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碱溶—碳分法氧化铝生产工艺中碳分母液的深度除铝方法
一、工艺概述
碱溶—碳分法氧化铝生产工艺是以金刚石为原料，通过热力学反应和物理化学作用将金刚石转化为碳酸钠和氧化铝的过程。在生产过程中，产生了大量的碳分母液，其中含有的杂质如铁、铝、钙等会影响氧化铝产品的质量，同时对生产设备的腐蚀也会造成一定的影响。因此，对碳分母液进行深度除铝处理是必不可少的环节。
碳分母液的深度除铝方法主要包括机械除杂、热法除铝和化学除铝三种方式。机械除杂主要通过机械振动筛分的方法去除较大颗粒的杂质，对于较细的杂质效果欠佳。热法除铝主要是通过高温熔融和吸附的方式，但是会消耗大量的能源，并且产生大量的废渣。化学除铝是以化学反应为基础，通过加入化学剂和调节溶液pH值的方式去除杂质，效果最好且能够实现自动化操作。
二、化学除铝方法
化学除铝方法是碳分母液深度除铝的主要方式之一，常用的化学剂包括氧化铝、氢氧化钠、硝酸锰等，其中氢氧化钠是目前应用最广泛的化学剂。
1.溶解反应
碳分母液中的杂质大多以氢氧化物、氧化物、碳酸盐等形式存在，也可能是离子负荷。化学除铝的主要思路是利用化学反应中生成的沉淀去除杂质。
Na2CO3+Al(OH)3→2NaOH+Al2O3+CO2↑
2NaOH+Fe(OH)3→2NaOH+Fe2O3+3H2O
2.溶液酸碱性调节
在深度除铝的过程中，溶液中pH值的调整至关重要。首先，铁离子在强碱性环境下会形成氢氧化铁沉淀，但铝离子在强碱性环境下会形成铝骨架化合物，所以产生反应的选择显得尤为重要。在操作过程中，一般通过控制溶液的pH值来实现杂质的去除。
3.抑制钠离子的作用
NaCl是碳分母液中含量较高的一种杂质，会影响深度除铝效果。因为钠离子具有污垢作用、光谱干扰作用、电极伏安效应等。在化学除铝过程中，需要考虑适当的控制钠离子含量，采用抑制镁离子共沉淀过程的方法来达到除铝的效果。
4.氨化反应
在碳分母液的深度除铝过程中，氨化反应也常常被用来提高除铝效率。氨化反应是通过将铁离子逐步还原至Fe(OH)2，进而通过Fe(OH)2共沉淀达到去铁的目的。同时，氨化反应还可以通过加热提高反应速率和除铁效率。
3.操作流程
在进行化学除铝的操作过程中，需要控制溶液的温度、pH值和化学剂的投加量。具体操作步骤如下：
(1)对碳分母液进行搅拌、振动、过滤等操作，去除混合液中的颗粒杂质。
(2)对筛分后的碳分母液进行加热，升温至70℃~90℃之间，加速去除铁离子的速率。
(3)控制碱度，将NaOH或Na2CO3加入溶液中。
(4)在加入化学剂后，等待一段时间，让沉淀充分沉淀。
(5)过滤沉淀，接收去除后的液体，用纯水冲洗残渣。
(6)对收集到的液体进行检测，查验除铁率是否到达要求。
三、注意事项
进行化学除铝操作时，需要注意以下几个方面的问题：
1.溶液pH值的控制要合理，过高或者过低的浓度都会影响深度除铝的效果。
2.化学剂的加入量要准确，加入量不足会影响除铝效率，加入量过多则会产生新的杂质。
3.应注意化学反应的温度，过高的温度也会影响深度除铝的效果。
4.在除铁时不同条件的影响和不同氢化铁的种类及沉淀率均需考虑，对产生的沉淀物进行五度检测，确认碳分母液除铝率是否达到规定的指标。
通过化学除铝方法可以较好地解决碳分母液中杂质的影响，实现高效、稳定、安全的工艺生产。