Влияние различных факторов на разложение алюминатного раствора выкручиванием   

   Операция выкручивания по Байеру представляется достаточ­но ложным и далеко еще не изученным процессом, но можно полагать, что, в основном, она состоит из двух стадий: гидро­лиза алюминатного раствора и кристаллизации (коагуляции) ги­дроокиси алюминия, причем последний процесс ускоряется введением достаточного количества центров кристаллизации и применением перемешивания.

   Кинетика процесса выкручивания определяется, однако, толь­ко скоростью кристаллизации, так как скорость гидролиза алю­минатного раствора может быть сколь угодно большой, но вы­деление гидроокиси алюминия в осадок лимитируется скоростью ее кристаллизации.

   Из уравнения же скорости кристаллизации

dc/dt=KFCⁿ,

   в свою очередь следует, что последняя возрастает при увеличе­нии поверхности центров кристаллизации (F) и степени пересы­щения раствора (C ).

   Кроме того на процесс выкручивания оказывает влияние и ряд других факторов, которые в производственных условиях должны сочетаться таким образом, чтобы обеспечить возмож­но более высокий выход глинозема при минимальной продол­жительности операции, наилучшем использовании аппаратуры и высоком качестве получаемого гидрата.

   Эти факторы следующие:

   1) каустический модуль алюминатного раствора,

   2) концентраций этого раствора,

   3) температур­ные условия процесса,

   4) количество затравки,

   5) качество за­травки,

   6) характер перемешивания,

   7) чистота алюминатного раствора.

   Прежде чем перейти к рассмотрению влияния этих факто­ров, необходимо остановиться на понятии выхода глино­зема при разложении алюминатного раствора, под которым понимают отношение (в %) глинозема, выделившегося в оса­док, к глинозему, содержащемуся в разлагаемом растворе.

   Если, например, в растворе до разложения содержалось 120 г/л, а после разложения осталось 40 г/л Al₂O₃, то выход глинозема составит

   (120-40)/120*100=66,7%

   Глубина разложения алюминатного раствора при выкручива­нии характеризуется обычно изменением каустического модуля а раствора. При этом более высокое значение последнего гово­рит, очевидно, и о большей глубине разложения раствора и, со­ответственно, большем количестве выделившейся из него гидро­окиси алюминия.

   Поэтому выход глинозема при разложении алюминатного ра­створа может быть рассчитан также по следующей формуле:

α=(1-n/N)*100,

   где α — выход А1₂О₃, %;

n — каустический модуль исходного алюминатного раство­ра и

N — каустический модуль щелочного раствора после вы­кручивания.

   Так, если, например, n =1,8 и N = 4,5, то выход глинозема, рассчитшный по указанной формуле, будет равен

α=(1-1,8/4,5)*100=60%

   Каустический модуль алюминатного раствора служит обыч­но показателем, по изменению которого судят о кинетике про­цесса разложения этого раствора.

   Пользуясь изотермами растворимости гидроокиси алюминия в едком натре, можно определить теоретически воз­можный при данной температуре выход глинозема при выкру­чивании для любого из пересыщенных по отношению к А1(ОН)₃ растворов. На практике же этот выход, однако, никогда не дости­гается вследствие большой замедленности процесса разложения по мере приближения состава раствора к равновесному состоя­нию. В силу этого операцию выкручивания приходится заканчивать ранее, нежели будет достигнут теоретически возможный выход глинозема. Задача правильно поставленной операции вы­кручивания состоит в том, чтобы получить возможно более вы­сокий выход глинозема путем соблюдения определенных оп­тимальных условий выкручивания. Последние могут быть найдены на основании изучения влияния на этот процесс раз­личных факторов, к рассмотрению которых мы и переходим.