油溶性有机添加剂提高种分分解率的研究

论文摘要

由于晶种分解过程是拜耳法生产中耗时最长的一个工序（一般为36-72h）,铝酸钠溶液的分解效率较低,远低于理论上可以达到的分解率,种分分解已成为氧化铝生产的“瓶颈”,因此,强化分解是解决氧化铝生产“瓶颈”的主要措施。目前工业上强化晶种分解过程的主要方法是致力于降低溶出精液的分子比αk,净化溶液除去有机物等杂质,但它们的实现有很大困难。因此,如何采用新技术新方法,找出一条操作简单、经济可行的途径来强化铝酸钠溶液分解过程,缩短分解时间、提高分解率、提升生产循环效率,对氧化铝生产企业而言有着显而易见的现实意义。本文以不改变现有氧化铝生产工艺为前提,采用油溶性有机添加剂来强化晶种分解,提高铝酸钠溶液分解率。通过实验室试验研究,从G系列、H系列和F系列添加剂中筛选出适合我国氧化铝生产的H1-2型添加剂,确定了其使用添加方法,并通过5个月的半工业扩大化试验,进一步验证了其应用效果。主要研究结果如下：在实验室通过二段法单槽试验、二段法循环试验和一段法单槽试验对各系列添加剂使用效果做了比较。研究表明,H系列添加剂可提高种分分解率。其中,在分解15h时加入10ppmH1-2型添加剂,可使铝酸钠溶液分解率提高1.03%-3.90%,且分解产物氢氧化铝的粒度基本不变；G系列添加剂使分解率提高0.12%-0.91%,并且能使分解产物氢氧化铝的粒度提高4.33%-12.55%；F系列添加剂不能提高种分分解率。半工业试验表明,在温度、固含、流量等工艺条件基本相同的情况下,H1-2型添加剂在试验起始阶段加入10ppm,平衡阶段加入6ppm,其铝酸钠溶液的分解率比空白试验提高1.74%,进一步证明添加剂H1-2强化晶种分解的作用效果。加添加剂后,产品氧化铝的强度明显优于空白,其磨损指数比空白降低了10.4%；氧化铝的粒度基本不变。同时,在试验阶段,添加剂的加入未对拜耳法工艺流程产生不良的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 氧化铝工业概况
• 1.2 氧化铝生产方法概述
• 1.3 铝酸钠溶液的晶种分解
• 1.3.1 铝酸钠溶液的分解机理
• 1.3.2 铝酸钠溶液晶种分解过程中存在的问题
• 1.3.3 强化铝酸钠溶液晶种分解的研究
• 1.3.4 表面活性剂强化晶种分解的作用机理
• 1.4 本文研究内容和创新点
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 创新点
• 第2章 试验方法
• 2.1 仪器和药品
• 2.1.1 仪器、设备
• 2.1.2 试验试剂
• 2.2 铝酸钠溶液分析
• 2.2.1 铝酸钠溶液成分分析
• 2.2.2 分解率计算
• 第3章 实验室试验
• 3.1 二段法单槽分解试验
• 3.1.1 分解时间及温度
• 3.1.2 晶种粒度分布
• 3.1.3 分解精液
• 3.1.4 分解试验
• 3.1.5 二段法单槽分解试验结果与讨论
• 3.2 二段法循环分解试验
• 3.2.1 分解时间及温度
• 3.2.2 晶种粒度分布控制
• 3.2.3 分解精液
• 3.2.4 二段法循环分解试验结果与讨论
• 3.3 一段法单槽分解试验
• 3.3.1 分解时间及温度
• 3.3.2 晶种粒度分布
• 3.3.3 分解精液
• 3.3.4 分解试验
• 3.3.5 一段法单槽分解结果与讨论
• 3.4 小结
• 第4章 半工业试验
• 4.1 试验数据采集
• 4.2 两阶段分解条件比较及添加剂对分解率影响的静态比较
• 4.3 添加剂对分解率影响的动态分析
• 4.4 半工业试验过程中添加剂用量的考察
• 4.5 添加剂对氢氧化铝粒度的影响
• 4.5.1 半工业试验过程中氢氧化铝粒度变化原因分析
• 4.5.2 半工业过程中小试验验证添加剂对氢氧化铝粒度的影响
• 4.6 添加剂对氧化铝粒度及强度的影响
• 4.7 添加剂对氢氧化铝质量的影响
• 4.8 体系有机物含量的考察
• 4.9 添加剂对分解后续工段的影响
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢