碳酸钡与氢氧化铝合成铝酸钡.pdf

2011年11期
有色金属(治炼部分)(htt:/ /ysyl. bgrimm,cn)
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DO:10.3969/j.issn.1007-7545.2011,11.013
碳酸钡与氢氧化铝合成铝酸钡
李军旗,韦钰
(贵州大学材料与冶金学院,贵阳550003)
摘要:对常压下碳酸钡与氢氧化铝火法合成铝酸钡进行热力学分析,对最佳工艺条件进行探讨。结果表
明,在焙烧温度1350℃、焙烧时间80min、Al2(O)与Ba分子比1.1的条件下,铝酸钡的合成率可达
97.32%。并考察了合成的铝酸钡在水和碱性溶液中的溶解率。
关键词:铝酸锁;热力学;合成率;溶解率
中图分类号:TF821文献标识码:A文章编号:1007-7545(2011)11-0049-03
Synthesizing Barium Aluminate Using Barium Carbonate
and Aluminium Hydroxide
LI Jun-qi, WEI Yu
(The Materials and Metallurgy College of Guizhou University, Guiyang 550003, China)
Abstract: Thermodynamic analysis on synthesizing barium aluminate with barium carbonate and aluminium
hydroxide in pyrogenic process at the ordinary pressure was analyzed. The optimum conditions in rcaction
process were discussed. The results indicated that the optimal synthesizing conditions for the roasting time
was 80 min, the roasting temperature was 1 350C and molecular proportion of Al2o,/Bao was 1. 1. The
dissolving rate of barium aluminate in water and alkaline solutions were investigated
Key words: Barium aluminate; Thermodynamic; Synthesizing rate; Dissolving rate
随着高品位氧化铝资源的匱乏,有必要加快对99.2%的碳酸钡按一定的比例配料,并在研钵内混
高硫铝土矿的资源利用率。而高硫铝土矿在氧化铝合均匀,装人陶瓷盛器,料厚2~3cm。
生产中会导致氧化铝品位因铁的污染而下降,蒸发1.2试验设备
和分解工序的钢制设备閃剧烈腐蚀而损坏等危害,
主要设备:SX3-8-16型硅钼棒箱式电炉、WRT
因此对其进行脱硫,进而稳定生产工艺条件具有重3P型微量热天平、101-1ABS型电热恒温干燥箱、
要意义-2。有效选择和利用脱硫剂是解决此问题D/max3A型X射线衍射仪、石英陶瓷盛器、玻璃
的关键,本文利用碳酸钡和氢氧化铝粉合成铝酸钡仪器等。
的试验,在常压下对其反应进行热力学分析,并探讨1.3研究方法
最佳工艺条件。
假设R为氧化铝与氧化坝的分子比、△m为煅
1试验部分
烧前后反应物的酌减量、m为反应前氢氧化铝的
量。采用减重法],BaCO与A1(OH)3进行充分
1主要原料
混合时,可以通过计算得到所需的BaCO3量,反应
氢氧化铝取自贵州铝厂轻研所生产的微粉,含物煅烧前后的酌减量即为分解产生的水和二氧化
水量4%,粒度小于50m,烘干,然后与纯度为碳,通过铝酸钡的实际用量和理论生成量可以计算
基金项目:贵州省科学技术基金项目(黔科合J字[200912225号)
作者简介:李军旗(1962-),男,江西吉安人,教授,博士.
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出铝酸钡的合成率7为
△H;AoH),(
PAI(OH》2(s)
39R△m27R
11m
22)×100%
△H2=△H28=[(△Has)o.A2+
(△Hs)
+3(AF
2试验分析与结果
12(xg)
I(AH9298 )Bco.(,)+2(AH'298 AI(OHD). (.
2.1常压下碳酸钡与氢氧化铝反应生成铝酸钡的
△H3=△H
3 Bad. Alm O,(8)
+△F3co,cg+△H3H,oxp
热力学分析
AS1=AS1ksco,s+△S
A(OH),(s)
常压下碳酸钡与氢氧化铝反应生成铝酸钡的方
△S1A(OH)3(s)
(Cp Al(OH); (5
程式为
BaCO)+2AI(OH3=BaO?A2Q3+CO2个
△S2=[(△S52)wA12+(AS2)co2+
3(△S28)
(△S28)aco。+2(S23o
3Ba()?Al2O(s)
十△S
+△S
3H,(g
Baco 4, 2AR(OH),
BaO?AO。,+CO,+8H
3 Ba0./L O.(s)
298pBa()A203(s)
/T)dt
2AL(OH
+3H.O.
△S3H,og)=3X
101 32. Pa 298 k
1(01325Pa,293K
"p Baco, (5/T)dt
Rln(P/101325)
△Gr=△H-TムS
相关物质的热力学数据见表1,代入各已知数
△HI=△H1+△H2+△H3
据就可得到反应自由能与反应温度T及系统压力P
△S=△S1+△S2+△S3
的关系式,结果见图1~2。
△AH1=AH1BCOo+△H,Aom,so
表1相关物质的热力学数据4
Table 1 Thermodynamic parameters of some matters
一△H%298
△S28
C9 m=a+BT+CT-2, J/(mol K)
物质
/(KJ
/(J?mol?K-:)
Baco]c
Al(OH)3(s)
71.128
209.786
Ba()?Al2()
2327.559
148.532
159.912
22.133
36.819
393.505
H2OIR)
241.814
188.724
29.999
10.711
X
17()
25 Pa
200-101325Ph
I 6X)
100
10.1325Pa
15
」4g
l:(M)
(X110012)013((140015(016001700)1800
12(
T/K
J(()
图2不同压力条件下AGr和
圧力/kPa
温度的关系
图1△Gr=0时的P与T的关系
Fig 2