【摘要】：氫氧化鋁是一種重要的化工冶金原料,可作為催化劑、催化劑載體、阻燃填充劑,廣泛應(yīng)用于無機非金屬材料、醫(yī)藥、固廢處理、化工工業(yè)等領(lǐng)域。目前工業(yè)生產(chǎn)中制備氫氧化鋁主要采用拜耳晶種法,該方法經(jīng)過一百多年的發(fā)展和改良,對處理低硅鋁土礦尤其是三水鋁石型鋁土礦,具有流程簡單、作業(yè)方便、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)勢,但同時也存在晶種添加量大、分解速度慢、分解率低等問題。針對拜耳法分解速度慢、分解率低等問題,中科院采用了溶析法制備氫氧化鋁,巧妙避開拜耳法工藝所必須的添加晶種這一步驟,具有工藝簡單、反應(yīng)迅速、高收率、高純度及損耗小等優(yōu)點。但是目前,溶析法使用的主要溶劑是甲醇,易揮發(fā),毒性強。它對人類的神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)有很大的影響。國家規(guī)定,空氣中最高濃度的甲醇不得超過50 mg/m~3,必須在甲醇氣體現(xiàn)場佩戴防毒面具,排放廢水,含量小于200 mg/L,,因此甲醇作為溶析劑給整個氫氧化鋁的生產(chǎn)帶來了諸多不便。本文針對這一問題,對甲醇溶析法中的溶析劑的選取進行改良,在保留溶析劑對鋁酸鈉溶液的高效分解效率情況下,找到可替代甲醇的新溶析劑。通過對比考查不同溶劑對鋁酸鈉溶液的分解效果,挑選出符合要求的新溶析劑;考察了溫度、鋁酸鈉溶液濃度、溶析劑添加質(zhì)量等工藝參數(shù)和輔助添加劑對溶析劑分解鋁酸鈉溶液效率的影響,確定最佳工藝條件與合適的輔助添加劑,實驗結(jié)果表明:(1)“乙二醇”替代“甲醇”作為新的溶析劑可分解鋁酸鈉溶液制備氫氧化鋁晶體粉末,保持了鋁酸鈉的高分解率,有效解決了甲醇溶析法對環(huán)境的污染等不足。(2)實驗篩選出來的新溶析劑“乙二醇”對鋁酸鈉溶液已經(jīng)取得了良好的溶析分解效果,在2.24g鋁酸鈉固體溶液中添加15g乙二醇條件下對鋁酸鈉的分解率可以達到70%,與相同條件下甲醇溶析鋁酸鈉溶液效果相當(dāng);(3)最佳工藝條件為28℃、反應(yīng)時間4 h、攪拌速率小于500 r/min條件下,添加15 g乙二醇可以使樣品中鋁酸鈉分解率達到最佳70%。(4)為了進一步提升乙二醇的溶析分解效率,開發(fā)了與乙二醇相匹配的三種輔助添加劑:正丁醇、B、TD;隨著輔助添加劑的加入,大大提高了乙二醇對鋁酸鈉溶液的溶解和分解能力,提高了鋁酸鈉分解率。當(dāng)添加劑的最佳加入量為6 g時,鋁酸鈉的最佳分解率為75%;b輔助添加劑B最佳添加質(zhì)量為4 g時,鋁酸鈉最佳分解率為80%;c輔助添加劑TD最佳添加質(zhì)量為6 g時,鋁酸鈉最佳分解率為77%。
【圖文】：

暫的平穩(wěn)曲線，說明混合溶液達到平衡；隨著溫度大于 9分解率快速下降，，是因為當(dāng)溫度持續(xù)升高時，由于水在標(biāo)點為 100℃，溫度升高會引起鋁酸鈉溶液中的水快速汽化液中水的減少，破壞了整個體系中的平衡，導(dǎo)致氫氧化鋁使得產(chǎn)物質(zhì)量下降，得出鋁酸鈉分解率降低；綜上所訴， 28℃。實驗初期，乙二醇作為溶析劑在分解漏斗中觀察鋁沉淀現(xiàn)象和沉淀如下圖：

表 4-1 廢液組成圖Table 4.1 Waste compositionNa2OcNa2O4Al2O3 αK 28.65g/L 165.47g/L 174.66g/L 1.5實物圖如下圖 4.6 所示：
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ133.1

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本文編號：2610291