Analysis of Bayer Aluminate Liquors by thermometric titration

Význam tématu

Analýza alkalických složek a oxidu hlinitého v Bayerových loužích je klíčová pro řízení procesu výroby hliníku metodou Bayer, zajištění kvality surové hliníkové hydroxidické suspenze a minimalizaci odpadů. Rychlá a přesná stanovení celkové hydroxylové koncentrace, obsahu uhličitanů a aloxidu umožňují optimalizaci provozních parametrů rafinérie.

Cíle a přehled studie

Tento článek popisuje termometrickou titraci pro stanovení celkové alkalinity, celkové uhličitanové složky a obsahu Al2O3 v Bayerových loužích. Metoda vychází ze zásad klasické titrace vyvinuté Watts a Utleyem a adaptované pro termometrickou titraci Van Dalenem a Wardem. Cílem je nabídnout rychlou, reprodukovatelnou a plně automatizovatelnou analýzu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu se používá dvoustupňová termometrická titrace:

• První titrace slouží k určení celkové alkalinity (hydroxyl a uhličitany) po komplexaci aluminátů tartrátem
• Druhá titrace po přídavku KF roztoku rozloží aluminotart rát a stanoví obsah aloxidu

Complexační činidla:

• Roztok tartrátu draselno sodného a sodného (cca 614 g/L)
• Roztok fluoridu draselného (cca 620 g/L)

Použitá instrumentace:

• Termometrický titrátor s Thermoprobe HF
• Míchadlo s tyčkou
• Buret o objemu 10 mL

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje stanovit celkovou alkalitu, obsah uhličitanů a Al2O3 při spotřebě titrantu c(HCl) = 1,5 mol/L do 5-6 mL. Kritické je nastavení objemu vzorku a komplexačních roztoků dle poměru Na2O k Al2O3. Výsledky ukazují vysokou reprodukovatelnost s odchylkami pod 0,5 %.

Přínosy a praktické využití metody

Termometrická titrace zkracuje dobu analýzy, eliminuje vizuální detekci konce titrace a umožňuje plnou automatizaci. Využití nachází v průběžném sledování výrobního procesu, kontrole kvality vstupních roztoků i odpadních louží.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje:

• Integrace do online monitoringu provozu rafinérie
• Rozšíření detekčních modulů pro agresivní média
• Využití pokročilých algoritmů pro analýzu titračních průběhů

Závěr

Termometrická titrace se ukazuje jako robustní, rychlá a automatizovatelná metoda pro stanovení celkové alkalinity, obsahu uhličitanů a Al2O3 v Bayerových loužích, zvyšující efektivitu a spolehlivost laboratorních analýz.

Reference

• Watts H L Utley D W Sodium Gluconate as Complexing Agent in Volumetric Analysis of Aluminum Compounds Anal Chem 1956 28 11 1731
• Van Dalen E Ward L G Thermometric titration determination of hydroxide and alumina in Bayer process solutions Anal Chem 1973 45 13 2248
• AN H-131 Determination of titer and method blank for thermometric titrations using tiamo
• Thermoprobe HF Leaflet 8.109.8055 Metrohm