鋁土礦的主要化學(xué)成分為Al2O3,一般為40%~70%質(zhì)量分?jǐn)?shù),另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在礦物存在形態(tài)分為:三水鋁石(Al2O3•3H2O),一水軟鋁石,一水硬鋁石(分子式均為Al2O3•H2O)。
從鋁土礦制取Al2O3方法很多,目前工業(yè)上幾乎采用堿法,又分為拜耳法、燒結(jié)法、聯(lián)合法等三種:
Al2O3•3H2O(或Al2O3•H2O)+NaOH→(浸出/分解)NaAl(OH)4+赤泥→(晶種分解/蒸發(fā)、苛化)Al2(OH)3→(煅燒)Al2O3。
其中拜耳法是典型的一種濕法冶金的方法,在氧化鋁生產(chǎn)中占優(yōu)勢。其中關(guān)鍵工序是:鋁土礦的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH。
液堿的質(zhì)量和數(shù)量與Al2O3的產(chǎn)率步步相關(guān),對其質(zhì)量有嚴(yán)格要求,所以對進廠液堿的質(zhì)量檢驗分析是鋁廠化驗部門的一項重要任務(wù),操作頻率較高。選用快速,便捷的濃度檢測方法無疑非常重要。
實驗室液堿濃度的檢測主要是依照國標(biāo)[GB/T 4348.1-2013《工業(yè)用氫氧化鈉 氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測定》]來進行。即試樣溶液中先加入氯化鋇,將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀,然后以酚酞為指示劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。反應(yīng)如下:
Na2CO3 + BaCl2→ BaCO3↓+2NaCl
NaOH + HCl→ NaCl + H2O
液堿溶液濃度與折光率成良好的線性相關(guān)
在儀器配置上可以使用酸堿指示劑人工滴定,判斷終端,根據(jù)消耗鹽酸的量來計算或者采用自動電位滴定儀(酸堿滴定)直接讀數(shù)。前者純手工操作,是經(jīng)典的傳統(tǒng)方法,所需成本低,但費時,費力,存在較大的人為誤差,尤其是滴定終點的判斷因人有異。后者,雖然自動化程度很高,但設(shè)備較為昂貴,電極需要經(jīng)常更換。
前人發(fā)現(xiàn)在一定條件,某些介質(zhì)的濃度與光的折射率相關(guān),使用折光儀測定這些介質(zhì)溶液的折光指數(shù),就能相應(yīng)的得出這些介質(zhì)的濃度,這類介質(zhì)包括:液堿,氨水,二甲基甲酰胺(DMF),雙氧水,乙二醇等等。ATAGO作為折光儀的,正是運用介質(zhì)的這一特性,開發(fā)了近100種介質(zhì)濃度計。
隨著折光儀型式的不斷完善,我們不僅可以使用手持式產(chǎn)品取樣現(xiàn)場檢測,也可以取樣到實驗室使用更高精度的臺式折光儀檢測,還可以使用在線折光儀進行原位測量,克服對工藝數(shù)據(jù)滯后、取樣環(huán)境、溫度變化、人工操作等對化驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成的影響。適時地調(diào)整工藝條件保障產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定。
折光原理測量物質(zhì)的濃度,采用物質(zhì)的物理光學(xué)特性,測試過程不消耗任何試劑,整個過程相當(dāng)快速,便攜。迷你數(shù)顯折光儀Pal-40S便是其中專門的液堿濃度計,量程:0.0-38.0%,分辨率0.1%,精度±0.2%,自動溫度補償。數(shù)顯折光儀PR-201a精度提高到±0.1%,量程Brix:0.0-60.0%,自動溫度補償,不僅能自定義液堿濃度與折光率的轉(zhuǎn)換關(guān)系,還能實現(xiàn)全量程的檢測(飽和液堿溶液的濃度為50%)。在線折光儀CM-800a除了實現(xiàn)上述功能外,更能夠?qū)崿F(xiàn)對液堿溶液的原位檢測,其量程:Brix:0.0-80.0%,分別率0.01%,精度±0.1%,自動溫度補償。
PAL-40S 、PR-201、 CM-800a
某氧化鋁企業(yè)使用我司的Pal-40S 和CM-800a后,堿液運輸車一車一車的在卸料時:
1. 濃度是否達(dá)標(biāo):有沒有摻水,甚至*是水?——一目了然。
2. 達(dá)不到規(guī)定的濃度,價格需要重新折算——計費的重要依據(jù)
3. 之前兩個液堿卸料地,10個工人,忙忙碌碌地看守卸料,取樣送檢,現(xiàn)在每個卸料點一個工人,根據(jù)中控室得到的數(shù)據(jù)反饋決定是否需要取樣。
4. 原料供應(yīng)方——卸料工人——化驗人員因為利益的勾結(jié)的可能性被降低了。生產(chǎn)部門能夠很好的根據(jù)礦石的品味來調(diào)整液堿的加入量,Al2O3的產(chǎn)率穩(wěn)定可控。
5. 安全性得到明顯提高,減少了可能發(fā)生工傷的點位。(曾經(jīng)發(fā)生過液堿灼傷工人的事件)