六水氯化铝脱水制备无水氯化铝的设想

在"粉煤灰—无水氯化铝—电解铝"的新工艺路线中,六水氯化铝脱水制备无水氯化铝是关键。评述了六水氯化铝制备无水氯化铝的方法,并在参考六水氯化镁脱水工艺的基础上,设计了六水氯化铝的脱水方案。

淘洗六水氯化铝过程中晶体沉降速度与纯化规律分析

针对粉煤灰酸法制氧化铝工艺中六水氯化铝结晶纯度难以控制、需进一步纯化的问题建立液固淘洗过程模拟实验,考察了液相密度、黏度、颗粒粒度及体积分数对颗粒沉降速度的影响,并用液体对颗粒的抵抗阻力对其修正,建立了关于沉降速度的计算模型,相对误差小于10%,能够较好地预测该体系下颗粒的沉降速度。按照淘洗过程模拟实验条件及对应的颗粒沉降速度设计静态实验,考察了钠、钙、镁和钾4种杂质离子随淘洗时间的变化规律,得到较优淘洗时间为60s。实验结果表明,杂质离子脱除率依次为Na^+>Ca^2+>Mg^2+>K^+,且最高脱除率均可达80%以上,杂质离子脱除率随着液固比的增大而提高,与沉降速度计算模型趋势一致,研究结果可为淘洗工艺的设计计算和优化提供参考。

硫酸铝铵-氯化氢反应制备六水氯化铝过程中晶体形貌的研究

以十二水合硫酸铝铵为原料,采用氯化氢通气结晶法制备了六水氯化铝晶体,考察了通气速率、通气时间、反应温度、铝离子初始浓度对六水氯化铝晶体形貌的影响。结果表明,50 m L硫酸铝铵酸溶液中,当通气速率为60 mL/min、通气时间为2 h、反应温度为30℃、铝离子初始质量浓度为20 g/L时,可以得到形貌比较规整的棱柱形六水氯化铝晶体。该研究为提取、制备高品质六水氯化铝晶体提供了技术参考。

基于Aspen Plus软件模拟六水氯化铝盐析结晶工艺的研究

利用Aspen plus软件模拟六水氯化铝盐析结晶生产工艺,建立包括Flash2闪蒸器和Crystallizer结晶器的模拟流程,结晶器选择PITZER物性方法,使用灵敏度模块绘制了AlCl_3-H_2O-HCl三元水盐体系中HCl与AlCl_3浓度的关系曲线,计算值与文献数据吻合良好。利用建立的模型,对美国矿务局盐析结晶中试实验条件下六水氯化铝产能与料液成分进行了计算,结果和实验数据最大相对误差仅为2%。文章还对结晶工艺条件进行了模拟分析,结果表明:六水氯化铝产率均随盐析母液中HCL浓度、原液中氯化铝浓度的增大和温度的升高而增大,其中HCL浓度的影响最大,温度的影响最小,并且增加原液氯化铝浓度有利于降低HCl物料消耗。

六水氯化铝结晶工艺研究

“一步酸溶法”提取氧化铝工艺技术,是将高铝粉煤灰酸溶除杂,采用蒸发结晶技术得到六水氯化铝晶体,焙烧后得到氧化铝。六水氯化铝晶体粒度大小是影响氧化铝电解的因素之一。本文主要对蒸发设备的选择、溶液中的杂质、溶液的pH值、蒸发温度等因素进行了研究,得出最优蒸发结晶操作条件,并为工业化设备选型提供可靠的理论依据。

高铝粉煤灰综合利用中氯化铝淘洗纯化影响因素的研究

针对高铝粉煤灰综合利用中淘洗纯化氯化铝的影响因素进行研究,模拟淘洗工艺,分析Na+、K+、Mg2+、P5+在分离纯化过程中与六水氯化铝饱和溶液形成溶解平衡。结果表明,较优操作工艺条件为:固液比为1∶1.1、洗涤次数2次、洗液温度为70℃,此时,六水氯化铝中杂质去除率可达到91.51%左右,对应含量达到0.05%以下,该实验结果为高铝粉煤灰的综合利用提供了数据基础。

水热条件下合成的γ-AlOOH纳米棒的形貌及形成机制

研究了以1mol/L的AlCl3为铝源,1mol/L的NaOH为沉淀剂,在不同水热条件下合成γ-AlOOH纳米棒,用X射线衍射仪(XRD)和热场发射透射电子显微镜(TEM)对合成样品进行表征。结果表明:不同水热条件下合成的样品的物相均为γ-AlOOH;当水热反应温度为150℃时,随反应时间延长和pH增大,棒状γ-AlOOH长径比增大;当水热反应时间为48h、pH=9时,随反应温度升高,合成的棒状γ-AlOOH的长径比增大,在180℃时获得径向尺寸小于10nm的γ-AlOOH纳米棒;但随反应温度进一步升高,γ-AlOOH长径比显著变小;反应温度对合成γ-AlOOH纳米棒的影响具有两面性。探讨了不同水热条件下γ-AlOOH纳米棒的形成机制。

N1-取代的3,4-二氢嘧啶酮衍生物的绿色合成及荧光性能

在80℃、无溶剂条件下,以六水氯化铝为催化剂,芳香醛、乙酰乙酸甲(乙)酯和单取代脲为原料,通过Biginelli“一锅法”合成了一系列N1-取代的3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮衍生物。考察了原料用量、催化剂用量和温度对反应结果的影响,确定了较佳反应条件为:n(芳香醛)∶n(乙酰乙酸酯)∶n(单取代脲)=1∶1∶1.3,氯化铝用量5mol%,反应温度80℃。产品结构经1HNMR、13CNMR、元素分析和X射线单晶衍射进行了表征。对目标化合物进行固态荧光光谱分析的结果显示,目标化合物具有良好的荧光性质,在373nm的激发波长作用下,最大发射波长在450~500nm之间。

基于Aspen Plus的粉煤灰酸浸液提铝工艺优化研究

粉煤灰中的铝含量可达40%,研究粉煤灰提铝工艺进行资源化利用对国民经济有非常重要的意义。针对粉煤灰酸浸液中的Al^3+溶液,基于Aspen Plus设计了六水氯化铝的结晶以及后续的盐酸回收利用工艺,探索对六水氯化铝结晶以及提高盐酸收率的影响因素,得出最优条件,同时比较了对盐酸的单塔、变压精馏、萃取精馏回收方式的经济性,表明变压精馏为最优方案。

腐殖质络合体系中水溶性铁的絮凝法去除

针对天然水体及一些废水中铁主要以腐殖质络合态存在,用常规化学碱沉淀法难以有效将其去除的问题,该文研究了以氯化铝为絮凝剂的絮凝沉淀法对含有富里酸络合态铁(FA-Fe)的模拟废水及垃圾渗滤液中水溶性铁的去除效果影响,初步探讨了铝盐对富里酸络合体系中水溶性铁的去除作用机理。结果表明:在处理模拟废水时,水溶性铁的去除率随氯化铝投加量的增加而增大,随废水中FA浓度的增加而减少,腐殖酸(HA)的加入仅对游离态Fe3+的去除有促进作用;在pH为8.0、氯化铝投加量为1.0 g·L^(-1)的条件下处理100 mg·L^(-1)FA和10 mg·L^(-1)Fe3+配成的模拟废水时,水溶性铁的去除率可达94.7%,比常规碱沉淀法提高了11.1%。在pH为8.0、氯化铝投加量为5.0 g·L^(-1)、适量投加HA的条件下处理垃圾渗滤液,水溶性铁的去除率最高可达95.1%。在絮凝过程中,铝盐主要通过形成不溶性聚合物吸附FA-Fe来提高水溶性铁的去除效率。

AlCl3-FeCl3-HCl-H2O体系的相平衡及相分离

为从含铝铁粉煤灰酸浸液中提取高纯AlCl3·6H2O,在温度20和30℃下采用等温溶解平衡法测定了H+浓度1.3 mol/L的AlCl3–FeCl3–HCl–H2O体系的相平衡数据,绘制了该体系的相图和密度-组成图,根据相图分析了酸浸液等温蒸发的路径。结果表明,20和30℃下该体系均属于简单共饱和体系,不产生复盐和固溶体。随温度升高,FeCl3的溶解度由43.59%增大至49.34%,AlCl3的溶解度约稳定在30.70%,且FeCl3·6H2O的结晶区减小、AlCl3·6H2O的结晶区相对增大。从模拟铝铁酸浸液中直接分离出了纯度为96.61%的AlCl3·6H2O。