张尚权 杨鑫（兰州三叶公司，甘肃 兰州 730060）

提高氢氧化铝原料转化率因素的探讨

张尚权 杨鑫（兰州三叶公司，甘肃 兰州 730060）

在化工生产中，控制、降低成本，提高产品收率，增加产品利润是企业一直追求的生产目标。本文将通过实际生产实验，对不同的原料配比进行分析比较，确定科学、稳定的偏铝酸钠产品生产原料配比，使氢氧化铝原料的转化率达到最理想的状态，从而有效地降低原材料单耗，节约了产品成本。

偏铝酸钠；氢氧化铝原料；生产

本文针对偏铝酸钠生产过程中，氢氧化铝原料转化率较低的实际现状，进行了详细的现场调查和技术分析，制定了科学的解决办法，并应用到实际生产中，不仅有效地提高了氢氧化铝原料的转化率，并取得了可观的经济效益。

1 偏铝酸钠生产工艺原理简介

偏铝酸钠（NaAlO2）的制备是通过将氢氧化铝溶于110℃的氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，采用氢氧化铝碱解法，主要是两性物Al(OH)3与碱作用生成含[Al(OH)4]阴离子的盐，即铝酸盐。生产反应为：

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

但事实上，偏铝酸钠在水溶液中都是以Na[Al(OH)4]（四羟基合铝酸钠）的形式存在，以前只不过是为了方便，把它简写成NaAlO2。但它的实际组成还是Na[Al(OH)4]。

2 生产现状分析

装置在工艺条件下，采用约20%碱液与氢氧化铝反应，生成偏铝酸钠溶液。氢氧化铝的转化率为85.56%，依据文献中的记录的93%以上的转化率来衡量现有的生产工艺方案，显然没有使氢氧化铝的转化率达到最理想的程度。

3 影响氢氧化铝原料转化率因素的探讨

偏铝酸钠产品制备是由氢氧化铝和氢氧化钠两种原料生成，主要利用氢氧化铝的两性性进行反应生产，在酸性的环境条件下，它可以发生碱式电离，在碱性环境条件下，它便发生酸式电离。本装置的生产特点主要是利用碱性条件下的生产方式，但是，在反应过程中，两者的反应受很多因素的影响，如温度、投入比例、反应时间等等。根据设计实验提示，一、氢氧化铝在液态氢氧化钠中的溶解度随氢氧化钠溶液的浓度及温度不同而发生变化，即在一定的温度下，过量的氢氧化钠溶液才能有效地溶解适量的两性氢氧化物。二、氢氧化钠溶液的浓度对氢氧化铝的转化率有较大的影响，增加溶液浓度可以提高原料的转化率。因此，分析整套生产工艺过程，影响氢氧化铝转化率的因素只有两点，即（1）参加反应的氢氧化铝投入量和氢氧化钠原料投入浓度（配料比）因素的影响；（2）反应温度和反应时间工艺指标因素的影响。

3.1 对现有工艺原料投入配比的分析

现有工艺卡片规定，投入反应的氢氧化钠溶液浓度控制在20%左右。根据操作规程要求，为了保证产品的质量，要过量投入氢氧化铝，因此，在计算后，将氢氧化铝的投入量扩大到10%～15%，致使氢氧化铝的转化率约为85.56%。因此，现有的生产投料配比不合理，一方面没有使氢氧化铝的转化率达到最大程度，另一方面，过量的投入致使部分氢氧化铝未能参与反应，造成浪费。

为了寻求最佳的配料比，使氢氧化铝的转化率达到最理想程度，我们对其进行了模仿实际生产的实验室实验。总结归纳实验过程中的数据，即：铝粉投入量在4.5～5.5吨、碱液浓度约29%左右时，氢氧化铝的转化率将达到97.65%左右。

为了使实验数据充分体现到实际生产中，并且能够在实际生产中找到理想的氢氧化铝转化率，我们结合实际确立两种方案。具体如下：

(1)一定的铝粉投入量下，氢氧化钠浓度对氢氧化铝转化率影响的实验。

确定单釜投入5吨氢氧化铝，调节氢氧化钠溶液的浓度，获得不同浓度下氢氧化铝的转化率。得到：在Na2O含量为310 g/ L的时候，氢氧化铝的转化率最大，为97%，而且比较稳定。

(2)一定氢氧化钠浓度条件下，铝粉投入量对其转化率影响的实验。

确定反应前单釜中氢氧化钠溶液中Na2O的含量控制在310g/L左右，调节氢氧化铝的投入量，获得不同投入量下的氢氧化铝的转化率。当氢氧化铝投入量为4.94吨时转化率为96.8%，此时的转化率达到最大。

综合上述两个方案所得到的结论，考虑到工业生产的实际状况，确定氢氧化铝的投入量5吨、氢氧化钠溶液为30%时，铝粉原料的转化率基本得到了97%以上的理想数值。

4 实施效果

上述方案的实施效果最终体现在氢氧化铝原料单耗和产品的经济效益方面。

在方案实施前后，铝粉的平均单耗分别为0.136和0.122，降低了0.014。就产品经济效益方面。从单耗的降低及能耗两个方面计算，方案实施后每年约节约近35万元的成本开支。

5 结语

在偏铝酸钠生产过程中，氢氧化铝投入量和氢氧化钠投入浓度是影响氢氧化铝原料转化率和单耗的主要因素。通过优化偏铝酸钠生产工艺原料投入配比后，控制铝粉的投入量在5吨，Na2O含量为310 g/L(30%碱液浓度)，使得氢氧化铝原料的转化率达到了97%以上的最佳状态，原料的单耗也相应的大幅度降低，并且在产量和能耗方面，也有杰出的贡献.

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