CN101058433A - 一种拜耳法溶液中有机物的净化方法 - Google Patents
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Abstract
一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,涉及一种铝酸钠溶液中有机物,特别是拜耳法铝酸钠溶液中有机物的净化方法。其特征在于净化过程是将拜耳法溶液经过蒸发浓缩后,加入为碳酸钠、硫酸钠、草酸钠、铝酸钙、氧化铝焙烧窑灰中的一种或二种以上的混合物的结晶添加剂,再降温结晶,使其中的有机物随添加剂以及碳酸钠、硫酸钠的结晶析出,分离结晶物而净化铝酸钠溶液。本发明不同于一般的蒸发结晶,也不同于加晶种结晶,是将两者有机的结合起来,形成新的方法,通过此方法处理,铝酸钠溶液中的有机物含量大大降低,净化了铝酸钠溶液,减少了有机物存在对拜耳法生产过程的不利影响,有利于拜耳法生产的高效进行。
Description
技术领域
一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,涉及一种铝酸钠溶液中有机物,特别是拜耳法铝酸钠溶液中有机物的净化方法。
背景技术
拜耳法生产氧化铝的工艺过程中,有机物的主要来源有如下几个方面:一是铝土矿本身带入的以腐殖质形式存在的有机物,经过高压溶出过程,腐殖质逐渐分解为低分子的化合物,最终可能的降解产物是低分子量的乙酸、草酸等的钠盐;二是随着拜耳法溶液的循环,拜耳法流程中逐渐添加的絮凝剂、助滤剂、润滑油等添加剂;而选矿拜耳法的工业化实施,使得选精矿带入的选矿药剂成为有机物的又一来源。据分析,我国拜耳法厂溶液中的有机物存在形式主要有乙酸、草酸、丁二酸、甲酸、丙酸、酒石酸、戊二酸、邻苯二甲酸等多种有机酸的钠盐,含量较多的有乙酸盐和草酸盐,其次为丁二酸、甲酸、丙酸以及少量的酒石酸、戊二酸、邻苯二甲酸等的钠盐。
有机物对氧化铝生产工艺的危害是比较明显的,在有机物积累到一定程度后,能使铝酸钠溶液的表面张力和粘度增大,使溶液和料浆在输送和搅拌过程中容易产生泡沫;在母液蒸发时析出的结晶细小,难于分离;有机物的存在,不仅铝土矿的溶出速度大大减慢,而且成品氢氧化铝由于吸附了有机物,略带灰褐色,影响产品的白度;在焙烧过程中草酸钠分解,既增加了产品氧化铝中的钠含量又降低了产品的粒度。
我国的铝土矿绝大多数为中低品位的一水硬铝石型铝土矿,大多采用混联法或烧结法生产氧化铝,几乎没有有机物的积累问题,因此以前对铝酸钠溶液中的有机物没有进行过深入的研究。国外的铝土矿资源大多为三水铝石或一水软铝石,采用拜耳法生产氧化铝工艺,有机物的积累问题严重,国外对铝酸钠溶液中的有机物进行了许多研究,有大量的控制或清除拜耳法溶液中的有机物的方法,产生了大量的专利。专利可分为两类,一类为草酸盐的控制,另一类为深色的有机物的处理,更多的是草酸盐控制这方面的专利。专利文献中的控制方法主要有:湿法氧化(US4581208、US4668486)、膜技术(US4678477、US6156186、WO88/07975)、吸附(US4280987、US5728180)、蒸发、溶液燃烧、附聚沉淀析出(US5284634,US4789485、US4902425、US5041269)、添加晶种析出(US4999170)及液-液萃取(US4430310、US4496524)等技术。这些专利中,以控制有机物为主要目的,在世界范围内得以广泛应用是溶液燃烧技术。湿法氧化技术和采用高分子添加剂进行附聚沉淀析出,也在部分工厂得以应用。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足,提供一种能有效减少了有机物存在对拜耳法生产过程的不利影响,有利于拜耳法生产的高效进行的拜耳法溶液中有机物的净化方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于净化过程是将拜耳法溶液经过蒸发浓缩后,加入为碳酸钠、硫酸钠、草酸钠、铝酸钙、氧化铝焙烧窑灰中的一种或二种以上的混合物的结晶添加剂,再降温结晶,使其中的有机物随添加剂以及碳酸钠、硫酸钠的结晶析出,分离结晶物而净化铝酸钠溶液。
本发明的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于是将拜耳法溶液蒸发浓缩至苛性碱浓度为280-400g/l。
本发明的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于是将蒸发浓缩的溶液,经系列降温后温度为100-50℃。
本发明的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于结晶添加剂的加入量为5-50g/l-浓缩液。
本发明的方法中,草酸盐的溶解度随溶液苛性碱浓度的提高而下降,随温度的降低而降低,作为晶种添加剂的加入,加快了草酸盐的析出速度和析出量,同时添加剂和蒸发过程中析出的碳酸钠、硫酸钠,既可能起到晶种的作用又可能起到吸附剂的作用。
本发明是针对现有的拜耳法生产流程中的种分母液,采用强化蒸发的方法,使铝酸钠溶液的苛性钠浓度达到280-400g/l,经系列降温至100-50℃并加入碳酸钠、硫酸钠、铝酸钙、草酸钠、窑灰等添加剂,停留一定的时间后,进行液固分离,液相(铝酸钠溶液)返回流程配制矿石进行高压溶出,固相(含有机物的结晶)产物,对于有烧结法系统的生产厂,可以回烧结法系统配料,对于纯拜耳法的生产厂,可以经过焙烧并回收苛性碱后弃之。
本发明不同于一般的蒸发结晶,也不同于加晶种结晶,是将两者有机的结合起来,形成新的方法,通过此方法处理,铝酸钠溶液中的有机物含量大大降低,净化了铝酸钠溶液,减少了有机物存在对拜耳法生产过程的不利影响,有利于拜耳法生产的高效进行。
采用高效蒸发措施使铝酸钠溶液的浓度达到280-400g/l,从蒸发器出来的高浓度蒸发母液,进入混合槽中,加入5-50g/l的添加剂,经系列降温至100-50℃,并在此温度下停留一定时间,料浆进行液固分离,滤液进入拜耳法系统配料用于溶出铝土矿,过滤后的结晶进入烧结法系统配料或经过回收处理后弃之。
具体实施方式
一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,将拜耳法溶液蒸至苛性碱浓度为280-400g/l,将浓缩的溶液中加入添加剂,其添加剂可以是碳酸钠、硫酸钠、草酸钠、铝酸钙、氧化铝焙烧窑灰等,其总加入量为5-50g/l,可以是上述单一物质,也可以是上述添加剂的组合,经系列降温至温度为100-50℃,并在此温度下停留一定的时间使其与浆液充分混合,一方面添加剂作为结晶的晶种,另一方面作为有机物的吸附剂,然后进行液固分离,溶液返回系统配料,过滤后的结晶进入烧结法系统配料或处理后弃之。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
有机物含量为2.0g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为280g/l,经过降温至温度为100℃,添加5g/l的碳酸钠于溶液中,在沉降槽中停留30分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.0g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了50%。
实施例2
有机物含量为5.0g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为400g/l,经过降温至温度为50℃,添加50g/l的碳酸钠于溶液中,在沉降槽中停留100分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.5g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了70%。
实施例3
有机物含量为1.0g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为350g/l,经过降温至温度为80℃,添加25g/l的碳酸钠于溶液中,在沉降槽中停留60分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为0.4g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了60%。
实施例4
有机物含量为3.6g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为400g/l,经过降温至温度为80℃,添加25g/l的硫酸钠于溶液中,在沉降槽中停留60分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.2g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了67%。
实施例5
有机物含量为2.5g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为340g/l,经过降温至温度为80℃,添加25g/l的铝酸钙于溶液中,在沉降槽中停留60分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为0.8g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了68%。
实施例6
有机物含量为4.1g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为300g/l,经过降温至温度为80℃,添加50g/l的草酸钠于溶液中,在沉降槽中停留40分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.3g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了68%。
实施例7
有机物含量为2.6g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为360g/l,经过降温至温度为60℃,添加50g/l的氢氧化铝焙烧窑窑灰于溶液中,在沉降槽中停留60分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.2g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了54%。
实施例8
有机物含量为2.8g/l(总有机碳)的蒸发原液(种分母液),经蒸发后的苛性碱浓度为400g/l,经过降温至温度为50℃,添加30g/l的硫酸钠和20g/l的碳酸钠于溶液中,在沉降槽中停留30分钟的时间,液固分离后溶液中的有机物含量为1.1g/l(折算成蒸发原液浓度下),铝酸钠溶液中的有机物含量降低了61%。
Claims (4)
1.一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于净化过程是将拜耳法溶液经过蒸发浓缩后,加入为碳酸钠、硫酸钠、草酸钠、铝酸钙、氧化铝焙烧窑灰中的一种或二种以上的混合物的结晶添加剂,再降温结晶,使其中的有机物随添加剂以及碳酸钠、硫酸钠的结晶析出,分离结晶物而净化铝酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于是将拜耳法溶液蒸发浓缩至苛性碱浓度为280-400g/l。
3.根据权利要求1所述的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于是将蒸发浓缩的溶液,经系列降温后温度为100-50℃。
4.根据权利要求1所述的一种拜耳法溶液中有机物的净化方法,其特征在于结晶添加剂的加入量为5-50g/l-浓缩液。
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