彭志宏，陈彦虎，周秋生，刘桂华，李小斌，齐天贵

(中南大学 冶金科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

1 二次反应机理及其影响因素

1.1 二次反应的机理

二次反应损失的根本原因是熟料中的原硅酸钙在溶出、分离以及洗涤过程中被铝酸钠溶液分解，分解产物 Na2SiO3和 Ca(OH)2又与 NaAl(OH)4相互作用，生成含氧化铝的不溶物进入赤泥而造成氧化铝的损失[9-11]。溶出过程的二次反应主要有：

1.2 二次反应的影响因素

在熟料溶出、分离和洗涤过程中，二次反应及其损失是不可避免的[12-15]，影响二次反应的主要因素有以下几个方面。

(1) 质量浓度。浆液中Na2O、氧化铝、碳酸钠和二氧化硅等的质量浓度都对工业熟料二次反应有重要的影响。杨重愚[1]认为，在氧化铝质量浓度一定的情况下，提高Na2O质量浓度，将加快NaOH按照反应(2)对2CaO·SiO2的分解，从而使SiO2进入溶液，而且反应产物Ca(OH)2的溶解度随NaOH质量浓度的提高而显著降低，反应(2)的平衡将向右移动，促进2CaO·SiO2的分解。当溶液中的SiO2达到一定质量浓度时，便会发生如式(5)和式(6)的脱硅反应，从而导致Al2O3的质量浓度降低。当Na2O质量浓度低于50 g/L时，二次反应损失较小。另外，随着氧化铝质量浓度的提高，SiO2溶出率逐步上升，进入液相的SiO2质量浓度也逐渐增大。陈滨[11]认为，当氧化铝质量浓度提高到 160 g/L以上时，SiO2溶出率由 30.59%升高到47.81%。这主要是因为 NaOH和 Al(OH)4-按反应(2)和(3)分解 2CaO·SiO2，Al(OH)4-质量浓度越高，2CaO·SiO2被分解的程度越大，二次反应也随之加剧；当 Na2CO3质量浓度超过一定限度时会促进2CaO·SiO2的分解和钠硅渣的析出。从Na2O-Al2O3-CaO-CO2-H2O 五元系平衡状态图[16]可以看出：Na2CO3质量浓度控制在30～35 g/L为宜。……