鋁酸鈉的物化性質(zhì)和制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

[物化性質(zhì)]鋁酸鈉(Na2O·Al2O3·nH2O)又名偏鋁酸鈉，為白色顆粒或無定型粉末。相對(duì)密度1.58，熔點(diǎn)1800℃，折射率1.566～1.595。溶于水，不溶于醇。有吸濕性。鋁酸鈉是一種非常好的堿性混凝劑，其水溶液呈強(qiáng)堿性，能漸漸吸收水分而成氫氧化鋁，加入堿或帶氫氧根多的有機(jī)物則較穩(wěn)定。與酸類發(fā)生劇烈反應(yīng)，與鐵鹽發(fā)生反應(yīng)釋出氫氣。

[制備方法]

(1)燒結(jié)法

碳酸鈉溶解鋁酸鈣制備鋁酸鈉以優(yōu)質(zhì)的鋁土礦與石灰石(Al2O3/CaO的摩爾比為1.4～1.8)混合，在1350～1450℃燒結(jié)而成鋁酸鈣熟料。鋁酸鈣的含量一般為Al2O3 50%～80%，CaO 25%～35%。燒堿與粉碎鋁酸鈣的溶出溫度為60～100℃。溶解在常壓下進(jìn)行。燒堿濃度為6%～20%，溶解時(shí)間為30min。一般Al2O3的溶出率可以接近80%。沉降過濾，棄赤泥，便得到鋁酸鈉溶液。溶解產(chǎn)生的殘?jiān)嗄嗫梢杂米魃a(chǎn)水泥的原料。

(2)拜爾法

將鋁礬土和苛性鈉液混合，經(jīng)高壓溶出后，高溫加熱，生成鋁酸鈉溶液，再經(jīng)分離去雜質(zhì)，蒸發(fā)制得產(chǎn)品。反應(yīng)式如下：

Al2O3·3H2O+2NaOH→2NaAIO2+4H2O

Al2O3·H2O+2NaOH→2NaAlO2+2H2O

工藝流程如圖2-7所示。

圖2-7 拜爾法制鋁酸鈉工藝流程

(3)中國(guó)專利 200510049689.8中介紹了另外一種鋁酸鈉溶液的生產(chǎn)方法，以片堿和一水硬鋁石型鋁土礦為原料，包括如下步驟:將片堿吸潮后，與粉碎的鋁土礦粉混合攪拌均勻；將得到的混合物于320～450℃焙烘10～60min；將焙烘反應(yīng)物于水中溶出，溶出液過濾，濾液即為所述鋁酸鈉溶液。此法能耗低，使用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)的鋁酸鈉質(zhì)量好。

(4)中國(guó)專利 CN1406871A中介紹了一種高濃度鋁酸鈉的制備方法。工藝流程如圖2-8所示。采用兩段熟料溶出與分離工藝，一段熟料溶出與分離工藝與傳統(tǒng)燒結(jié)法熟料溶出與分離工藝基本相同，將一段溶出與分離后所得溢流加入種分母液配制成二段溶出的調(diào)整液，加入熟料進(jìn)行二段溶出，控制熟料溶出粒度0.053～2.67mm，溶出溫度80～90℃，溶出時(shí)間10～90min，分離后得到氧化鋁濃度160～230g/L的鋁酸鈉溶液。

與現(xiàn)行的燒結(jié)法熟料溶出(其流程如圖2-9所示)相比，本發(fā)明所得粗液中氧化鋁濃度提高1倍以上，從而可在利用現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，提高產(chǎn)能和生產(chǎn)率1倍以上。

圖2-9 傳統(tǒng)燒結(jié)法熟料溶出與分離工藝流程

(5)氫氧化鋁堿解法

向50～80℃的氫氧化鈉溶液中加入粗氫氧化鋁，升溫至110℃后，保溫3h，制得鋁酸鈉溶液，再蒸發(fā)至干，即得產(chǎn)品。

[應(yīng)用]鋁酸鈉主要用作凈化水處理的絮凝劑，其使用的水溫、pH值等絮凝條件，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)確定。

鋁酸鈉還可用作生產(chǎn)其他類型絮凝劑的原料。

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