» » Поведение кремнезема в процессе выщелачивания боксита по способу Байера
24.04.2015

В процессе выщелачивания боксита кремнезем переходит в нерастворимый натриевый алюмосиликат.
Установлено, что аморфные формы кремнезема (опал и др.), равно как и каолинит, превращаются в натриевый алюмосиликат сравнительно легко даже в условиях низких температур (95—100°) и в широком диапазоне концентраций едкой щелочи. Кварц же требует для этого более высоких температур.
В литературе имеются отдельные указания на то, что при выщелачивании боксита получаются соединения типа натролита (Na2O*Al2O3*SiO2*nH2O). Однако это опровергается имеющимися экспериментальными данными, свидетельствующими об образовании соединения, химический состав которого приближенно укладывается в формулу 4Na2O*4Al2O3*7SiO2*nH20. Возможно, что это соединение представляет собой содалит состава 7(NaAl2Si2O8)*2NaAlO2*nН2O либо же цеолит (NaAl2Si2O8*nH2O), на поверхности частиц которого адсорбируется алюминат натрия (NaAlO2),
Представляется вероятным, что образование натриевого алюмосиликата протекает в две стадии: в первой кремнезем взаимодействует со щелочью с образованием раствора силиката натрия, во второй силикат натрия взаимодействует с алюминатом натрия по реакции
2NaAlO2 + 2Na2SiO3 + mH2O → Na2Al2Si2O8*nH2O + 4NaOH

с образованием натриевого алюмосиликата.
Механизм образования осадка натриевого алюмосиликата в общих чертах заключается в следующем. Алюминатный раствор, получающимся при выщелачивании боксита, является сначала пересыщенным по отношению к SiO2 (рис. 4). Поэтому уже в процессе выщелачивания из него начинает выкристаллизовываться натриевый алюмосиликат, причем кристаллизация последнего может продолжаться до тех пор, пока содержание SiO2 в растворе не станет равным концентрации насыщения. Ввиду того что переход SiO2 в раствор существенно опережает переход Al2O3, продолжительность операции выщелачивания регулируется на практике полнотой извлечения Al2O3, чем одновременно обеспечивается и требуемая глубина обескремнивания раствора.
Поведение кремнезема в процессе выщелачивания боксита по способу Байера

Опыты показывают, что для алюминатных растворов, имеющих промышленное значение, равновесная концентрация SiO2 мало зависит от температуры и определяется в первую очередь концентрацией Al2O3, а не Na2O. Это позволяет свести большой объем экспериментальных данных в одну кривую равновесных по отношению к SiO2 алюминатных растворов, представленную на рис 5. Соответствующая кривая для растворов, содержащих алюминаты калия, лежит значительно выше приведенной на рис. 5.
Поведение кремнезема в процессе выщелачивания боксита по способу Байера