添加剂1,2-辛二醇对铝酸钠溶液种分产品强度的影响.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 3 3 添加剂1 ，2 一辛二醇对铝酸钠溶液 种分产品强度的影响 齐供伟，尹周澜，谭军，凌江华，曾纪术，陈启元 中南大学化学化工学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要在一定工艺条件下，研究了添加剂1 ，2 - 辛二酵对铝酸钠溶液种分产品强度和形貌的影响。结果表 明，添加剂1 ，2 - 辛二酵的加入能明显抑制铝酸钠溶液的分解 分锯初期 。同时加入添加剂后铝酸钠溶液 种分生成了很多小晶体，这些小晶体或填充在晶粒缺1 3 处；或镶嵌成大颗粒，且大颗粒之间有充当粘结 剂的更细的晶粒填充，明显改善了产品的强度。 关键词铝酸钠溶液；形貌；磨损指数；强度 中图分类号T F 8 0 3 ．2 2 文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 1 2 0 1 0 0 1 - - 0 0 3 3 0 4 E f f e c to f1 ，2 - O c t a n e d i o lo nt h eS t r e n g t ho fP r o d u c t sP r e c i p i t a t e df r o m S e e d e dS o d i u mA l u m i n a t eL i q u o r Q IG o n g - w e i ，Y I NZ h o u l a n ，T A NJ u n ，L I N GJ i a n g h u a ，Z E N Gj i s h u ，C H E NQ i y u a n C o l l e g eo fC h e m i s t r ya n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t W i t ht h ea d d i t i o no fs u r f a c t a n t1 ，2 一O c t a n e d i o l ，t h es t r e n g t ha n dm o r p h o l o g yo fA I O H 3p r o d u c t sp r e c i p i t a t e df r o ms o d i u ma l u m i n a t es o l u t i o nh a v eb e e ni n v e s t i g a t e do nc e r t a i np r o c e s sc o n d i t i o n s ．T h e r e s u l t ss h o wt h a t1 。2 一O c t a n e d i o lh a ss t r o n gi n h i b i t o r ye f f e c to ng i b b s i t ep r e c i p i t a t i o nf r o ms e e d e ds o d i u m a l u m i n a t el i q u o r d u r i n gt h ee a r l ys t a g eo ft h ep r e c i p i t a t i o n ，m a n ys m a l lc r y s t a l sw e r eg e n e r a t e dw i t ht h e a d d i t i o no f1 。2 一O c t a n e d i 0 1 ．S o m eo ft h e s es m a l lc r y s t a l sw e r ef i l l e di nt h en o t c ho fc r y s t a lg r a i n s ，o t h e r s i n l a yt of o r ml a r g e rc r y s t a lg r a i n si nt h ei n t e r j a c e n tw h i c hw a sf i l l e dw i t hs m a l l e rc r y s t a l sa sa d h e s i v e ．A s ar e s u l t ，t h es t r e n g t ho fA I O H 3p r o d u c t sw a ss i g n i f a c a n t l yi m p r o v e d ． K e y w o r d s S o d i u ma l u m i n a t el i q u o r ；M o r p h o l o g y ；A t t r i t i o ni n d e x ；S t r e n g t h 传统的中间状或粉状氧化铝已不能满足现代电 解铝工业的要求。如何提高铝酸钠溶液的分解速率 且制得粒度粗、强度好的砂状氧化铝，成为氧化铝行 业亟待解决的技术难题。作为衡量氧化铝质量的重 要指标，氧化铝强度在很大程度上取决于原始氢氧 化铝的强度[ 1 ] 。从根本上来说，氢氧化铝的强度由 其晶体显微结构决定。尹周澜。刈等利用有限元方 法，对氢氧化铝晶粒进行了结构静力分析，得到了氢 氧化铝晶粒中填充小晶体的填充位置、数目及晶粒 破损的缺口尺寸与晶粒强度的关系。结果显示，晶 粒中存在小晶体填充且填充位置处于整个缺口尺度 的约7 5 ％时，强度改善最为明显，并且强度随填充 小晶体数目的增多而提高；晶粒的缺口尺寸在1 ～2 肚m 变化时，缺口越小，强度越好。谭军L 4 ．5 0 等对氢 氧化铝和氧化铝显微结构与强度关系进行了研究， 得如下结论高强度的氢氧化铝应是由小晶粒 1 0 弘m 镶嵌成大颗粒，且晶粒之间有充当粘结剂的更 细的晶粒填充。 基金项目国家自然科学基金资助项目 2 0 4 7 6 1 0 7 ；国家重点基础研究发展计射资助项目 2 0 0 5 C B 6 2 3 7 0 2 作者简介齐供伟 1 9 8 3 - - ，男，山东淄博人，硕士． 万方数据 3 4 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 近年来，世界各地的氧化铝生产工作者针对如 何改善氧化铝产品质量做了大量的实验研究工作， 研究重点的是种分分解过程，主要是针对分解工艺 的改进以及添加剂的应用。分解工艺的改进方面， 种分法生产氧化铝，由于附聚过程对产品的强度影 响很大，因此，工业生产一般采取二段法工艺，充分 发挥其附聚优势，采用高温附聚，提高附聚效率，加 速粒度增长，形成高强度细晶粒附聚体；采用精液分 流，提高单位晶种表面的过饱和度，以保证较高的成 核速度，抑制晶粒发育长大，促进细晶粒填充，增加 粘结长大速度，优化产品强度。而对于碳分法，王 志∞叫3 等模拟工业铝酸钠溶液连续碳酸化分解条 件，对分解过程不同阶段产物氢氧化铝的粒度、磨损 指数和结晶形貌的变化进行了研究。发现分解初期 产物中粒径 1 0 肚m 叠合而成，晶粒的缺 口尺寸较大，缺口处较少有小晶体填充 图2 a ，故 磨损指数最大，强度最差；添加剂浓度较低时所得产 品A 1 O H 。是由小晶粒 1 0 “m 叠合而成，晶粒的缺口尺寸较 大，缺口处较少有小晶体填充，磨损指数最大，强度 最差；当添加剂浓度较低时所得产品A 1 O H 。是 由小晶粒 5 ／J m 镶嵌而成的，且大颗粒之间有充 当粘结剂的更细的晶粒填充，磨损指数最小，强度最 好；当添加剂浓度比较大时所得产品A 1 O H 。颗 粒缺口处由小颗粒填充，缺口较小，磨损指数较小， 强度较好。 参考文献 [ 1 ] 杨重愚氧化铝生产工艺学[ M ] ．第二版，北京冶金工 业出版社，1 9 9 3 ． [ 2 ] 尹周澜，花书贵，陈启元，等．氢氧化铝晶粒的应力与强 度分析口] ．过程工程学报，2 0 0 6 ，6 5 8 3 2 - - 8 3 6 ． [ 3 ] 李旺兴，花书贵，尹周澜，等．氢氧化铝晶粒强度的应力 状态分析[ J ] ．中国有色金属学报，2 0 0 5 ，1 5 5 7 7 5 7 8 1 ． [ 4 ] 谭军，尹周澜，陈启元，等．氧化铝强度与显微结构研究 [ A ] ．／／铝一2 1 世纪基础研究与技术发展研讨会议文集 [ C ] ．2 0 0 2 2 4 2 - - 2 4 4 ． [ 5 ] 吕鲜翠，赵志英，孙启山，等．氧化铝颗粒的显微形貌与 强度的关系分析[ J ] ．轻金属，2 0 0 6 6 2 0 一2 4 ． [ 6 ] 王志，毕诗文，杨毅宏，等．铝酸钠溶液碳酸化分解过程 中氢氧化铝粒度和强度的变化[ J ] ．现代化工。2 0 0 4 ，2 4 3 2 8 3 1 ． [ 7 ] 王志，毕诗文，杨毅宏．添加剂对铝酸钠溶液碳酸化分解 产物粒度和强度的影响[ J ] ．金属学报，2 0 0 4 ，4 0 9 1 0 0 5 1 0 0 8 ． [ 8 ] 赵苏，毕诗文，杨毅宏。等．添加剂作用下铝酸钠溶液物 化性质的变化对产品性能的影响[ J ] ．材料与冶金学报， 2 0 0 4 ，3 3 1 8 9 1 9 2 ． [ 9 ] L e s t e rA1 3 ．C h e m i c a la d d i t i v e si nB a y e rp r o c e s s [ J ] ． L i g h tM e t a l s ，1 9 9 1 1 5 5 1 5 8 ． [ 1 0 ] S t a e h l i nW ，B a c h m a n nJ ，M o l n a rS ．A l u m i n am o r p h o l o g ya n dp a r t i c l es t r e n g t h [ J ] ．L i g h tM e t a l s ，1 9 8 5 4 2 3 4 3 2 ． [ 1 1 ] 尹周澜，张艾民，陈启元，等．1 ，2 一辛二醇对铝酸钠溶液 种分过程的影响口] ．中国有色金属学报，2 0 0 7 ，1 7 1 1 1 8 9 3 1 8 9 7 ． [ 1 2 ] 张艾民，尹周澜，陈启元，等．种分过程1 ，2 一辛二醇对氢 氧化铝粒度及形貌的影响[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ， 2 0 0 8 2 1 0 1 4 ． [ 1 3 ] J i s h uZ e n g ，Z h o u l a nY i n ，A i m i nZ h a n g ．U n u s u a le f f e c t o f1 ，2 - o c t a n e d i o lo ns o d i u ma l u m i n a t es o l u t i o n s l e a d i n g t oi n h i b i t i o no fg i b b s i t ec r y s t a l l i z a t i o n [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ，2 0 0 8 ，9 0 1 5 4 1 6 0 ． 万方数据