Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Электродиализ - перспективный метод для разложения и концентрирования алюминатных растворов 11
1.1. Электродиализ - один из существующих мембранных методов 11
1.1.1. Сущность метода электродиализа 11
1.1.2. Мембранные системы. Место электродиализа в классификации мембранных систем 12
1.1.3. Перспективы применения мембранных методов 17
1.1.4. Классификация мембран 20
1.2. Области применения электродиализа 21
1.2.1. Использование электродиализа для концентрирования растворов 21
1.2.2. Использование электродиализа для очистки вод и водных растворов электролитов 25
1.2.3. Использование электродиализа для разделения смесей 28
1.2.4. Использование электродиализа в процессах обмена, фракционирования и очистки неэлектролитов и их растворов 30
1.3. Выбор направления исследований 31
Глава II. Объекты исследований и методика экспериментов исходные растворы, реагенты, материалы 38
2.1. Описание лабораторной электродиализной установки 38
2.2. Гетерогенные ионообменные мембраны 40
2.2.1. Строение и свойства катионообменной мембраны МК-40 41
2.2.2. Стойкость ионитовых мембран в щелочной и кислой средах 45
2.3. Исходные растворы, направляемые на электродиализ 45
2.3.1. Концентрированный алюминатный раствор 46
2.3.2. Подшламовая вода глиноземного производства 47
2.3.3. Фильтрат производства ГОХА 48
2.4. Методы анализа 49
Глава III. Термодинамические и кинетические особенности процесса электродиализа 53
3.1. Диаграмма зависимости потенциала от рН раствора 53
3.2. Термодинамика и кинетика осаждения гидроксидов алюминия из алюминатных растворов 56
3.2.1. Расчет зависимости растворимости А1203 HNaA102OTpH 56
3.3. Кинетические закономерности зародышеобразования 65
3.3.1. Математическое описание кинетических кривых осаждения... 66
3.3.2. Результаты описания кинетических кривых осаждения 69
3.4. Схема механизма и химизм реакций, протекающих в электродиализаторе, при осаждении гидроксида алюминия 72
Глава IV. Использование электродиализа для разложения концентрированных алюминатных растворов 76
4.1. Полное разложение концентрированных алюминатных растворов электродиализом 76
4.2. Осадки электродиализа полного осаждения концентрированных алюминатных растворов 78
4.3. Разложение концентрированных алюминатных растворов методом электродиализа с последующей декомпозицией 81
Глава V. Применение метода электродиализа для концентрирования слабых алюминатных растворов 87
5.1. Кинетические зависимости концентрирования 87
5.1.1. Концентрирование модельных растворов 87
5.1.2. Концентрирования реальных алюминатных растворов 91
5.2. Осадки электродиализа слабоконцентрированных алюминатных растворов 97
5.2.1. Осадки электродиализа подшламовой воды 97
5.2.2. Осадки электродиализа фильтрата ГОХА 99
5.2.3. Использование осадков электродиализа 101
5.3. Концентрирование реальных растворов на электродиализаторе с циркуляцией 107
5.3.1. Фильтрат с участка производства ГОХА 107
5.3.2. Подшламовая вода 108
Глава VI. Технология промышленного электродиализа 111
6.1. Технологическая схема электродиализа в глиноземном производстве 111
6.2. Оценка технико-экономической эффективности переработки
подшламовых вод методом электродиализа 115
Общие выводы 122
Список использованной литературы 124
- Области применения электродиализа
- Гетерогенные ионообменные мембраны
- Термодинамика и кинетика осаждения гидроксидов алюминия из алюминатных растворов
- Осадки электродиализа полного осаждения концентрированных алюминатных растворов
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Постоянно расширяющееся производство (в России в среднем на 4% в год) и потребление алюминия неизбежно сопровождается увеличением объема получения глинозема и ростом добычи сырья. В связи с ростом производства глинозема все более остро встает ряд вопросов: комплексная переработка исходного сырья и промпродуктов; уменьшение расхода энергии и повышение эффективности основных переделов; улучшение экологической обстановки на предприятиях. Решение таких проблем возможно прежде всего с внедрением в производство современных и передовых технологий.
В настоящее время получение глинозема по щелочному процессу Байера является основным методом, по которому работают предприятия глиноземной промышленности. Наиболее продолжительным переделом в данном методе является процесс декомпозиции алюминатных растворов. Внедрение технологий, которые позволят уменьшить продолжительность процесса декомпозиции алюминатного раствора, приведет к значительному экономическому эффекту и росту общей производительности глиноземного предприятия.
Кроме того, в глиноземном производстве образуется большое количество растворов - подшламовых вод и других щелочных растворов слабой концентрации, которые требуют утилизации. Получение из таких растворов концентрированной каустической щелочи и осадка - гидрокси-да алюминия - позволило бы получить дополнительную прибыль. Большое количество таких растворов также может представлять опасность для экологической обстановки в районе размещения производства.
В настоящей работе рассматривается возможность применения одного из мембранных методов - электродиализа - в глиноземном производстве для переработки как высококонцентрированных, так и слабых алюминатных растворов. Электродиализ представляется перспективным и современным высокоэффективным методом переработки как с экономической, так и экологической точек зрения.
С помощью электродиализа можно интенсифицировать процесс декомпозиции крепких алюминатных растворов путем доведения его до значений каустического модуля, при котором начинается интенсивное выпадение гидроксида алюминия из алюминатного раствора, с последующим осаждением гидроксида алюминия с помощью затравки, что позволит сократить общее время декомпозиции примерно в три раза.
Из растворов со слабой концентрацией щелочи методом электродиализа можно получить крепкий раствор каустической щелочи, а в качестве осадка - гидроксид алюминия, из которого в дальнейшем можно получить товарный глинозем или синтезировать различные виды коагулян-
тов. В данном случае электродиализ попутно решает еще одну важную проблему - утилизацию сточных вод, что очень важно для улучшения экологической обстановки на действующих предприятиях.
Цель и задачи работы
Цель настоящей работы - создание научных и технологических основ интенсификации разложения крепких и концентрирования слабых алюминатных растворов методом электродиализа в глиноземной промышленности.
Сформулированы и решены следующие задачи:
проведение термодинамических расчетов с целью обоснования применения метода электродиализа для разложения и концентрирования алюминатных растворов;
изучение кинетики разложения и концентрирования модельных и реальных алюминатных растворов;
исследование механизма зародышеобразования, протекающего во время процесса электродиализа;
определение физико-химических, структурных свойств, химического и фазового состава осадков, получаемых методом электродиализа из реальных алюминатных растворов, исследование возможности его дальнейшей переработки и получения из него коагулянтов;
оценка возможности применения метода электродиализа с целью ускорения процесса декомпозиции концентрированных алюминатных растворов;
получение концентрированного раствора каустика из слабых алюминатных растворов методом электродиализного концентрирования;
разработка аппаратурно-технологической схемы применения электродиализа в глиноземной промышленности и оценка ее технико-экономической эффективности.
Научная значимость и новизна
Выявлены термодинамические и кинетические особенности процесса электродиализного разложения и концентрирования алюминатных растворов различной концентрации.
Рассчитаны значения свободной энергии Гиббса AfG ионов А1(ОН)52~ и А1(ОН)63", определена зависимость свободной энергии Гиббса от количества ОН групп для гидроксидов элементов 3 группы периодической системы.
Прослежена зависимость относительной доли гидроксокомплек-сов алюминия (3 (А13+, А1(ОН)2+, А1(ОН)2+, А1(ОН)3, А1(ОН)4", А1(ОН)52", А1(ОН)63~) от рН раствора. Так, при рН = 10? 14 преимущественно существуют ионы А1(ОН)4", А1(ОН)52~ и А1(ОН)63 , а ион А1(ОН)з, проявляющий минимальную растворимость, существует в интервале рН = 7? 8.
Рассчитаны и построены диаграммы растворимости гидроксида алюминия и алюмината натрия в зависимости от рН раствора. Данные
диаграммы наглядно показали, что с понижением рН растворимость А120з и NaAlC>2 уменьшаются, что ведет к выпадению осадка в процессе электродиализа.
Построена математическая модель зародышеобразования, происходящего при осаждении гидроксида алюминия в процессе электродиализа на основании экспериментальных данных, что позволило выявить и описать его механизм.
Проведены исследования по изучению осадков электродиализа алюминатных растворов. Показано, что при глубоком разложении крепких алюминатных растворов образующийся осадок имеет аморфное строение, при электродиализе алюминатных растворов с низкой концентрацией в осадке преобладает байерит. При электродиализе крепких алюминатных растворов до предела их стойкости и дальнейшем осаждением затравки с помощью активного гидрата получен стандартный гидроксид алюминия гиббситовой структуры.
Достоверность полученных результатов
Методологической основой всего направления исследования послужили современные методы физико-химического анализа. При изучении химизма реакций, химического и фазового составов исходных материалов и продуктов использованы методы атомно-эмиссионного спектрального анализа с индуктивно связанной плазмой, традиционного химического и рентгенофазового анализа, дериватографический метод.
Обработка экспериментальных данных при описании модели зародышеобразования, происходящего при осаждении гидроксида алюминия, и построение зависимостей растворимости А120з, и NaAlC>2, а так же зависимости относительной доли гидроксокомплексов алюминия от рН проведена на ЭВМ с помощью программы «MathCAD 12».
Достоверность сделанных выводов подтверждается совпадением данных с результатами, основанными на химических и физических методах анализа.
Практическая ценность
Предложен комбинированный способ декомпозиции крепких алюминатных растворов: первый этап - электродиализное разложение раствора до ак = 1,271,3 (значение каустического модуля, при котором наблюдается предел устойчивости алюминатного раствора, при дальнейшем снижении ак начинается интенсивное выпадение гидроксида алюминия в осадок); второй этап - дальнейшее осаждение гидроксида алюминия с помощью ранее приготовленной затравки, как при обычном процессе декомпозиции. Данная схема позволяет значительно сократить общую продолжительность декомпозиции - самого длительного процесса в глиноземном производстве.
Разработан и проведен расчет технико-экономической эффективности переработки подшламовой воды методом электродиализного кон-
центрирования с получением крепкого раствора каустической щелочи и гидроксида алюминия в виде электродиализного осадка, который в дальнейшем может быть направлен на получение глинозема или коагулянтов. Помимо высокой экологической чистоты предложенной технологии, проведенные расчеты показатели, что концентрирование слабых растворов методом электродиализа экономически целесообразно и рентабельно. Основные положения, выносимые на защиту:
- данные по кинетике концентрирования модельных и реальных
крепких и слабых алюминатных растворов при различных плотностях то
ка и начальных концентрациях;
результаты по термодинамическому обоснованию процесса электродиализа для алюминатных растворов;
результаты математического моделирования процесса зародышеобразования, происходящего при осаждении гидроксида алюминия в алюминатном растворе;
технология электродиализного концентрирования слабых алюминатных растворов с получением концентрированного щелочного раствора и электродиализного осадка - гидроксида алюминия, направляемого на получение глинозема или на синтез коагулянтов.
Апробация работы. Результаты работы и основные положения были доложены и обсуждены на Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003); XV Международном симпозиуме ICSOBA-
«Алюминиевая промышленность в мировой экономике: проблемы и перспективы развития» (Санкт-Петербург, 2004); I и II Международных научно-практических конференциях «Металлургия легких металлов. Проблемы и перспективы.» (Москва, 2004 и 2006 гг.); II и III ежегодных кон-ференцях молодых специалистов ИМЕТ им. А. А. Байкова РАН (Москва,
и 2006 гг.); Совместном семинаре РАН и РУСАЛ (Москва, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 7 статей, 3 тезиса.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованных источников из 132 наименований. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 10 таблиц.
Области применения электродиализа
Промышленное применение концентрирования растворов методом электродиализа можно рассматривать в двух аспектах: Концентрирование с целью выделения ценного продукта, Концентрирование с целью минимизации объема концентрата Например, электродиализ применяется в концентрировании
электролитов перед выпаркой, для концентрирования солей урана (тетрафторида урана) и вообще радиоактивных растворов, сбросных карбонат-сульфатных растворов, азотной кислоты [20] и недиализируемых соединений, например, глюкозы, органических кислот с добавлением к ним соли [21].
Получение поваренной соли и других солей из морской воды также является важной областью применения электродиализа [22]. Например, в Японии полностью удалось таким образом удовлетворить внутренние потребности страны в поваренной соли в 1,5 млн. тонн и полностью отказаться от экспорта (фирмы «Tokuyama», «Asahi Glass» и др.).
Концентрации рассола NaCl при электродиализе с мембранами МК-40 и МА-40 может доходить до 5,5 моль/дм (320 г/дм ) [23]. Для реальных процессов это значение будет несколько ниже [24].
С парой ионов Na+ и СГ в камеру концентрирования переносится h = 8 или 9 молекул воды [25] (h - среднее динамическое число гидратации для системы NaCl/мембрана МК-40, МА-40). Максимальная концентрация рассола Ns (в мольных долях) связана с h простым соотношением [25,26] (3):
Одновременно с концентрированием сточных вод, электродиализ позволяет выделять из них ценные компоненты, в частности редкие и драгоценные металлы.
Электродиализ можно использовать для концентрирования щелочных и содовых растворов с одновременным удалением из них ионов щелочных металлов.
При производстве глинозема из бокситов и алунитов, содержащих ванадий, часть его переходит в раствор и накапливается при многократных оборотах. Из раствора ванадий удаляют путем упаривания раствора с последующим его охлаждением до 30- 40С, получая шлам примерно следующего состава, %: V2O5 - 10,5; Р2О5 - 5,4; F - 3,8. Схема переработки такого шлама включает нейтрализацию щелочи серной кислотой, окисление органических веществ, очистку от железа и алюминия, осаждение фосфата кальция или магния, многократное фильтрование. Эта схема громоздка и не позволяет возвратить в процесс щелочь. В работе [27] предлагается выделять щелочь из таких шламов методом электродиализа с ионитовыми мембранами. Преимуществами такого метода является следующее: не происходит увеличение солевого состава растворов, не расходуется кислота, а раствор щелочи, полученный в катодной камере, можно повторно использовать в производстве.
Щелочной раствор, приготовленный из шлама, с содержанием 12 г/л ванадия (концентрация, предотвращающая его выпадение) и 75 г/л свободной щелочи поступал на электродиализ в анодную камеру, в катодную камеру заливался слабый щелочной раствор, обеспечивающий электропроводность. Далее приводится зависимость концентрации щелочи от продолжительности электродиализа при различной плотности тока на рис.3.
В катодной камере накапливался практически чистый раствор щелочи, с содержанием примесей не более, г/л: V2O5 - 0,01; Р2О5 - 0,005, А12О3-0,07.
Укрупненные испытания показали, что средний выход ионов натрия по току составил 70- -80%. При плотности тока 100 А/м средний расход электроэнергии, необходимый для переноса 1 г-экв щелочи в католит, составил 0,3 кВт-час.
Для комплексной очистки алюминатных растворов от ряда вредных примесей можно использовать электролиз [28]. На электродах из нержавеющей стали выделяются примеси , потенциалы которых, с учетом перенапряжения для водорода и катодной поляризации, более положительны, чем у водорода (Е? = -0,828 В). К таким примесям в щелочных растворах относятся железо, цинк, марганец, свинец, медь, сульфидная сера и др.
В работе [29] показано, что при переработке на глинозем высокосернистых бокситов Урала образуются значительные количества карбонат-сульфатной смеси (45 + 50 тыс. тонн), выводимой на стадии упаривания маточных растворов в спекательной ветви, при которой теряется до 60% дефицитной каустической щелочи. Известные гидрохимические способы переработки смеси предполагают либо неполное разделение ее с обогащением по одному из компонентов, либо химическое превращение одного из компонентов смеси, не решая, таким образом, проблемы регенерации наиболее ценной ее составляющей - гидроксида натрия. Разработан и предложен электромембранный способ комплексной переработки карбонат-сульфатной смеси в раствор каустической щелочи, алюмофтористый концентрат и двухводный гипс на катионообменной мембране МК-41Л.
Гетерогенные ионообменные мембраны
В работе для электродиализного концентрирования и разложения алюминатных растворов нами предложены отечественные синтетические гетерогенные мембраны МК-40 и МА-40, свойства и строение которых рассмотрено в данном разделе. Также приведены данные по их стойкости в кислых и щелочных средах.
Хотя эти мембраны по некоторым своим характеристикам уступают ионообменным мембранам японского или американского производства, зато они значительно дешевле, обладают достаточно высокой селективностью, высокой механической прочностью и обратимостью физико-химических свойств после вынужденного высыхания при эксплуатации и не оказывают вредного воздействия на организм человека, что делает их вполне привлекательными для применения в промышленности.
Кроме того, мембраны характеризуются высокой стойкостью в растворах с большой концентрацией щелочи, что особенно важно в глиноземной промышленности.
Ионообменные мембраны отличаются от традиционно применяемых в электрохимии пористых перегородок тем, что с их помощью обеспечивается преимущественный перенос одноименно заряженных ионов. Через идеальную катионообменную мембрану осуществляется перенос только катионов, через анионообменную - только анионов. В реальных условиях мембраны переносят ионы обоих зарядов, поскольку не обладают идеальной селективностью.
Свойства гетерогенных мембран определяются в основном их активным компонентом - ионитом, на основе которого они изготовлены. Активным компонентом мембраны МК-40 является катионит КУ-2 (ГОСТ 20298-74). Это гелевый ионит, содержащий только один вид фиксированных ионов - сульфогруппы (-S03-). Его получают сульфидированием гранулированного сополимера стирола или дивинилбензола (ДВБ). Технический ДВБ содержит до 50% мета- и параизомеров дивинилбензола, этилстирол и 3% нафталина. [87]
Гранулированные смолы кондиционируются, затем измельчаются при соударениях частиц друг о друга во встречных потоках, создаваемых сжатым воздухом. Размельчённые ионообменники смешиваются с порошком мелкодисперсного полиэтилена и антиоксидантами. Приготовленные мелкодисперсные смеси вальцуются при 140С в листы. Листы ионообменника с композитным материалом (полиэтиленом) прессуются с армирующей тканью из нейлона или капрона при давлении 250+295 атм. и температуре 140С в листы размером 1350 на 450 см.
При набухании ионита его внутримолекулярная структура практически не меняется. Увеличение объема происходит за счет распрямления и раздвижения полимерных цепей. [88]
Физические свойства мембраны МК-40 приведены в табл. 1. Кроме того, в таблице для сравнения приведены свойства основных коммерческих российских мембран, определенные по данным [89,90].
Числа переноса определяли по методу мембранного потенциала при концентрации раствора с двух сторон мембраны 0,01 н./0,02 н.
Влагосодержание определяли у мембран, предварительно отмытых от электролита дистиллированной водой
Для катионообменных мембран особенно характерно различие подвижностей противоионов разного заряда. У двухзарядных ионов они в 2- -7 раз ниже, чем у однозарядных, а у трехзарядного алюминия - в 9,4 раза ниже, чем у иона натрия. Порядок убывания подвижностей (4) соответствует порядку увеличения избирательного поглощения ионов сульфокатионитом. [92] Похожая зависимость приводится в работе [93], где показано, что способность мембран задерживать различные ионы практически совпадает с рядом энергии их гидратации (лучше всех задерживаются многовалентные ионы):
Энергия активации электропроводности ионитовых мембран в разных ионных формах очень близка. Подвижность противоионов в ионитовых мембранах уменьшается с увеличением их зарядов. Более низкие значения электрических подвижностей в ионитовых мембранах по сравнению с водными растворами можно объяснить более высокой вязкостью вещества мембраны.
Предельные электрические подвижности ионов в мембране МК-40 при температуре 25С представлены в табл. 3.
Термодинамика и кинетика осаждения гидроксидов алюминия из алюминатных растворов
Зная зависимости растворения А120з и NaA102 от рН, можно определить оптимальные параметры проведения процесса электродиализа и выявить, при каких значениях рН будет наблюдаться максимальное выделение осадка гидроксида алюминия из алюминатного раствора. а) Расчет свободной энергии Гиббса образования гидроксоионов алюминия
Для расчета зависимости растворения А1203 и NaA102 от рН необходимо знать значения свободной энергии Гиббса для ионов вида А1(ОН)п Значения свободной энергии Гиббса для ионов А1(ОН)5 и А1(ОН)б3~ (именно эти ионы существуют в щелочной среде, как будет показано ниже) не были найдены в литературе; для их определения потребовалось построить зависимость свободной энергии Гиббса AG ионов вида А1(ОН)п3 п от количества ОН" групп.
В табл.4 приведены справочные значения свободной энергии Гиббса [101] для гидроксидов элементов 3 группы периодической системы элементов с разным количеством ОН ~ групп, где Me - это алюминий, галлий, индий, таллий или ванадий соответственно.
Из рис. 12 видно, что значения свободной энергии Гиббса для разных гидроксидов Al, Ga, In, ТІ и V с разным количеством ОН " групп имеют практически обратную линейную зависимость для каждого элемента. Исходя из этого, можно выразить зависимость свободной энергии Гиббса от количества OFT групп.
Для этого построим зависимость AfG(Me(OH)n3"n)+ - AfG(Me3+) от п для каждого из металлов, что позволит найти зависимость свободной энергии Гиббса от количества ОН" групп (рис.13).
В результате расчета с помощью MathCAD 12 получена следующая зависимость (6) свободной энергии Гиббса от количества ОН" групп для гидроксидов элементов 3 группы периодической системы:
Осадки электродиализа полного осаждения концентрированных алюминатных растворов
В данном разделе рассматривается один из полученных осадков электродиализного разложения крепкого алюминатного раствора состава, г/л: Na2OT - 116; Na2OK - 97,6; А1203 - 94,2; Si02 - 0,06, который был получен методом электродиализа, проводимом при плотности тока в 2 А/дм . Рентгеноструктурная диаграмма полученного осадка представлена на рис.25.
Из представленной диаграммы видно, что полученный осадок имеет аморфную структуру. Подобного рода диаграммы имеют осадки, которые были высушены при комнатной температуре. Сушка же осадка непосредственно после электродиализа при температурах выше 70С в сушильном шкафу приводит к потере аморфного состояния.
Порошок, высушенный при комнатной температуре, при дальнейшем нагреве и выдержке в течение часа даже при 150С сохраняет свои аморфные свойства.
Результаты химического анализа проб аморфного гидроксида алюминия показали, что он содержит, %: А1203 - 50,0; Si02 - 0,36; влаги -13,6; п.п.п. - 35,3, а по гранулометрическому составу порошок представлен частицами с диаметром менее 50 мкм, причём основную массу составляют частицы менее 20 мкм. Рис.26 Дериватограмма аморфного гидроксида алюминия
Термогравиметрическое исследование полученного порошка в интервале температур от 20 до 900С при скорости подъёма температуры 10 град/мин. дало следующие результаты, представленные на рис.26.
На кривой ДТА отмечены два эндотермических эффекта при температурах 60+80 и 150С, связанные с потерей сорбционной воды гидроксидом алюминия при нагревании, эндотермический эффект при температуре 320С может быть отнесён к разложению гидраргиллита. Небольшой эндоэффект при температуре 780С на термограмме связан, по-видимому, с разложением примесей.
Таким образом, по результатам вышеперечисленных методов исследований порошки аморфного гидроксида алюминия представляют собою сочетание фаз на основе аморфного гидроксида алюминия с переменным содержанием воды, превышающим количество химически связанной воды (теоретическое) в гидроксиде алюминия на 20+30%, что подтверждается подвижным состоянием воды в структуре (по данным ДТА).
Петрографический контроль показал, что проба состоит из двух основных фаз, объемных %: а) А1(ОН)з с 1,585 N 1,599 (отмечены редкие кристаллы А1(ОН)3, зёрна неправильной формы) - 40+50%, б) фаза с 1,460 N 1,480 (в центре агрегатов в виде отдельных мелких зёрен, предположительно обводнённая А1(ОН)3) - 30+50%.
Помимо получения различных высокоэффективных коагулянтов, полученный осадок высокодисперсного аморфного гидроксида алюминия можно использовать, например, как ускоритель схватывания и твердения бетона. Так французская фирма Rhodia выпускает добавки Rhoximat SA502 на основе тонкодисперсного у-А120з, которую рекомендует как ускоритель твердения и схватывания портландцемента. Применение ускорителя подобного рода позволит использовать цементные растворы и бетоны в условиях работы при низких температурах окружающей среды и уменьшить время выдержки растворов до введения их в эксплуатацию.
В процессе Байера наиболее продолжительным процессом является операция декомпозиции («выкручивания») алюминатных растворов -процесс разложения крепких алюминатных растворов с выделением в осадок гидроксида алюминия. В основе разложения растворов при декомпозиции лежит реакция: NaAl(OH)3 + п-А1(ОН)3 = (n +1)А1(ОН)3 + NaOH
Для протекания реакции слева направо состав разлагаемого раствора должен находиться в поле II системы Na20 - А120з - Н20, представленной на рис.27.
Нужное направление протекания реакции может быть достигнуто разбавлением или понижением температуры исходного раствора после выщелачивания, либо одновременным действием обеих факторов. В связи с необходимостью получения такого значения ак маточного раствора, которое обеспечит высокую скорость выщелачивания, а также тем, что при температуре менее 40С резко увеличивается вязкость растворов, степень разложения алюминатных растворов, как правило, не поднимается выше 50%. Кроме того, процесс декомпозиции занимает более половины времени всего производственного цикла.
Ускорение процесса декомпозиции возможно путем введения дополнительного передела - удаления части щелочи из маточного раствора методом электродиализа до границы его устойчивости с дальнейшей декомпозицией раствора - введения активной затравки для более полного осаждения гидроксида алюминия.
