第10卷第5期 2010年10月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
杂质对甲醇分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝的影响
张卫嘉”，郑诗礼，邹兴，张盈，张懿”
(1.中国科学院过程工程研究所，北京100190：2.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083)
Vol.10 No.5 Oct.2010
O 不同浓度的NaCO，Na,SO,和NaCI对醇解过程分解率和产品粒度、形貌的影响结果表明，控制分解溢度为60C， NazO浓度170g/L，NazO与AlzO;摩尔比1.5~1.6的铝酸钠溶液与等体积的甲醇反应24h时，当NazCOs，Na;SO4和 NaCI浓度(均以NaO计)分别低于17.6,6.55和7.00g/L时，杂质对醇分过程分解率、产品粒径和形貌影响较小：当其
浓度升高时，能加快新核的生成，产品中出现1~10μm形貌不规整的细化颗粒，关键词：甲醇：铝酸钠溶液：碳酸钠：硫酸钠：氧化钠
中图分类号：TQ026.5 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)05-0921-06
土矿、石灰、燃煤、补碱及空气等[",11-14]，碳钠和硫钠
近年来，国内外科研人员针对铝酸钠溶液种分过程分解时间长(52~76h)、分解率低(约50%)、晶种系数大(约为2)等问题"开展了大量的强化分解研究，主要通过物理外场(如磁场和超声波)方法(23)、活化晶种方法及添加无机和有机添加剂[5]等方式进行强化，但均未能改变铝酸钠晶种分解的本质，无法打破铝酸钠溶液的热力学平衡，效果不明显，添加剂可降低落液体系表面张力，改变和调控界面微结构与性质，其作用以改善和调控 AI(OH)晶体形貌[6]为主.国外专利7表明，醇类溶剂可促进铝酸钠溶液中AI(OH):的析出，但没有进一步的文献报道.王雪等8据此提出了甲醇强化分解铝酸钠溶液的新方法，并进行了前期探案索，结果表明申醇作为铝酸钠落液分解的促进剂可大大提高其分解率和分解速度，反应4h分解率可达75%以上，展现出很好的应用前景 Zhang等[9)对甲醇分解铝酸钠溶液制备大颗粒AI(OH)s 进行了工艺研究，结果表明，在NazO浓度180g/L， Naz0与AlzO,摩尔比1.5~1.6、硅量指数550以上及甲醇与铝酸钠溶液等体积的优化条件下，控制分解温度60 C，可得到平均粒径达80um的球形AI(OH)颗粒.同时，实验测定了30和60C时AlO,在NazO-AlOg-CH;OH-H2O四元系中的溶解度随NazO浓度的变化规律(甲醇与水质量比为1:1)[10),为甲醇分解铝酸钠溶液过程的工艺设计提供了理论依据，
然而在实际生产过程中，循环母液中存在一定量的无机杂质，以NazCOs，Na2SO和NaCI[以下简称碳钠(Nc)、硫钠(Ns)和氯钠(Nc)最为典型，它们主要来自铝
的存在增加了溶液粘度和铝酸钠溶液的稳定性，对 AlzO，生产过程溶出、种分、蒸发等工序有不同程度的影响.一般情况下，分解原液中Nc含量(以NazO计)约为25/L，能显著降低晶种分解过程的分解率；Ns含量(以NazO计)为5~7g/L，含量低时对分解速率影响不甚明显，含量达7g/L以上时，分解速度开始显著降低： Nci含量(以Na2O计)约为10g/L，增加了溶液的粘度，不仅降低分解率，还能使分解产物粒度变细14]，醇解工艺是一种不同于晶种分解和碳酸化分解的新工艺，目前尚未对醇解过程中的杂质进行研究.在获取了杂质的行为规律后，应用此新工艺时需考虑原液杂质情况，从而保证产品质量，同时杂质也可用于特殊用途的化学品氧
化铝产品的开发. 2实验
2.1实验原料与试剂
甲醇(北京化学试剂公司，分析纯)，AI(OH)(北京益利精细化学品有限公司，分析纯)，NaOH(北京化学试剂公司，分析纯)，NazCO(北京化工厂，分析纯)， Na,SO(北京化工厂，分析纯)，NaCl(国药集团化学试剂有限公司，优级纯)，HCI(北京化工厂，优级纯)，钠标准溶液(北京钢铁研究总院，1000μg/mL)，铝标准溶液(北京钢铁研究总院，1000μg/mL)，高纯水（美国 MilliPore公司Milli-Q型纯水机自制)
2.2实验方法 2.2.1实验原理
以自行配制的铝酸钠溶液为实验原料，在一定搅拌
收稿日期：20100806，修回日期：20100915
基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：50874099)：国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项日(编号：2009CB219901)：中国科学院知识创新
工程重要方向基金资助项目(编号：KGCX2-YW-321-2)；教育部留学回国人员科研启助基金资助项目万方数据