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        偏鋁酸鈉生產(chǎn)中原料配比的討論

        2014-06-09 05:12:22朱建強(qiáng)蘭州石化三葉公司甘肅省蘭州市730060
        化工管理 2014年23期
        關(guān)鍵詞:投入量氫氧化鋁反應(yīng)釜

        朱建強(qiáng)(蘭州石化三葉公司 甘肅省 蘭州市 730060)

        一、偏鋁酸鈉生產(chǎn)原理

        蘭州石化三葉公司偏鋁酸鈉車間通過將氫氧化鋁溶于110℃的氫氧化鈉溶液生產(chǎn)偏鋁酸鈉,采用氫氧化鋁堿解法,生產(chǎn)反應(yīng)為Al(OH)3溶解于過量的氫氧化鈉溶液形成偏鋁酸鈉。

        在生產(chǎn)過程中,氫氧化鋁投入量和氫氧化鈉溶液濃度是影響氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的重要因素,過高或過低的投入量和濃度都會(huì)導(dǎo)致氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的降低,造成生產(chǎn)成本的增加。

        二、原料配比對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的影響

        為了尋求最佳的原料配比,通過調(diào)節(jié)氫氧化鋁的投入量和氫氧化鈉溶液濃度觀測(cè)氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率。

        在實(shí)驗(yàn)過程中使用中國(guó)鋁業(yè)山東分公司生產(chǎn)的氫氧化鋁,氧化鋁含量不小于64%,反應(yīng)釜內(nèi)的氫氧化鈉溶液加熱至90℃開始分批將氫氧化鋁投入,投入用時(shí)50分鐘。氫氧化鋁投入結(jié)束后將反應(yīng)釜內(nèi)溶液加熱至110℃,反應(yīng)2小時(shí)后對(duì)溶液進(jìn)行化驗(yàn)。

        1.氫氧化鈉濃度對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的影響

        為了觀測(cè)氫氧化鈉溶液濃度對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的影響,在實(shí)驗(yàn)中對(duì)每個(gè)反應(yīng)釜投入5噸氫氧化鋁,調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液的濃度,獲得不同濃度下氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率。

        為了清楚地說明Na2O含量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率曲線采用Boltzmann方程進(jìn)行擬合。

        圖1 氫氧化鈉溶液濃度對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的影響

        圖中實(shí)線為氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率曲線,虛線為轉(zhuǎn)化率曲線的擬合曲線,擬合方程

        以y為氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率,x為Na2O含量,從方程中可以看出Na2O含量對(duì)氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率影響的規(guī)律。

        (1)氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率介于52.278-61.627%之間;

        (2)在Na2O含量為301.25g/L的時(shí)候,氫氧化鋁轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)速度最快。

        2.氫氧化鋁投入量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響

        為了獲得不同氫氧化鋁投入量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律,對(duì)每個(gè)反應(yīng)釜的氫氧化鈉溶液的Na2O濃度控制在306.49g/L,每個(gè)反應(yīng)釜的初始體積為12m3,獲得不同氫氧化鋁投入量對(duì)原料轉(zhuǎn)化率的影響數(shù)據(jù)。

        為了清楚地說明氫氧化鋁投入量對(duì)其轉(zhuǎn)化率的影響,采用多項(xiàng)式對(duì)轉(zhuǎn)化率曲線進(jìn)行擬合。

        圖2 氫氧化鋁投入量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響

        圖中實(shí)線為氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率曲線,虛線為轉(zhuǎn)化率曲線的擬合曲線,擬合方程

        以y為氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率,x為氫氧化鋁的投入量,對(duì)方程進(jìn)行求導(dǎo)運(yùn)算,求得[4.5,5.5]區(qū)間內(nèi)方程的最大值,得到氫氧化鋁的投入量對(duì)其轉(zhuǎn)化率影響的規(guī)律。

        (1)當(dāng)氫氧化鋁投入量為4.94噸時(shí)轉(zhuǎn)化率為61.976%,此時(shí)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大。

        (2)氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大時(shí)的原料配比為

        氫氧化鈉溶液的濃度越大,氫氧化鋁的溶解量也越大,原料的轉(zhuǎn)化率越高。但反應(yīng)結(jié)束以后反應(yīng)釜內(nèi)偏鋁酸鈉溶液的苛性比不能過大,因此氫氧化鈉的投入量不能過大,以防造成生產(chǎn)困難。

        結(jié)論

        1.氫氧化鈉溶液的濃度對(duì)原料的轉(zhuǎn)化率有較大的影響,增加溶液濃度可以提高原料的轉(zhuǎn)化率,降低生產(chǎn)成本,但溶液的濃度不能無限制地增加。

        2.氫氧化鋁在氫氧化鈉溶液中的溶解度有限,不能一味地增加投入量提高原料轉(zhuǎn)化率。

        [1]陳斌.高純偏鋁酸鈉的研制[J].無機(jī)鹽工業(yè),2002,34(7):42-43.

        [2]曾紀(jì)術(shù),尹周瀾,陳啟元.過飽和鋁酸鈉溶液的分解機(jī)制[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2008,18(6):143-147.

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