為了使含鋁礦物與鹽酸的液相反應(yīng)具有更大的接觸面,必須控制堿式氯化鋁選礦生產(chǎn)條件。塊狀礦石應(yīng)加工成一定的分離粒度,加工粒度對(duì)氧化鋁溶解速率和反應(yīng)殘?jiān)姆蛛x效果影響較大。雖然粒徑越小,但氧化鋁溶解速率越高,殘?jiān)蛛x越困難,因此粒徑不宜太小。礦粉加工粒度可達(dá)60目。礦石加工分為中碎和細(xì)碎兩個(gè)步驟。中碎是將大塊礦石粉碎成20-40mm粒徑,以滿足細(xì)碎設(shè)備的進(jìn)料要求。適用于中小型堿式氯化鋁的生產(chǎn),一般可選用顎式破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)。細(xì)碎是將中型礦石加工成40-60目細(xì)粉。常用的細(xì)碎設(shè)備有球磨機(jī)和雷蒙磨。
制備堿式氯化鋁影響溶出率的因素,溶解是礦物材料制備堿式氯化鋁的重要工藝之一。影響溶出率的因素很多,有礦物類型、粒度、焙燒條件、鹽酸濃度、加酸當(dāng)量比、溶出時(shí)間等,具體描述如下:
隨著鹽酸濃度的增加,氧化鋁的溶解速率增大。但當(dāng)鹽酸濃度大于20%時(shí),揮發(fā)量大大增加,對(duì)操作、環(huán)境和收率都有不利影響。但當(dāng)濃度過低時(shí),一方面降低了氧化鋁的溶解速率,另一方面也相應(yīng)降低了氧化鋁的濃度,使成品中的氧化鋁含量達(dá)不到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)??紤]到鹽酸的溶解速率和揮發(fā),在恒沸點(diǎn)附近的鹽酸濃度應(yīng)為20%。
氧化鋁的溶解速率隨酸當(dāng)量比的增大而增大,而溶解液的鹽基度隨酸當(dāng)量比的增大而減小。當(dāng)酸當(dāng)量比大于0.8時(shí),溶出度略有增加,而鹽基度的增加迅速減小。因此,為了獲得一定的氧化鋁溶解速率和一定的鹽基度溶解速率,酸的加入當(dāng)量比應(yīng)控制在1.0以下。
反應(yīng)時(shí)間:氧化鋁的溶解速度隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加,但如果反應(yīng)時(shí)間過長,例如超過1.0h,溶解速度不會(huì)隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加。為了提高設(shè)備的利用率,反應(yīng)時(shí)間可為1-2小時(shí)。
氟離子對(duì)溶解速率的影響:早期的堿式氯化鋁制造專利中提到使用含氟鹽酸不僅可以提高氧化鋁的溶解速率,而且可以得到含有鹽基度的半成品溶液,使用普通的氯化鋁溶液只能得到含有游離酸的氯化鋁溶液鹽酸。通過反復(fù)試驗(yàn)表明,在一水硬鋁石的溶解過程中,采用含氟鹽酸,可使一水硬鋁石的溶解速率提高20%以上。但對(duì)于粘土礦和正常焙燒的一水軟礦,氟離子作用不明顯,在不加含氟鹽酸的情況下可得到低濃度的聚合氯化鋁溶液。