Автор: Глебченко Р.С.
Источник: https://vuzlit.ru/1112254/razlozhenie_alyuminatnogo_rastvora_vykruchivaniem_dekompozitsiya
Декомпозиция (или выкручивание) представляет собой процесс самопроизвольного разложения алюминатного раствора с выделением в осадок гидроксида алюминия NaA1O2 + 2H2O = Al(OH) 3+ NaOН. Чтобы эта реакция шла слева направо, необходимо алюминатный раствор перевести в область пересыщенных глиноземом растворов, что достигается разбавлением автоклавной пульпы после выщелачивания и снижением температуры раствора. По мере разложения раствор приближается к равновесному состоянию и при достижении этого состояния его разложение прекращается. На практике процесс декомпозиции прекращают значительно раньше, так как разложение раствора по мере приближения к равновесному состоянию все более и более замедляется.
Для ускорения декомпозиции применяют затравку, которая представляет собой гидроксид алюминия, полученный в предыдущем цикле. Затравку вводят в алюминатный раствор для создания в нем центров кристаллизации. Каустический модуль раствора при декомпозиции непрерывно возрастает, и по величине изменения этого модуля во времени судят о скорости разложения алюминатного раствора, а по конечному модулю раствора – о глубине его разложения. Скорость разложения раствора определяет продолжительность процесса декомпозиции, глубина разложения – выход глинозема при декомпозиции. Под выходом глинозема при декомпозиции (степенью разложения раствора) понимают выраженное в процентах отношение количества глинозема, выпавшего в осадок, к количеству глинозема, содержащемуся в исходном растворе.
Выход глинозема при декомпозиции составляет 40 – 55 %, т. е. только примерно половина глинозема переходит из раствора в осадок, а остальной глинозем остается в маточном растворе и является оборотным. В зависимости от концентрации каустический модуль конечного раствора составляет 3,1 – 3,7, что на 0,7 – 1 ед. ниже равновесного каустического модуля.
Кроме достаточно высокой скорости декомпозиции и глубины разложения алюминатного раствора, условия декомпозиции должны обеспечивать получение гидроксида алюминия определенной крупности и с минимальным содержанием примесей. Механизм образования и роста кристаллов гидроксида алюминия при декомпозиции окончательно не выяснен. Ряд исследователей рассматривают декомпозицию как гидролиз алюмината натрия с последующей кристаллизацией выделяющегося гидроксида алюминия. Другие исследователи считают, что при декомпозиции происходит распад комплексных анионов Аl(ОН)4- или А1(ОН)6- (в виде которых глинозем находится в растворе), а затем полимеризация остатков распада, приводящая к образованию гидроксида алюминия.
Кристаллооптические исследования показывают, что продуктом разложения алюминатных растворов является гидраргиллит в виде зерен сферолитоподобного (шарообразного) строения. Эти зерна состоят из деформированных кристаллов, расположенных радиально вокруг начальных центров кристаллизации. Такими центрами являются частицы затравки.
Кроме того, в процессе разложения появляются новые центры кристаллизации в результате гидролитического разложения алюмината натрия, а также разрушения зерен гидроксида и отщепления от них мельчайших частиц.