氧化(H2O2)去除铝酸钠溶液中的有机物及其对晶种分解的影响研究

摘要

拜耳法生产氧化铝工艺具有流程简单，作业方便，产品质量高等优点而被广泛采用，但是拜耳法铝酸钠溶液中不断循环积累的有机物会对实际生产造成许多不利影响，有机物的去除问题已引起人们越来越广泛的关注。湿式氧化法具有有机物去除率高、操作简单、成本低等优点，有很好的应用前景。本论文在湿式氧化法去除有机物的基础上，采用H2O2氧化法去除铝酸钠溶液中的有机物，主要研究H2O2氧化法对有机物去除效果、有机物氧化前后形态的变化规律，深入分析H2O2氧化有机物的机理，同时研究去除有机物后的铝酸钠溶液对晶种分解的影响，为该方法的工业化利用提供参考依据。
　　（1）通过对H2O2氧化法对铝酸钠溶液中有机物去除效果的研究，结果表明，循环高压溶出次数对H2O2氧化去除有机物有显著影响，随循环溶出次数增加， H2O2对总碳量Tc去除率和Na2C2O4去除率均逐渐降低。说明铝酸钠溶液中的有机物经循环高压溶出后不利于H2O2氧化去除。这也正说明了实际生产过程铝酸钠溶液中的有机物难以氧化去除的原因。实际生产过程中的铝酸钠溶液经过常年累月的循环使用，溶液中的有机物组成更加复杂，有新一批铝土矿刚带进的有机物，有老一批铝土矿带入的已发生复杂变化的有机物，有易于被H2O2氧化的有机物，也存在大量结构稳定难以被氧化去除的有机物。
　　（2）通过对循环高压溶出的铝酸钠溶液H2O2氧化前后有机物形态分析，结果表明，铝酸钠溶液中有机物种类非常复杂，说明腐殖酸类有机物在铝酸钠溶液循环高压溶出过程中发生了复杂的变化。铝酸钠溶液中有机物H2O2氧化前后的形态主要以丁酸、丁二酸、邻苯二甲酸、十六酸和十八酸等有机酸为主，烷类有机物主要以1,1-二丁氧基丁烷为主。并且H2O2氧化前后，1,1-二丁氧基丁烷和丁酸的相对百分含量仍较高，说明H2O2对这类有机物氧化效果弱。而H2O2氧化前的溶液中存在含苯环的有机酸种类多，H2O2氧化后溶液中含苯环的有机酸种类较少，H2O2对含苯环的有机酸发生了氧化分解作用。
　　（3）通过对H2O2氧化后铝酸钠溶液晶种分解实验研究，结果表明，在相同结晶条件下H2O2氧化去除部分有机物后的铝酸钠溶液有利于晶种分解过程的进行，分解率明显高于H2O2氧化前铝酸钠溶液晶种的分解率。H2O2氧化有机物后的铝酸钠溶液结晶产物以大颗粒为主，小颗粒较少，颗粒表面比较平整，且结晶物的粒径都明显大于含腐殖酸铝酸钠溶液结晶结晶物的粒径。这说明H2O2氧化铝酸钠溶液中的有机物后，氢氧化铝晶体表面附着的有机物大量减少，结晶过程中晶面平整，颗粒表面不易破损，有利于氢氧化铝晶体继续长大。

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第一章 绪论

1.1 有机物对拜耳法生产氧化铝的影响

1.2 国内外去除铝酸钠溶液中有机物的研究现状

1.3 研究意义及主要内容

第二章 H2O2氧化法去除有机物的原理和应用现状

2.1 H2O2的氧化性质和特点

2.2 H2O2氧化有机物的机理分析

2.3 H2O2氧化去除有机物的应用现状

2.4 小结

第三章 H2O2氧化法对铝酸钠溶液中有机物去除效果的影响

3.1 实验原料及试剂

3.2实验设备及流程

3.3 实验操作及分析方法

3.4 实验相关计算

3.5 实验结果与讨论

3.6 小结

第四章 H2O2氧化法对铝酸钠溶液中有机物形态的影响

4.1 实验原料及试剂

4.2 实验设备及流程

4.3 实验操作及分析方法

4.4 实验结果与讨论

4.5 小结

第五章 H2O2氧化铝酸钠溶液中有机物对晶种分解的影响

5.1 铝酸钠溶液晶种分解原理

5.2 实验原料和试剂

5.3 实验设备及流程

5.4 实验操作和分析方法

5.5 实验相关计算

5.6 实验结果与讨论

5.7 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录