[发明专利]一种设计铝酸钠溶液连续滴定化学分析方案的方法

说明书

技术领域

本发明属于铝工业生产过程化学成分化学分析方法领域，主要涉及氧化铝生产和科研过程中铝酸钠溶液全碱、氧化铝、苛性比等成分和参数的连续滴定化学分析方法。

背景技术

铝酸钠溶液是氧化铝拜耳法生产过程中非常重要的中间产物，主要组成为NaOH-NaAl(OH)₄-H₂O，并且贯穿整个生产过程。对该溶液化学成分的准确分析对整个氧化铝工业的科学研究和生产过程都具有重要的意义，然而至今没有相应的国家标准或者国际标准。多年来，我国铝厂普遍采用一种传统的“酸碱中和+EDTA”连续滴定化学分析方法来同时测定铝酸钠溶液的全碱（包含游离NaOH和与Al(OH)₃结合的NaOH，表示为NaOH_T）、氧化铝（或者Al(OH)₃）、苛性比（全碱与溶液中Al(OH)₃的摩尔比，表示为α_K）等成分和参数。表1是该化学分析方法所使用的一种典型分析方案（平果铝业公司企业标准），与该方案对应的允许误差如表2所示（平果铝业公司企业标准）：

表1 传统的“酸碱中和+EDTA”连续滴定化学分析方法所使用的典型分析方案

表2 传统的“酸碱中和+EDTA”连续滴定化学分析方法允许误差

据计算，铝酸钠溶液分解率1%的误差都将极大地影响到整个氧化铝生产企业的经济效益，因此，铝酸钠溶液全碱和氧化铝的化学分析误差至少应该小于1%，这才对当前氧化铝生产企业的科学研究和生产过程精细控制具有较大的价值。显然，传统化学分析方法的误差较大，需要进一步改进。虽然文献（钱兆鹏。铝酸钠溶液中全碱和氧化铝的高精密度测定法研究[J]。轻金属，2001，(15)：13-17。）对传统化学分析方法中的酸碱指示剂进行改进，提高了酸碱滴定终点的准确性和精密度，但是对降低该分析方法整体误差的效果并不显著。

相对于我国广泛采用的分析方法，澳大利亚的Worsley Alumina PTY Ltd公司（CONNOP, W. L.; MORTON, R. A. Determination of Alumina, hydroxide and carbonate in bayer liquor [P]. Australia, AU-B-54698/96, January 9th, 1997.）等则采用葡萄糖酸钠和氟化钾代替EDTA作为Al的络合剂进行铝酸钠溶液各成分的连续滴定化学分析。文献（邓平。两种铝酸钠溶液分析方法比较与探讨[J]。轻金属，1998，（3）：25-26。）研究表明：相对我国广泛使用的方法而言，澳大利亚的分析方法较为繁琐，速度较慢。同时，文献（贺晓唯，毕诗文，周金海。铝酸钠溶液中苛性碱、碳酸碱和氧化铝含量的连续测定[J]。吉林大学学报（理学版），2006，44（5）：821-823。）研究表明：在实际操作过程中，采用该方法苛性碱的最大相对误差为2.66%，碳酸碱的最大相对误差为2.96%；氧化铝的最大相对误差为2.88%。这种误差与我国广泛使用的传统化学分析方法相当，并没有表现明显的优势。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种设计方法，用于设计铝酸钠溶液全碱、氧化铝、苛性比等成分和参数较高精度的连续滴定化学分析方案，同时提供了分别适用于科研和生产过程化学分析的两套方案。

发明人经过研究发现，传统化学分析方法误差较大的一个重要原因在于：化学分析方案的设计不合理，导致在化学分析过程中的各种随机误差对最终的分析结果产生了较大的影响。为了解决传统分析方法所存在的缺点，特提出本发明，具体内容如下：