铝酸钾溶液碳酸化分解制备氢氧化铝联产碳酸钾相平衡应用基础研究

Converting aluminium in ore into aluminate solution, followed by decompositionto yield aluminum hydroxide and calcination to produce aluminum oxide, is the primary utilization approach of resource aluminium-containing.To release the increasing pressure of dependence on import of bauxite and actualize cleaner prodution, it's a necessary demand to realize comprehensive resource utilization of non-bauxite aluminium-containing ore. To meet the actual demand for dealing with chromite using potassium alkaline medium and other methods to dispose potash feldspar,and other resouces with associated aluminium and potassium, this investigation concerns the phase equilibrium on the carbonation decomposition of potassium aluminate solution to yield aluminum hydroxide and potassium carbonate. The liquid structure, phase equilibrium variety, carbonization thermodynamic and dynamics , morphology control of aluminium hydroxide and potassium carbonate will be studied and the action rule between carbon dioxide and potassium aluminate solution will be illuminated. The research can provide the theory and design basis for the reaction and sepration in the carbonation decomposition of potassium aluminate solution to yield aluminum hydroxide and potassium carbonate. It also can be referenced by the research of comprehensive utilization of resoures aluminium-containing the investigation of the effects of potassium ion on the carbonationdecomposition of sodium aluminate solution.

将矿物中的铝转化为铝酸盐溶液，分解制备氢氧化铝，再经焙烧制备氧化铝是铝资源利用的主要途径。实现铝为伴生元素的非铝土矿型矿物的综合、高效利用是缓解我国铝资源进口依赖度增大的压力和实施清洁生产的必然需求。为适应氢氧化钾处理铬铁矿等含铝矿物，以及其它方法处理钾长石、霞石等以铝、钾为主要元素的非铝土矿型矿物的实际需要，本项目对铝酸钾溶液的碳酸化分解制备氢氧化铝并联产碳酸钾关键过程的相平衡进行应用基础研究。研究铝酸钾溶液碳酸化分解过程溶液结构、分解前后多元复杂体系相平衡规律、分解反应的动力学，探究二氧化碳与铝酸钾溶液之间的作用规律，以期为二氧化碳分解铝酸钾溶液制备高品级氢氧化铝联产碳酸钾产品的反应、分离过程提供理论指导和设计依据，为提升我国含铝资源的综合利用水平、探讨现行氧化铝生产过程中钾离子对铝酸钠溶液碳酸化分解过程的影响提供参考。

实现铝为伴生元素的非铝土矿型矿物的综合、高效利用是缓解我国铝资源进口依赖度增大的压力和实施清洁生产的必然需求。为适应氢氧化钾处理铬铁矿等含铝矿物，以及其它方法处理以铝、钾为主要元素的非铝土矿型矿物的实际需要，本项目对铝酸钾溶液的碳酸化分解制备氢氧化铝并联产碳酸钾关键过程的溶液结构、相平衡、碳化动力学、作用机制等进行应用基础研究。主要成果如下：.（1）对铝酸钾溶液进行了详细的红外、紫外分析，推测溶液中可能既有四面体构型的Al(OH)4-，也有[Al2O(OH)6]2-等聚阴离子，溶液的苛性比、浓度以及放置时间对两种离子的相对量影响很大。.（2）研究了铝酸钾溶液K2CO3-KOH-Al(OH)3-H2O体系的电导率，在同一温度、同一碱度下，电导率随苛性比的增大而升高；在同一苛性比下，随着碱度的增大，电导率先增大后减小。.（3）研究了K2CO3-KOH-Al(OH)3-H2O体系相平衡，发现在碳化温度范围，主要固相为氢氧化铝、水合碳酸钾、水合铝酸钾。.（4）研究了铝酸钾溶液的碳酸化分解过程，获得了过程的动力学数据，所得氢氧化铝为拜尔石型。.（5）分离氢氧化铝后母液深度碳酸化，老化，除杂，获得碳酸氢钾后热解制得了高品级碳酸钾。.（6）对铝酸钾溶液开展了加钙脱硅初步研究，发现加钙效果明显，但有铝损。.（7）对碳分过程进行了结晶改良剂的应用研究，发现脂肪醇及烷基酚的聚氧乙烯醚效果显著。.（8）已指导3名硕士研究生、4名本科生开展毕业论文研究。.（9）申请1项发明专利“一种制备氢氧化铝微粉联产碳酸钾的方法”。.（10）发表SCI、EI 收录论文各1篇。