淘洗六水氯化铝过程中晶体沉降速度与纯化规律分析

梁高峰，陈学青，王德武，张少峰，刘燕，张继军

（1 河北工业大学化工学院，天津300130；2 河北工业大学材料科学与工程学院，天津300130）

粉煤灰制氧化铝工艺主要分为酸法、碱法以及酸碱结合法[1−3]，其中酸法以工艺不使用助溶剂、物料流量和成渣量较低、酸可再生循环等优点被广泛研究[4−6]。蒸发结晶作为酸法工艺中的核心步骤，六水氯化铝结晶产品纯度直接影响到氧化铝产品的品级，因此有效控制晶体中杂质的含量尤为重要。传统去除晶体杂质的方法是在洗涤槽中用饱和氯化铝溶液对晶体再浆洗涤，此法只能满足氧化铝品质基本要求，存在杂质含量波动大、不可控、洗涤后的晶浆需要再次过滤、工序复杂等不足[7]。淘洗腿可以直接设置在结晶设备上，具有设备简单、操作弹性大等优点，为此提出淘洗替代再浆洗涤工艺，达到简化工序的目的，从而有效提高生产效率和产品质量。

淘洗腿内为液固两相逆流接触过程，建立晶体沉降速度与各影响因素关系式是优化淘洗纯化效果的关键。目前Richardson 和Zaki[8]研究提出了自由沉降速度与干涉沉降速度的关系模型，Gaeside 和AI−Dibouni[9]以及Steinour 等[10]分别对其进一步修正，从而符合不同使用条件。Newitt及王子宁等[11−12]发现液固比是影响液固两相流的重要因素，随着液固比增大，颗粒混合程度加剧。刘赛赛[13]通过对小尺度颗粒在液固两相流中运动特性的研究，提出了颗粒形状及流场性质对颗粒运动的影响规律。王丽燕及王聪慧等[14−15]利用微粒成像速度测量（PIV）技术和Fluent模拟研究沉降过程的颗粒运动轨迹和各因素对沉降速度的影响规律。……