مدلسازی ترمودینامیکی ترسیب هیدروکسید آلومینیم از محلول آلومینات به روش کربنیزاسیون

‏ کربنیزاسیون یکی از روش‌های اصلی تولید آلومینا از محلول آلومینات حاصل از لیچینگ نفلین سینیت است. با توجه به مطالعات و تحقیقات کم در مورد فرآیند تولید آلومینا از نفلین سینیت در دنیا و به ویژه ایران و همچنین مکانیزم پیچیده و ناشناخته فرآیند کربنیزاسیون، لزوم تحقیقات بیشتر برای شناخت هرچه بهتر فرآیند، ضروری است. هدف اصلی این پژوهش، شناخت بهتر فرآیند کربنیزاسیون و مدلسازی ترمودینامیکی آن‌ با استفاده از نرم‌افزار OLI Analyzer است. شرایط مناسب فرآیند کربنیزاسیون با استفاده از دو مدل آبی و مخلوط حلال موجود در این نرم‌افزار پیش‌بینی شد. با توجه به ترکیب شیمیایی محلول، نسبت قلیا و دما، مقدار گاز دی­اکسید کربن برای کاهش pH و در نتیجه تجزیه محلول آلومینات و ترسیب هیدروکسید آلومینیم متفاوت است. نتایج حاصل از دو مدل، در مقادیر pH بیشتر از 11، تشکیل هیدروکسید آلومینیم و در مقادیر کمتر از این pH، داسونیت را پیش‌بینی کردند. با افزایش دما، مقدار هیدروکسید آلومینیم کاهش و مقدار داسونیت و ترکیبات سیلیس دار افزایش می‌یابد. دمای 75 درجه سانتی‌گراد به عنوان دمای مناسب برای فرآیند کربنیزاسیون انتخاب شد. آزمایش‌های کربنیزاسیون برای تولید هیدروکسید آلومینیوم با خلوص بالا با استفاده از نتایج بدست‌آمده از مدلسازی ترمودینامیکی انجام شد. آنالیز XRD محصولات حاصل از فرآیند کربنیزاسیون، در pHهای بیشتر از 11 بایریت را به عنوان فاز غالب هیدروکسید آلومینیم نشان داد. آنالیز XRF نشان داد هیدروکسید آلومینیم ترسیب شده در pH برابر 11 حاوی 61 درصد Al2O3 است و بازیابی ترسیب هیدروکسید آلومینیم از محلول آلومینات 54 درصد است. نتایج مدل آبی با نتایج آزمایشگاهی تطابق بیشتری داشت.