油溶性添加剂的制备及其对铝酸钠溶液种分分解率的影响

论文摘要

铝酸钠溶液的晶种分解过程是拜耳法生产氧化铝的重要工序之一,其溶液分解率直接影响氧化铝的产量,而分解产物氢氧化铝的粒度、强度则直接影响产品氧化铝的质量。在铝酸钠溶液晶种分解过程中加入添加剂,可以改变氢氧化铝的结晶历程、提高产品的产量和质量,并且具有实现容易、操作简单、成本低廉等优点。目前,国内外对提高铝酸钠溶液种分分解率的添加剂研究并不多,并且使用的添加剂一般是水溶性添加剂,虽然在提高分解率方面取得一些成功,但往往也会给氧化铝生产带来一些不利影响,如产品氧化铝粒度、强度下降,循环分解溶液中有机物大量累积等。本文首次提出使用油溶性添加剂提高铝酸钠溶液种分分解率。首先,研究合成了一种疏水基主链含Si-C键的阴离子表面活性剂,讨论了溶剂量、反应时间和温度等因素对产率的影响,并对产物做了表征。其次,将合成的表面活性剂用于添加剂的复配中,配制得到H型、G型、F型三组共11种油溶性添加剂。第三,以中国铝业山西分公司的铝酸钠溶液为试验原料,在该公司技术开发部研究室对配制的添加剂进行优选。结果表明：不管是在一段法分解小试验中,还是在二段法分解小试验中,H1-2添加剂都能较稳定的提高分解率达1%以上,并且不会给产物氢氧化铝、氧化铝的质量带来不利影响。最后,在中国铝业山西分公司试验分厂对优选出来的H1-2添加剂进行半工业测试。通过对分解率、产物粒度和强度、溶液中有机物含量、氢氧化铝质量等技术指标的分析,结果表明在半工业试验中,H1-2添加剂能较稳定的提高铝酸钠溶液种分分解率达1%以上,不会给产物氢氧化铝、氧化铝的质量带来不利影响,也不会影响氧化铝生产中的其他工序。H1-2油溶性添加剂具有以上优良的性质,同时通过经济效益分析得出,使用该添加剂后可给氧化铝企业带来良好的收益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 氧化铝工业简介
• 1.1.1 国外氧化铝工业的发展
• 1.1.2 我国氧化铝工业的发展
• 1.2 氧化铝的生产工艺
• 1.2.1 拜耳法生产氧化铝
• 1.2.2 烧结法生产氧化铝
• 1.2.3 联合法生产氧化铝
• 1.3 添加剂在铝酸钠溶液晶种分解中的应用
• 1.3.1 表面活性剂简介
• 1.3.2 铝酸钠溶液的结构及分解机理
• 1.3.3 表面活性剂在铝酸钠溶液分解过程中所起的作用
• 1.3.4 表面活性剂对铝酸钠溶液分解的作用机理
• 1.3.5 添加剂的选择原则
• 1.4 本课题的意义
• 1.5 实验方法设计
• 第2章 试验研究部分
• 2.1 试验药品及仪器
• 2.1.1 试验主要药品
• 2.1.2 试验主要仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 合成试验方法
• 2.2.2 晶种分解试验方法
• 2.2.3 铝酸钠溶液成分测试方法
• 2.2.4 分解率计算方法
• 2.2.5 产物质量指标测定方法
• 2.2.6 氢氧化铝的煅烧方法
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 添加剂合成与复配
• 3.1.1 有机硅化合物的合成
• 3.1.2 有机硅化合物的表征
• 3.1.3 添加剂的复配
• 3.2 二段法小试验
• 3.2.1 添加剂的筛选
• 3.2.2 H1-2添加剂在二段法中进一步考察
• 3.3 一段法小试验
• 3.3.1 添加剂的筛选
• 3.3.2 H1-2添加剂在一段法中进一步考察
• 3.4 小试验小结
• 3.5 半工业试验
• 3.5.1 添加剂的添加量考察
• 3.5.2 试验结果分析的数据选择
• 3.5.3 添加剂对分解率影响
• 3.5.4 添加剂对氢氧化铝粒度的影响
• 3.5.5 添加剂对氧化铝粒度和强度的影响
• 3.5.6 添加剂对氢氧化铝和氧化铝晶体形态的影响
• 3.5.7 添加剂对氢氧化铝质量的影响
• 3.5.8 分解体系中有机物含量的考察
• 3.5.9 添加剂对分解后续工段的影响
• 3.6 添加剂对铝酸钠溶液晶种分解影响的理论分析
• 3.6.1 添加剂影响晶种分解过程的微观作用机理
• 3.6.2 添加剂强化晶种分解过程的宏观体现
• 3.7 经济效益分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文