氧化铝生产过程结疤防治的应用基础研究

摘要

在氧化铝湿法生产流程中，生产设备和管道表面上会附着大量的固态质结疤，结疤的生成对整个氧化铝生产工序都造成了很大的影响，因此探索有效的防治方法也就成为了一项迫切的任务。本文对贵州氧化铝公司高压溶出和蒸发产生的结疤进行了化学成分、主要物相和形态结构分析，对结疤的溶解和阻垢进行了研究，获得了若干重要的结论，从而为结疤的防治提供理论依据。
　　本文对结疤进行矿物学研究，得出：单套管结疤物质主要为赤铁矿、铝针铁矿和钠硅渣，呈板状、柱状的赤铁矿晶体垂直管壁生长，形成密集晶簇，其晶体之间填充了少量铝针铁矿和钠硅渣；压煮器结疤主要为钛钙镁结疤，最重要是钛的沉积，许多钙钛矿晶簇分布在氢氧化镁夹层上；停留罐结疤物质主要为针铁矿、水化石榴石和橄榄石，呈柱状的针铁矿晶体垂直管壁大量生长，形成薄层结疤的致密层状构造，微细粒水化石榴石和橄榄石填充在针铁矿晶体间；闪蒸器中主要是Al2O3.3H2O厚层结疤，共生有钛酸钙铁相和铁石榴子石；板蒸器是碳酸钠和钠硅渣的析出，碳酸钠晶体分布于钠硅质基体中形成许多微晶体。
　　本文选择合适的溶解介质来溶解结疤，得出溶解实验结果：单套管结疤在溶解温度为70℃、硫酸浓度为9％、溶解时间为75min时溶解效果较好，溶解率达到85.64%；停留罐结疤在溶解温度为65℃，溶剂浓度为9%，时间为95min，溶解率为63.28%；后泵结疤用混合酸溶解，在温度为75℃，时间为100min时溶解率达到最高，为66.80%。
　　本文采用正交试验研究了阻垢剂浓度、加入量、时间对蒸发溶液结垢量的影响。结果表明：对阻垢量的影响程度大小依次为加入量、浓度、时间；聚丙烯酸钠阻垢影响因素主次依次为加入量、浓度、时间，最佳条件为：阻垢剂浓度为0.5%，加入量为0.1g，时间为150min，此时阻垢率达到54.29%。同时研究了聚丙烯酸钠的阻垢作用，结果表明添加聚丙烯酸钠可以使析出的固相发生了晶格畸变。

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第一章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 氧化铝生产过程能耗分布

1.3 氧化铝生产过程中产生的结疤分类及危害

1.4 氧化铝生产过程结疤的研究现状

1.5 课题研究目的、意义和主要内容

第二章 实验部分

2.1 结疤化学成分测定实验

2.2 实验内容

第三章 结疤的矿物学研究

3.1 结疤化学组成和物相组成

3.2 结疤的形态结构

3.3 结疤的形成机理分析

3.4 小结

第四章 结疤的溶解研究

4.1 缓蚀剂的选择和确定

4.2 单套管结疤的溶解研究

4.3 停留罐结疤的酸解研究

4.4 压煮器与闪蒸器结疤的溶解研究

4.5 后泵结疤的溶解研究

4.6 板蒸结疤的溶解研究

4.7小结

第五章 板蒸器结疤的阻垢研究

5.1 阻垢剂的选择与确定

5.2 单因素试验

5.3 正交试验

5.4 聚丙烯酸钠阻垢剂对结垢形貌的影响分析

5.5 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

附录