氧化钠的制备方法

2020/3/27 17:13:41

背景及概述[1]

氧化钠为碱金属氧化物,在自然界不单独存在。陶瓷工业上,多用长石、瓷石引入,作用与氧化钾相似。Na2O(氧化钠)是碱金属氧化物,是瓷坯中的主要熔剂,由长石引入,能溶解部分的SiO2(二氧化硅)和Al2O3(三氧化二铝)生成玻璃相,填充于胎体骨架的空隙中,并能加速其的成长,提高机械强度,促进胎体烧结,提高瓷器的透明度。由于Na2O的熔融温度和高温黏度均比K2O低,且高温黏度变化较快,其膨胀系数又比K2O大,若Na2O比K2O多,会使烧成温度很快降低,缩小烧成范围,降低热稳定性,故一般要求Na2O的含量小于1%。

制备[1]

赤泥中氧化钠的回收方法大致可分为酸法和碱法。酸法就是将酸性气体或盐酸等加入到赤泥浆中,沉淀分离二氧化硅后再回收氧化钠。因赤泥呈强碱性,需要耗用大量酸性物质,因而酸法没有得到广泛应用。相反,碱法得到了各国科研工作者的重视,取得了长足的进步,已成为回收赤泥中氧化钠的主要方法,它可分为氧化钙法和碳酸钠法。

1.氧化钙法:分为常压法和加压法

氧化钙常压法的依据是赤泥中的主要成分铝硅酸钠在常压和一定温度下,能够与氢氧化钙反应生成水合铝硅酸钠钙。

由于在CaO-Al2O3-SiO2-Na2O-H2O系中低浓度区的稳定相是水化石榴石和水合硅酸钙,所以水合铝硅酸钠钙在有Ca(OH)2存在时会分解,生成硅饱和度高的水化石榴石,依据这个原理,在95℃下钠硅渣脱钠率达95%以上,钠硅比N/S可以降到0.1以下,处理后的赤泥完全可以达到外排的要求。回收得到的稀氢氧化钠溶液可以通过介质压滤、芯式精滤以及电渗析等工序,得到80g/LNa2O的氢氧化钠溶液,小于0.5g/LNa2O的工业用水返回原系统使用。

加压法是近几十年来前苏联、匈牙利和我国科研工作者一直在研究的湿法处理钠硅渣等高硅含铝原料的新工艺,主要有高压水化法和水热法等方法。高压水化法是在280~300℃温度下,添加石灰,用高αK(即溶液Na2O/Al2O3的分子比)溶液处理赤泥,溶出后得到αK为12~14的铝酸钠溶液。这种方法能综合回收其中的氧化铝和氧化钠,弃渣中Na2O含量<1%,A/S<0.5,高αK的铝酸钠溶液通过铝酸钠结晶获得低αK的铝酸钠溶液,再经过分解得到氢氧化铝,氧化钠返回系统循环使用。

2.碳酸钠法

碳酸钠法回收氧化钠其实质就是我们普采用的烧结法,由于碳酸钠法对矿石品位要求低,原则上在回收氧化铝时不造成氧化钠的损失,可实现氧化铝和氧化硅的分离,因此目前在我国有多家氧化铝生产企业采用该法生产氧化铝。首先,在1000℃以上高温下赤泥中的氧化物转变为铝酸钠、铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钙。在溶出条件控制适当时,铝酸钠溶于水进入溶液,原硅酸钙、钛酸钙以及铁酸钠分解得到的氢氧化铁全部进入沉淀,从而使得氧化钠和氧化铝得以回收。在烧结过程中还可添加部分还原剂,如炭或者煤等,使其中的氧化铁还原成铁,以便铁的磁选分离。

主要参考资料

[1]景德镇陶瓷词典

[2]赤泥中氧化钠和氧化铝的回收

免责申明 ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应 以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。如有侵权,请联系我们删除!
阅读量:1671 0

欢迎您浏览更多关于氧化钠的相关新闻资讯信息

氧化钠的危害 2023/03/10
氧化钠的应用 2020/03/16