Abstract

Equilibrium and non-equilibrium states of systems Na2O–Al2O3–H2O and K2O–Al2O3–H2O are crucial for establishing key technological parameters in alumina production and their optimization. Due to a noticeable discrepancy between experimental results and thermodynamic calculations based on materials of individual researchers the necessity of systematization and statistical processing of equilibrium data in these systems to create a reliable base of their physicochemical state, analysis and mathematical modeling of phase equilibria is substantiated. The tendency to a decrease of the hydration degree of solid sodium aluminates with increasing temperature and the transition of systems from the steady state of gibbsite to equilibrium with boehmite is revealed. The paper contains approximating functions that provide high-precision description of equilibrium isotherms in technologically significant area of Na2O–Al2O3–H2O and K2O–Al2O3–H2O concentrations. Approximating function can be simplified by dividing the isotherm into two sections with the intervals of alkaline content 0-0.25 and 0.25-0.4 mole/100 g of solution. The differences in solubility isotherms for Na2O–Al2O3–H2O and K2O–Al2O3–H2O systems provide are associated with changes in the ionic composition solutions that depends on concentration and temperature, as well as differences connecting with alkali cation hydration, which is crucially important for thermodynamic modeling of equilibria under consideration.

Highlights

  • В отличие от интерполяционного математического моделирования для создания термодинамических моделей равновесия важно точное понимание формы существования оксида алюминия и ионного состава раствора, так как реакции растворения – осаждения бемита и гиббсита описывают разные химические и математические уравнения: Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4; Al(OH)3 + OH– = [Al(OH)4]–; K

  • На рис.1 представлен массив данных по результатам анализа трехкомпонентных диаграмм состояния [7, 8, 14, 17, 26], отвечающих равновесию (6) при участии Al(OH)3, который был дополнен результатами исследования изотерм растворимости гиббсита для растворов с содержанием щелочи не более 0,25 моль в 100 г раствора [5, 15, 24].

  • Аппроксимирующие функции для описания состава алюминатных растворов, находящихся в равновесии с Al(OH)3 или AlOOH в системе Na2O–Al2O3–H2O (достоверность аппроксимации не менее 95 %)

Read more

Summary

Introduction

В отличие от интерполяционного математического моделирования для создания термодинамических моделей равновесия важно точное понимание формы существования оксида алюминия и ионного состава раствора, так как реакции растворения – осаждения бемита и гиббсита описывают разные химические и математические уравнения: Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4; Al(OH)3 + OH– = [Al(OH)4]–; K На рис.1 представлен массив данных по результатам анализа трехкомпонентных диаграмм состояния [7, 8, 14, 17, 26], отвечающих равновесию (6) при участии Al(OH)3, который был дополнен результатами исследования изотерм растворимости гиббсита для растворов с содержанием щелочи не более 0,25 моль в 100 г раствора [5, 15, 24].

Results
Conclusion
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call