氧化铝是电解铝生产的主要原料，同时也是电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷等行业不可缺少的重要原料。上世纪七十年代以来，由于电解铝厂环保及节能的需要，特别是干法烟气净化和大型中间自动点式下料预焙槽的推广以及悬浮预热及流态化焙烧技术的应用，不但对氧化铝的纯度，而且对氧化铝的物理性质也提出了严格的要求。砂状氧化铝正在逐步取代欧亚原先流行生产的粉状氧化铝。 铝酸钠溶液晶种分解是拜耳法生产氧化铝的重要工序之一，我国拜耳法以难溶的一水硬铝石型铝土矿为原料，溶出条件苛刻，溶出液分子比高，溶液的苛性碱浓度也高，制得的氧化铝与国外典型的砂状氧化铝产品比较，主要缺点是产品强度低，同时不能保证细粒子含量在合适范围内，所以铝酸钠溶液晶种分解制取砂状氧化铝是我国铝工业迫切需要解决的问题。 氧化铝的许多物理性质，特别是α-Al2O3含量和安息角等主要取决于焙烧条件，而氧化铝的颗粒粒度和强度在很大程度上决定于原始氢氧化铝的粒度和强度，所以为了生产砂状氧化铝，首先必须得到粒度较粗和强度较大的氢氧化铝。因此，本文以改善产品氢氧化铝粒度和强度为主要研究内容。 一段法砂状氧化铝生产技术，流程短，易控制，但以一水硬铝石型铝土矿为原料难以实现；二段法砂状氧化铝生产技术，充分利用一段细颗粒附聚和二段结晶长大，并采用旋流分离器对产品分级，易于实现砂状氧化铝生产，但流程较为复杂。 本文分别在一段法和二段法晶种分解过程中使用表面活性剂来改善晶种分解产物的粒度和强度。研究了阴离子、非离子和复合型表面活性剂及其不同添加量对分解过程的影响，发现单一表面活性剂的作用效果总体不如复合型。复合型表面活性剂在不降低溶液分解率的前提下，可以明显地提高产物的粒度和强度，其中性价比最好的是H8型添加剂。 系统研究了表面活性剂强化铝酸钠溶液晶种分解的作用机理。利用铝酸钠溶液晶种分解过程中附聚和结晶长大的机理推导出分解过程的动力学方程，找出了二段法生产砂状氧化铝工艺的理论依据。在试验条件下，分别推导了空白溶液和添加阴离子表面活性剂Ⅰ的分解动力学方程，结果表明，表面活性剂的加入降低了反应的表观活化能，使反应进行所需克服的势垒降低，因此反应易于进行。 首次在铝酸钠溶液晶种分解体系中系统研究了表面活性剂在Al(OH)3颗粒上的吸附行为，通过吸附等温线的测定，找出了各类表面活性剂的最佳添加量。测定了吸附速率曲线，确定了油酸在铝酸钠溶液晶种分解体系中的吸附动力学方程。研究了温度对不同种类表面活性剂吸附的影响。首次借助红外光谱确定了铝酸钠溶液晶种分解体系中表面活性剂在Al(OH)3颗粒上的吸附方式。结果表明，阴离子表面活性剂以静电力作用吸附到Al(OH)3颗粒上，而非离子表面活性剂则是与Al(OH)3成键吸附到颗粒表面上的。 首次研究了表面活性剂作用下铝酸钠溶液物理化学性质的变化对产物质量的影响。结果显示，表面活性剂的加入，铝酸钠溶液的表面张力、粘度等物理化学性质有明显改变，并与产品氢氧化铝的粒度、强度有一定的关系：当表面活性剂的加入使铝酸钠溶液的表面张力降低0.015-0.020N/m时，析出的氢氧化铝粒度与强度较好；凡使氢氧化铝强度提高、粒度增大的添加剂，分解初期都使铝酸钠溶液的粘度有所下降。 借助SEM照片，探讨了表面活性剂对氢氧化铝晶体生长的影响。研究表明，表面活性剂类添加剂改善产物粒度和强度的作用机理是促进了细粒子的附聚，改善了产物的结晶结构，使氢氧化铝向具有镶嵌式的结构转变。 研究了添加表面活性剂对氧化铝物理性质的影响。结果说明，表面活剂能够不同程度的降低氧化铝-45um粒子的质量分数，改善其平均粒度、强度等性质，为实现砂状氧化铝的生产提供了技术支持。