铝酸钠溶液脱硅(DesilicationOfSodiumAluminateLiquor)

从铝酸钠溶液中清除氧化硅的过程。是烧结法氧化铝生产过程为确保产品质量所设的专门作业。在铝酸盐熟料溶出液中，一般含Al₂0₃约120g/L，含Si0₂高达4．5～6.0g/L，Al₂0₃与SiO₂的质量比约20～30。称Al₂0₃/SiO₂为脱硅程度，用A/S表示。这种SiO₂过饱和度很高的溶出粗液在铝酸钠溶液碳酸化分解时，会有大量SiO₂随氢氧化铝一起析出，导致产品质量不合要求。因此，在铝酸钠溶液碳酸化分解之前，粗溶出液须经专门脱硅处理，以制成精液。脱硅程度越深，铝酸钠溶液碳酸化的分解率和产量也越高。

在20世纪60年代以前，烧结法生产氧化铝厂多采用在423～443K的压煮器中进行一段脱硅的方法，精液脱硅程度A/5可达400。60年代以后，在一段脱硅的基础上，改进用在常压下加石灰进行二段脱硅的方法，精液脱硅程度A/S达到1000～1500。在80年代，对超深度脱硅的试验研究取得了突破性进展，精液脱硅程度A胚可达5000以上。

原理铝酸钠溶液脱硅的实质是使溶液中SiO₂转变为溶解度很小的化合物析出。有两种可以使SiO₂生成难溶化合物析出的方法。一种是使SiO₂转变成为方钠石析出，另一种是加石灰使SiO2成为水化石榴石析出。这两种化合物在铝酸钠溶液中各有不同的平衡溶解度。

SiO₂在铝酸钠溶液中与Na₂O、Al₂0₃的平衡浓度有如下关系：S_平=(2．6～2．7)×10-5×Na2O×A1203(g/L)。当溶液温度为373～453K时，温度对SiO₂平衡浓度的影响很小，但对SiO₂呈介稳状态的铝酸钠溶液的脱硅动力学影响很大。在373～453K温度范围内，提高温度，可加速脱硅反应：

脱硅反应产物为方钠石型水合铝硅酸钠。加入活性水合铝硅酸钠晶种，也可促进方钠石的析出；在提高溶液温度、加入晶种和搅拌等条件下，可使大部分硅从溶液中析出，SiO2的浓度可由4～6g/L降低到0.25～0.30g/L

向铝酸钠溶液中加石灰按反应：

析出水化石榴石固溶体。平衡溶解度比方钠石小得多。溶液加石灰处理能使SiO2浓度降低到0.02～0.05g/L称水化石榴石3CaO•Al₂0₃•nSiO₂•(6—2n)H₂0中的n值为siO₂的饱和度，在溶液常压沸点的条件下，n=0.1～0.2。水化石榴石的CaO/SiO₂(摩尔比)为15～30，Al₂0₃与SiO₂的摩尔比为5～10。为减少Al2O3在水化石榴石中的损失，应使脱硅原液中的SiO2浓度保持在不加石灰时的平衡浓度水平。此外，溶液中不要含固相水合铝硅酸钠，否则因随水化石榴石的生成，水合铝硅酸钠变为不饱和，重新溶解进入溶液，使溶液中的SiO2又复升高。

工艺20世纪60年代以后，世界上几个烧结法氧化铝生产厂都采用两段脱硅法。所谓两段脱硅(或深度脱硅)法，是将一段脱硅后的铝酸钠溶液加石灰再次进行

铝酸钠溶液两段脱硅流程

脱硅(图)。在433～443K温度下，于蒸气直接加热的压煮器组中进行一段脱硅1．5～2.0h。脱硅浆液经沉降和过滤分离，所得一段精液按CaO与SiO₂的摩尔比20～30加入石灰乳，在搅拌槽中于363K温度下再进行第二段脱硅2～3h。当用n值为0.1～0.2的水化石榴石的二段硅渣作一段加压脱硅的晶种时，可使一段硅渣的n值提高到0.4。从一段脱硅分离出来的一段硅渣用碳酸钠溶液即铝酸钠溶液碳酸化分解母液溶出其中的A1l2O3后，将CaCO3渣送往铝土矿烧结配料。

展望两段脱硅法曾是脱硅工艺的一重大改进，但其产品质量仍不及拜耳法，并存在流程复杂、能耗高等问题。在20世纪80年代初，世界上一些烧结法氧化铝生产厂采用合成水合碳铝酸钙[CaO•Al₂0₃•(0.25～0.5)C02•11H₂O]作为添加剂代替石灰，可得精液脱硅程度A/S达5000以上，并可降低一段加压脱硅的能耗。