偏铝酸钠生产中原料配比的讨论

朱建强（兰州石化三叶公司 甘肃省 兰州市 730060）

一、偏铝酸钠生产原理

兰州石化三叶公司偏铝酸钠车间通过将氢氧化铝溶于110℃的氢氧化钠溶液生产偏铝酸钠，采用氢氧化铝碱解法，生产反应为Al(OH)3溶解于过量的氢氧化钠溶液形成偏铝酸钠。

在生产过程中，氢氧化铝投入量和氢氧化钠溶液浓度是影响氢氧化铝转化率的重要因素，过高或过低的投入量和浓度都会导致氢氧化铝转化率的降低，造成生产成本的增加。

二、原料配比对氢氧化铝转化率的影响

为了寻求最佳的原料配比，通过调节氢氧化铝的投入量和氢氧化钠溶液浓度观测氢氧化铝的转化率。

在实验过程中使用中国铝业山东分公司生产的氢氧化铝，氧化铝含量不小于64%，反应釜内的氢氧化钠溶液加热至90℃开始分批将氢氧化铝投入，投入用时50分钟。氢氧化铝投入结束后将反应釜内溶液加热至110℃，反应2小时后对溶液进行化验。

1.氢氧化钠浓度对氢氧化铝转化率的影响

为了观测氢氧化钠溶液浓度对氢氧化铝转化率的影响，在实验中对每个反应釜投入5吨氢氧化铝，调节氢氧化钠溶液的浓度，获得不同浓度下氢氧化铝的转化率。

为了清楚地说明Na2O含量对转化率的影响，对氢氧化铝转化率曲线采用Boltzmann方程进行拟合。

图1 氢氧化钠溶液浓度对氢氧化铝转化率的影响

图中实线为氢氧化铝的转化率曲线，虚线为转化率曲线的拟合曲线，拟合方程

以y为氢氧化铝的转化率，x为Na2O含量，从方程中可以看出Na2O含量对氢氧化铝转化率影响的规律。

（1）氢氧化铝的转化率介于52.278-61.627%之间；

（2）在Na2O含量为301.25g/L的时候，氢氧化铝转化率的增长速度最快。

2.氢氧化铝投入量对转化率的影响

为了获得不同氢氧化铝投入量对转化率的影响规律，对每个反应釜的氢氧化钠溶液的Na2O浓度控制在306.49g/L，每个反应釜的初始体积为12m3,获得不同氢氧化铝投入量对原料转化率的影响数据。

为了清楚地说明氢氧化铝投入量对其转化率的影响，采用多项式对转化率曲线进行拟合。

图2 氢氧化铝投入量对转化率的影响

图中实线为氢氧化铝的转化率曲线，虚线为转化率曲线的拟合曲线，拟合方程

以y为氢氧化铝的转化率，x为氢氧化铝的投入量，对方程进行求导运算，求得[4.5,5.5]区间内方程的最大值，得到氢氧化铝的投入量对其转化率影响的规律。

（1）当氢氧化铝投入量为4.94吨时转化率为61.976%，此时的转化率达到最大。

（2）氢氧化铝的转化率达到最大时的原料配比为

氢氧化钠溶液的浓度越大，氢氧化铝的溶解量也越大，原料的转化率越高。但反应结束以后反应釜内偏铝酸钠溶液的苛性比不能过大，因此氢氧化钠的投入量不能过大，以防造成生产困难。

结论

1.氢氧化钠溶液的浓度对原料的转化率有较大的影响，增加溶液浓度可以提高原料的转化率，降低生产成本，但溶液的浓度不能无限制地增加。

2.氢氧化铝在氢氧化钠溶液中的溶解度有限，不能一味地增加投入量提高原料转化率。

[1]陈斌.高纯偏铝酸钠的研制[J].无机盐工业,2002,34(7):42-43.

[2]曾纪术,尹周澜,陈启元.过饱和铝酸钠溶液的分解机制[J].中国有色金属学报,2008,18(6):143-147.