鋁酸鈉的物化性質和制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

[物化性質]鋁酸鈉(Na2O·Al2O3·nH2O)又名偏鋁酸鈉，為白色顆粒或無定型粉末。相對密度1.58，熔點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物則較穩定。與酸類發生劇烈反應，與鐵鹽發生反應釋出氫氣。

[制備方法]

(1)燒結法

碳酸鈉溶解鋁酸鈣制備鋁酸鈉以優質的鋁土礦與石灰石(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℃。溶解在常壓下進行。燒堿濃度為6%～20%，溶解時間為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。溶解產生的殘渣赤泥可以用作生產水泥的原料。

(2)拜爾法

將鋁礬土和苛性鈉液混合，經高壓溶出后，高溫加熱，生成鋁酸鈉溶液，再經分離去雜質，蒸發制得產品。反應式如下：

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)中國專利 200510049689.8中介紹了另外一種鋁酸鈉溶液的生產方法，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，使用設備簡單，操作方便，生產的鋁酸鈉質量好。

(4)中國專利 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燒結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整液，加入熟料進行二段溶出，控制熟料溶出粒度0.053～2.67mm，溶出溫度80～90℃，溶出時間10～90min，分離后得到氧化鋁濃度160～230g/L的鋁酸鈉溶液。

與現行的燒結法熟料溶出(其流程如圖2-9所示)相比，本發明所得粗液中氧化鋁濃度提高1倍以上，從而可在利用現有設備的基礎上，提高產能和生產率1倍以上。

圖2-9 傳統燒結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，再蒸發至干，即得產品。

[應用]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，應根據原水水質，通過實驗確定。

鋁酸鈉還可用作生產其他類型絮凝劑的原料。

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