淘洗六水氯化鋁過程中晶體沉降速度與純化規律分析

梁高峰，陳學青，王德武，張少峰，劉燕，張繼軍

（1 河北工業大學化工學院，天津300130；2 河北工業大學材料科學與工程學院，天津300130）

粉煤灰制氧化鋁工藝主要分為酸法、堿法以及酸堿結合法[1?3]，其中酸法以工藝不使用助溶劑、物料流量和成渣量較低、酸可再生循環等優點被廣泛研究[4?6]。蒸發結晶作為酸法工藝中的核心步驟，六水氯化鋁結晶產品純度直接影響到氧化鋁產品的品級，因此有效控制晶體中雜質的含量尤為重要。傳統去除晶體雜質的方法是在洗滌槽中用飽和氯化鋁溶液對晶體再漿洗滌，此法只能滿足氧化鋁品質基本要求，存在雜質含量波動大、不可控、洗滌后的晶漿需要再次過濾、工序復雜等不足[7]。淘洗腿可以直接設置在結晶設備上，具有設備簡單、操作彈性大等優點，為此提出淘洗替代再漿洗滌工藝，達到簡化工序的目的，從而有效提高生產效率和產品質量。

淘洗腿內為液固兩相逆流接觸過程，建立晶體沉降速度與各影響因素關系式是優化淘洗純化效果的關鍵。目前Richardson 和Zaki[8]研究提出了自由沉降速度與干涉沉降速度的關系模型，Gaeside 和AI?Dibouni[9]以及Steinour 等[10]分別對其進一步修正，從而符合不同使用條件。Newitt及王子寧等[11?12]發現液固比是影響液固兩相流的重要因素，隨著液固比增大，顆粒混合程度加劇。劉賽賽[13]通過對小尺度顆粒在液固兩相流中運動特性的研究，提出了顆粒形狀及流場性質對顆粒運動的影響規律。王麗燕及王聰慧等[14?15]利用微粒成像速度測量（PIV）技術和Fluent模擬研究沉降過程的顆粒運動軌跡和各因素對沉降速度的影響規律。……