鋁土礦的主要化學(xué)成分為Al2O3,一般為40%~70%質(zhì)量分數,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)量和數量與Al2O3的產(chǎn)率步步相關(guān),對其質(zhì)量有嚴格要求,所以對進(jìn)廠(chǎng)液堿的質(zhì)量檢驗分析是鋁廠(chǎng)化驗部門(mén)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(wú)疑非常重要。
實(shí)驗室液堿濃度的檢測主要是依照國標[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(lái)進(jìn)行。即試樣溶液中先加入氯化鋇,將碳酸鈉轉化為碳酸鋇沉淀,然后以酚酞為指示劑,用鹽酸標準溶液滴定至終點(diǎn)。反應如下:
Na2CO3 + BaCl2→ BaCO3↓+2NaCl
NaOH + HCl→ NaCl + H2O

液堿溶液濃度與折光率成良好的線(xiàn)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,根據消耗鹽酸的量來(lái)計算或者采用自動(dòng)電位滴定儀(酸堿滴定)直接讀數。前者純手工操作,是經(jīng)典的傳統方法,所需成本低,但費時(shí),費力,存在較大的人為誤差,尤其是滴定終點(diǎn)的判斷因人有異。后者,雖然自動(dòng)化程度很高,但設備較為昂貴,電極需要經(jīng)常更換。
前人發(fā)現在一定條件,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,就能相應的得出這些介質(zhì)的濃度,這類(lèi)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(kāi)發(fā)了近100種介質(zhì)濃度計。
隨著(zhù)折光儀型式的不斷完善,我們不僅可以使用手持式產(chǎn)品取樣現場(chǎng)檢測,也可以取樣到實(shí)驗室使用更高精度的臺式折光儀檢測,還可以使用在線(xiàn)折光儀進(jìn)行原位測量,克服對工藝數據滯后、取樣環(huán)境、溫度變化、人工操作等對化驗數據的準確性造成的影響。適時(shí)地調整工藝條件保障產(chǎn)品質(zhì)量指標的穩定。
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(guò)程不消耗任何試劑,整個(gè)過(guò)程相當快速,便攜。迷你數顯折光儀Pal-40S便是其中專(zhuān)門(mén)的液堿濃度計,量程:0.0-38.0%,分辨率0.1%,精度±0.2%,自動(dòng)溫度補償。數顯折光儀PR-201a精度提高到±0.1%,量程Brix:0.0-60.0%,自動(dòng)溫度補償,不僅能自定義液堿濃度與折光率的轉換關(guān)系,還能實(shí)現全量程的檢測(飽和液堿溶液的濃度為50%)。在線(xiàn)折光儀CM-800a除了實(shí)現上述功能外,更能夠實(shí)現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(dòng)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(chē)一車(chē)一車(chē)的在卸料時(shí):
1. 濃度是否達標:有沒(méi)有摻水,甚至*是水?——一目了然。
2. 達不到規定的濃度,價(jià)格需要重新折算——計費的重要依據
3. 之前兩個(gè)液堿卸料地,10個(gè)工人,忙忙碌碌地看守卸料,取樣送檢,現在每個(gè)卸料點(diǎn)一個(gè)工人,根據中控室得到的數據反饋決定是否需要取樣。
4. 原料供應方——卸料工人——化驗人員因為利益的勾結的可能性被降低了。生產(chǎn)部門(mén)能夠很好的根據礦石的品味來(lái)調整液堿的加入量,Al2O3的產(chǎn)率穩定可控。
5. 安全性得到明顯提高,減少了可能發(fā)生工傷的點(diǎn)位。(曾經(jīng)發(fā)生過(guò)液堿灼傷工人的事件)