明礬石脫水和熱解過程研究

來源:廬江礬礦速凝劑廠 時間:[2014-1-26]

熱分解法綜合利用明礬石焙燒工藝的研究,明礬石高溫快速脫水分解的理論基礎，并介紹了利用安徽廬江礬礦進行研究的實驗結果。關鍵詞明礬石，焙燒，氧化鋁溶出率明礬石脫水、分解過程在工業上常被稱為焙燒，其目的就是改變明礬石礦的礦物結構，除去水份，分解硫酸鋁。因為不脫水的明礬石不溶于水，且幾乎不和酸、堿等試劑作用。所以，必須對礦石加以焙燒，使礦石結構變化而提高其反應性能，然后用各種溶劑進行濕法加工。脫水與分解是明礬石綜合利用的各種工藝路線的基本加工過程。焙燒的的關鍵指標是礦中硫酸鋁的分解率和氧化鋁的活性。氧化鋁常見的晶型有無定形氧化鋁、，－ＡＩ。Ｏｓ、ａ－ＡＩ。Ｏ。、日一ＡＩ。０。，其中ａ－ＡＩ。Ｏｓ、日一ＡＩ。Ｏｓ難以用溶劑進行濕法加工。因此，焙燒后的熟礦中應盡可能少含最好不含。－ＡＩ。Ｏ。、日一ＡＩ。Ｏ。。傳統的工藝主要從熱力學角度來考慮，如采用還原熱解法處理明礬石礦，其目的是盡可.從明礬石出發,無論是制取明礬,或是綜合利用提取硫酸鉀、氧化鋁等(如還原熱解法、氨堿法或是酸法)均以礦石的脫水和熱解為其基本加工過程. 在明礬石脫水和熱解的研究方面,文獻報道的實驗結果卜,j(如脫水和分解的溫度)相互差異較大,而且缺乏基本的熱力學計算. 本文基于已有的數據,結合生產實踐,對明礬石脫水、分解以及還原熱解過程,進行了化學熱力學研究,并取得較為滿意的結果.化學熱力學計算 化學反應自由能的變量△Z,反應熱焙的變量△月,以及反應嫡的變量△S與絕對溫度T之間有如下的關系:△z一胡一趾::r魚絲、~△c。:但竺、~△。。/T; ’\dT/戶『一\dT/戶戰一{�！�,d了一姚+△。T+生△b產一△。T一,;△ZT‘△月T一T△S:~△從+(△。一△s0)T一△。TI。T一工 2△b補一工△‘T一, 2式中△月‘~八明”一△。(295)一工△去(295),+△:(295)一,: 2△s0~△S0m一△aln(298)一�！�(298)+粵△‘(298)一,;△z一為ToK時反應自由能的變量(大卡/克分子),△月一為 2-------一-·一7’OK時反應熱燴的變t(大卡/克分子),熱分解法綜合利用明礬石探討韓效釗，許民才（安徽合肥工業大學２３０００９）摘要本文闡述了熱分解法綜合利用明礬石的理論基礎和該加工方法的優點，介紹了采用熱分解法綜合利用安徽廬江礬礦制取硫酸鉀、硫酸鋁的實驗室試驗結果。關鍵詞明礬石，熱分解，綜合利用明礬石礦中含有大量的叮礬石、二氧化硅、少量的鐵、鈉。此外，隨著產地不同還含有微量的鈦、釩、嫁、據等多種稀有元素。對其綜合利用生產一次產品，再對一次產品進行深加工，這將對促進國民經濟的發展具有重要的意義。為此，許多科學工作者付出了巨大的努力，尤其是對明礬石的綜合利用，自三十年代以來，不少國家都開展了大量的研究工作，開發出了堿法、酸法、酸堿聯合法等三十余種工藝，并在不同的程度上付諸實踐。原蘇聯采用“還原熱解一堿法”實現了工業化（１）。世界上第二大工業規模綜合利用明礬石的是我國溫州化工總廠，但由于沒有設計大廠規模的能力，該廠實際上還只是一個還原熱解一堿法的中試裝置，且生產中還存在著粗鉀鹽的純度低