從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的拜耳法經(jīng)濃堿高溫浸出得到鋁酸鈉濃溶液,從中沉淀析出氫氧化鋁是其極其重要的一個(gè)步驟。拜耳溶液中的Al呈[Al(OH)4]-配離子形式存在,它不穩(wěn)定,經(jīng)水解析出氫氧化鋁沉淀,其反應(yīng)如下:
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沉淀的氫氧化鋁可能呈晶態(tài),也可能為膠體狀,其形態(tài)取決于沉淀的條件,包括母液組成、溫度和有無晶種等。典型的拜耳溶液含Al2O380kg∕m3左右,Na2O∕Al2O3比(指摩爾比,下同)在1.5~2.5之間,簡(jiǎn)單的稀釋或降溫只能得到膠狀氫氧化鋁,難于分離和洗滌。實(shí)踐上加晶種幫助結(jié)晶分離,習(xí)慣上稱為“種分”,做法是將前一循環(huán)中新生成的5~150μm氫氧化鋁晶體作為晶種,大大過量地帶入新的結(jié)晶循環(huán)中,降溫并緩緩攪拌大約4d,得到粗粒的氫氧化鋁晶體。沉淀的初始階段,結(jié)晶速度與晶種表面積成正比。有效的攪拌是必要的,否則細(xì)小的晶種容易聚結(jié)而降低結(jié)晶速度。在25~35℃下攪拌36h可結(jié)晶出約70%的鋁。某些組分如溶解的鐵、釩和鈣鹽對(duì)結(jié)晶有負(fù)面影響,因而通常稱為抑制劑或中毒劑。這些抑制劑應(yīng)限制在規(guī)定的低水平以保證必要的結(jié)晶速度。沉淀的氫氧化鋁沉降至槽底,經(jīng)過濾、洗滌后煅燒成氧化鋁產(chǎn)品。母液蒸發(fā)濃縮至密度1.45kg·m-3后返回浸出。
從鋁酸鈉濃溶液中結(jié)晶氫氧化鋁的另一個(gè)方法是通入二氧化碳中和過量的堿,習(xí)慣上稱為“碳分”,一般在70℃下進(jìn)行,相關(guān)的中和反應(yīng)如下式:
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