反应的发生造成铝酸钠粗液中含有5-6g/l的SiO2，粗液的硅量指数（A/S）只有20-30。若把粗液直接送入碳分工序，则碳分分解率低，产品AO质量差，蒸发器管壁结疤。因此，为了提高溶液的硅量指数，提高分解率，烧结法粗液必须设置单独的脱硅工序。第六章铝酸钠溶液的脱硅二、铝酸钠溶液脱硅过程的实质铝酸钠溶液脱硅的实质是使铝酸钠溶液中的SiO2转变为溶解度小的固相物质沉淀析出，液固分离，提高溶液的硅量指数，同时降低溶液中的浮游物含量。第六章铝酸钠溶液的脱硅五、SiO2在铝酸钠溶液中的溶解性第六章铝酸钠溶液的脱硅SiO2在铝酸

2、钠溶液中的溶解度和介稳状态溶解度(70℃)前图表明SiO2在70℃下的铝酸钠溶液（分子比1.7～2.0）中的溶解情况。向铝酸钠溶液中添加Na2SiO3，搅拌1～2小时后即可得到SiO2在铝酸钠溶液中的介稳溶解度曲线AB，继续搅拌5～6昼夜，才能得到溶解度曲线AC，析出的固相是含水铝硅酸钠。这两支曲线将此图分为三个区域：AC下面的Ⅰ区为SiO2未饱和区；AB曲线上面的Ⅲ区是SiO2的不稳定区，即过饱和区；在此区中溶液中的SiO2成为含水铝硅酸钠迅速沉淀析出；曲线AB和AC之间的Ⅱ区是SiO2的介稳状态区，所谓介稳状态是指溶液中的SiO2在热力学上虽属于不稳定，但是在不加含水铝

3、硅酸钠作为晶种时，经长时间搅拌仍不至于结晶析出的状态。曲线AB表示SiO2在铝酸钠溶液中含量的最高限度，氧化铝生产过程的溶出粗液中，SiO2含量大体上接近这一极限含量。第六章铝酸钠溶液的脱硅熟料溶出温度改变，AB、AC曲线的位置会有所不同，但仍保持上述形状。在20～100℃温度范围内，SiO2在铝酸钠溶液中的介稳溶解度随溶液中Al2O3浓度的增加而提高，可按以下经验公式计算。当Al2O3浓度在50g/l以上时：[SiO2]=2+1.65n(n-1)g/l式中n为Al2O3浓度(g/l)除以50后的数值。当Al2O3浓度在50g/l以下时：[SiO2]=0.35+0.08n(

4、n-1)g/l此时n为Al2O3浓度(g/l)除以10后的数值。据此可以大致地估计溶出时，粗液的SiO2浓度以及碳分母液所允许的SiO2含量，从而可预计脱硅过程所必须达到的最低要求，即精液硅量指数的最低值。但是碳分母液中含有大量Na2CO3，使SiO2的介稳溶解度要比计算值小得多，精液的硅量指数应该比计算值高，通常不应低于400。第六章铝酸钠溶液的脱硅六、铝酸钠溶液的结构铝酸钠溶液中的铝酸钠实际上完全离解为钠离子和铝酸根阴离子。通常我们所说的铝酸钠溶液的结构，指的是铝酸根阴离子的组成及结构。综合近年来较为肯定的关于铝酸根阴离子结构的研究结果，得出：1.在中等浓度的铝酸钠溶液

5、中,铝酸根离子以形式存在。2.在稀溶液中且温度较低时，以水化离子[](H2O)ｘ形式存在。3.在较浓的溶液中或温度较高时，发生离子脱水，形成[Al2O(OH)6]2-二聚离子，在150℃以下，这两种形式的离子可同时存在。第六章铝酸钠溶液的脱硅七、铝酸钠溶液不添加石灰脱硅的基本原理SiO2在工业铝酸钠溶液中呈过饱和的介稳状态，能自发地转变成其平衡固相（含水铝硅酸钠），从溶液中沉淀出来。2Na2SiO3+2NaAl(OH)4+aq=Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O↓+4NaOH+aq此反应在常压和不加搅拌以及无添加物的情况下，反应速度很慢。为了加快脱硅反应的速度，缩短

6、脱硅时间，工业脱硅是在高温（高压）和添加晶种的条件下进行的，称为压煮脱硅。生产上称此脱硅的产物为钠硅渣。第六章铝酸钠溶液的脱硅八、影响含水铝硅酸钠析出的主要因素温度升高，化学反应速度加快，脱硅时间缩短。第六章铝酸钠溶液的脱硅1.温度第六章铝酸钠溶液的脱硅温度（压力）对脱硅过程的影响原液成分工作压力（Kgf/cm2）脱硅时间（小时）脱硅后溶液SiO2含量(g/l)Al2O3(g/l)SiO2(g/l)αK99.73.251.60122.71101.62.951.61320.61101.82.761.55520.3799.02.891.60720.24107.82.931.60

7、920.26101.82.671.621220.29脱硅时间越长，脱硅效果越好。第六章铝酸钠溶液的脱硅2.时间常压脱硅时间与脱硅深度的关系脱硅时间（小时）01261215精液SiO2含量（克/升）5.80.870.70.640.250.22脱硅程度（%）08688.689.595.596当Na2OK浓度一定时，SiO2浓度随着Al2O3浓度降低而降低。但这对提高硅量指数意义不大，=。第六章铝酸钠溶液的脱硅3.原液Al2O3浓度当Al2O3浓度一定时，Na2OK浓度↓，SiO2浓度↓,αK=↓,↑∴在保证溶液稳定性的