CN102060315A - 利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法包括：将拜耳精液与一缩二乙二醇混合；及将混合液体搅拌，使氢氧化铝结晶析出，并进行液固分离，即得到氢氧化铝。本发明通过所加添加剂链中醚链氧原子及羟基与Al(OH)4-的羟基形成氢键，进而促进铝酸阴离子的析出，这些氢键的形成，造成Al(OH)4-发生电荷密度分布不均匀现象，使Al-O键易于断裂而强化铝酸阴离子的分解，使得拜耳法中铝酸钠溶液分解率提高。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铝冶金技术领域，特别涉及一种将拜耳精液利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法。
背景技术
氢氧化铝应用广泛，工业上主要将其焙烧生产氧化铝，从而用作电解铝的原料，同时在药品、牙膏、阻燃剂、玛瑙、催化剂及电子产品等方面也有重要用途。
铝酸钠溶液晶种分解是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，耗时最长（36～72h），不但需要加入大量晶种（晶种系数为1～3），而且分解率一般不超过55%，远低于它的理论分解率，从而使其成为氧化铝工业生产技术发展的瓶颈之一。若能采取适当措施强化晶种分解过程，缩短晶种分解时间，提高分解率，毫无疑问将对提高企业经济效益具有重大的现实意义和广阔的应用前景。
由于铝酸钠溶液具有高稳定性, 以及铝酸钠溶液与氢氧化铝晶体之间存在较高的界面张力, 即使是外加大量的氢氧化铝晶种, 铝酸钠溶液的分解仍较为缓慢，因此, 人们一直在探索强化铝酸钠溶液晶种分解的有效方法。目前工业上强化晶种分解过程的主要方法是致力于降低溶出液的苛性比值，加大种子添加量，净化溶液并除去其中的有机物等杂质，合理组织分解降温流程等，这些措施在工业生产上都取得了一定效果，但它们作用效果再进一步提高非常困难。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种提高拜耳法中铝酸钠溶液分解率的利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法。
根据本发明的一个方面提供一种利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法包括：
将拜耳精液与一缩二乙二醇混合；及
将混合液体搅拌，使氢氧化铝结晶析出，并进行液固分离，即得到氢氧化铝。
所述拜耳精液的苛性比为1.35～3.11。
所述拜耳精液苛性比为1.35～1.60。
所述拜耳精液与所述一缩二乙二醇的体积比计为1：1至1：0.25。
将所述混合液体搅拌是在25～40℃下搅拌，搅拌时间为0.5～24小时。所述搅拌时间为0.5～1.0小时。
所述液固分离后还对所得固相进行洗涤并干燥。
所述拜耳精液为铝酸钠溶液，铝酸钠溶液中氧化铝浓度为80～200g/L。
本发明提供的利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法通过所加添加剂链中醚链氧原子及羟基与Al(OH)-4的羟基形成氢键，进而促进铝酸阴离子的析出，这些氢键的形成，造成Al(OH) -4发生电荷密度分布不均匀现象，使Al-O 键易于断裂而强化铝酸阴离子的分解，使得拜耳法中铝酸钠溶液分解率提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法的工艺流程图。
本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供的利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法如下步骤：
步骤1、向Al2O3浓度为80g/L、苛性比为3.11的拜耳法精液铝酸钠溶液中缓慢加入一缩二乙二醇，其中两种溶液的体积比为拜耳法精液铝酸钠溶液：一缩二乙二醇=1：1；
步骤2、将上述混合溶液置于温度保持在25℃的容器中搅拌12小时，停止反应；使氢氧化铝结晶析出。
步骤3、将上述步骤所得反应产物进行液固分离，固相为氢氧化铝、液相可作为拜耳法母液；
固相用80℃蒸馏水洗涤三次后在90℃下干燥，得氢氧化铝，所得氢氧化铝为超细氢氧化铝，其平均粒度为6.8μm，由于粒度细，表面积大，表面活性好，其碱溶和酸溶性非常好，较适宜用做生产其它铝盐的原料；同时本实施例中拜耳法精液铝酸钠分解率为70.07%。
液相为可作为拜耳法母液，母液苛性比为10.42，可重复利用，将母液分离，固相可作为添加剂一缩二乙二醇再次被利用，液相可作为分解原料进入拜耳法的精液中。
实施例2
步骤1、向Al2O3浓度为170g/L、苛性比为1.36的拜耳法精液铝酸钠溶液中缓慢加入一缩二乙二醇，其中两种溶液的体积比为拜耳法精液铝酸钠溶液：一缩二乙二醇=1：1；
步骤2、将上述混合溶液置于温度保持在40℃的容器中搅拌1.0小时，停止反应；使氢氧化铝结晶析出。
步骤3、对上述步骤所得反应产物进行液固分离，固相为氢氧化铝和液相可作为拜耳法母液；
固相用80℃蒸馏水洗涤三次后在90℃下干燥，得氢氧化铝，所得氢氧化铝为超细氢氧化铝，其平均粒度为5.4μm，同时本实施例中拜耳法精液铝酸钠分解率为93.76%，母液苛性比为21.79。
实施例3
步骤1、向Al2O3浓度为180g/L、苛性比为1.35的拜耳法精液铝酸钠溶液中缓慢加入一缩二乙二醇，其中两种溶液的体积比为拜耳法精液铝酸钠溶液：一缩二乙二醇=1：0.25；
步骤2、将上述混合溶液置于温度保持在30℃的容器中搅拌24小时，停止反应；使氢氧化铝结晶析出。
步骤3、对上述步骤所得反应产物进行液固分离，固相为氢氧化铝和液相为可作为拜耳法母液；
固相用80℃蒸馏水洗涤三次后在90℃下干燥，得氢氧化铝，所得氢氧化铝为超细氢氧化铝，其平均粒度为6.1μm，同时本实施例中拜耳法精液铝酸钠分解率为72.78%，母液苛性比为4.96。
实施例4
步骤1、向Al2O3浓度为200g/L、苛性比为1.56的拜耳法精液铝酸钠溶液中缓慢加入一缩二乙二醇，其中两种溶液的体积比为拜耳法精液铝酸钠溶液：一缩二乙二醇=1：0.5；
步骤2、将上述混合溶液置于温度保持在40℃的容器中搅拌0.5小时，停止反应；使氢氧化铝结晶析出。
步骤3、对上述步骤所得反应产物进行液固分离，固相为氢氧化铝和液相可作为拜耳法母液；
固相用80℃蒸馏水洗涤三次后在90℃下干燥，得氢氧化铝，所得氢氧化铝为超细氢氧化铝，其平均粒度为4.7μm，同时本实施例中拜耳法精液铝酸钠分解率为96.11%，母液苛性比为26.51。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下的优点：
1.本发明利用添加的添加剂一缩二乙二醇带有羟基基团，同时对身体无危害、不易挥发，且添加剂的加入量少，于此同时本发明制备过程中对设备要求比较简单，无需在密封条件下操作。
2.本发明通过所加添加剂链中醚链氧原子及羟基与Al(OH)-4的羟基形成氢键，进而促进铝酸阴离子的析出，这些氢键的形成，造成Al(OH) -4发生电荷密度分布不均匀现象，使Al-O 键易于断裂而强化铝酸阴离子的分解，使得拜耳法中铝酸钠溶液分解率提高。
3.通过本发明方法使拜耳精液分解率远大于传统晶种分解法，能将已有工艺的分解率从50%提高到90%以上；同时本发明反应速度快，使得反应时间缩短至0.5～24小时，极大提高了氧化铝生产工艺的分解槽单位产能。
4.本发明制备方法中无需添加氢氧化铝晶种，从而解决了大量晶种占用分解槽而导致设备产能低的问题，极大提高了制备方法的总效率。
5.本发明制备方法在常温下即可进行，温度对分解率的影响远小于传统晶种分解中对分解率的影响，无需刻意控制分解温度。
6.本发明制备所得氢氧化铝为超细氢氧化铝，其平均粒度为4.7～6.8μm，能用作塑料和聚合物的无烟阻燃填料、合成橡胶制品的催化剂和防燃填料、造纸的增光剂和增白剂，生产铝盐等，产品附加值高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种利用一缩二乙二醇生产氢氧化铝的方法，其特征在于，包括：
将拜耳精液与一缩二乙二醇混合；及
将混合液体搅拌，使氢氧化铝结晶析出，并进行液固分离，即得到氢氧化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述拜耳精液的苛性比为1.35～3.11。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述拜耳精液苛性比为1.35～1.60。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述拜耳精液与所述一缩二乙二醇的体积比为1：1至1：0.25。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
将所述混合液体搅拌是在25～40℃下搅拌，搅拌时间为0.5～24小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述搅拌时间为0.5～1.0小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述液固分离后还对所得固相进行洗涤并干燥。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述拜耳精液为铝酸钠溶液，铝酸钠溶液中氧化铝浓度为80～200g/L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110518 |