CN102351228A

CN102351228A - 一种高白度氢氧化铝的生产方法

Info

Publication number: CN102351228A
Application number: CN2011101848762A
Authority: CN
Inventors: 杨会宾; 薛忠秀; 王晓锋; 姜梅; 潘明亮; 张雷; 郑秀芳
Original assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Current assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明公开了一种高白度氢氧化铝的生产方法，包括：将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液溶出得到铝酸钠溶液；铝酸钠溶液经过脱硅精制和分解，得到氢氧化铝溶液；其中，所述的溶出调配液中含有净化剂。本发明通过在熟料溶出过程中添加净化剂，在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中重金属离子反应生成沉淀，有效除去铝酸钠溶液中的重金属杂质离子，净化后的铝酸钠溶液通过脱硅精制和分解，所产出的氢氧化铝的白度稳定在94±1%。本发明方法可有效提升氢氧化铝产品白度并稳定氢氧化铝产品的质量，本发明方法工艺流程简单、易操作、效果明显。

Description

一种高白度氢氧化铝的生产方法

技术领域

本发明涉及一种氢氧化铝的生产方法,尤其涉及一种利用烧结法所产的铝酸钠溶液生产高白度氢氧化铝的方法, 属于氢氧化铝的生产领域。

背景技术

利用烧结法铝酸钠溶液生产高白度氢氧化铝的方法，通常包括以下步骤：将铝土矿破碎后进行配料，在高温下进行烧结；向烧结产物（熟料）中加入溶出调配液，将熟料溶出后分离得到铝酸钠溶液和烧结法赤泥；将铝酸钠溶液经过脱硅精制和分解，得到高白氢氧化铝。

在以烧结法氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液为原料生产高白度氢氧化铝的过程中，溶液中的铬离子等重金属离子会吸附或夹杂在氢氧化铝晶体中，原料杂质含量高，最终会导致产品中的杂质含量升高，使白度下降。严重影响了所产出的氢氧化铝的白度，使得产出的氢氧化铝的白度降低。

采用烧结法生产氢氧化铝，产品白度受生产原料中杂质含量的影响较大，使产品质量不稳定。如果铝酸钠溶液不经过净化处理，直接生产氢氧化铝，所得氢氧化铝的白度最低在80%左右，给生产造成严重后果。生产上熟料烧结温度的变化也会影响到溶液中的杂质含量，从而使产出氢氧化铝的白度降低，导致白度经常低于标准要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的利用烧结法铝酸钠溶液生产高白度氢氧化铝的方法中所存在的氢氧化铝白度较低、产品质量不稳定等缺陷，提供一种新的高白度氢氧化铝的生产方法，该生产方法所制备的氢氧化铝白度高、产品质量稳定。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种高白度氢氧化铝的生产方法,包括：将铝土矿破碎后配料烧结；向烧结产物中加入溶出调配液，将烧结产物溶出得到铝酸钠溶液；铝酸钠溶液经过脱硅精制和分解，得到高白度氢氧化铝；其中，所述的溶出调配液中含有净化剂。

其中，为了达到更好的净化效果，所述净化剂在溶出调配液中的含量优选为0.1～5 Kg/m³，更优选为1.0 Kg/m³。

所述的净化剂优选为在碱溶液中能够溶解的二价硫化物，例如，可以是硫化钠、硫化钾或其它在碱性溶液中可以溶解的硫化物；优选为硫化钠。所述硫化钠或其它负二价硫的化合物可以含有结晶水，也可以不含结晶水。

正常情况下，氧化铝生产过程中熟料中的二价硫是一个相对稳定的数值，一般来说在0.35±0.03%；孰料溶出过程中二价硫的溶出率也是一个比较稳定的数值，一般来说S^2-的溶出率在60±10%，溶液中的S^2-在0.1g/L左右。当生产操作不稳定时，熟料中的二价硫含量会减少，就导致了溶出液中的二价硫含量降低。溶出液中的二价硫是重金属离子的一种非常有效的沉淀剂，所以，溶出液中二价硫含量的降低给溶出过程中重金属离子的沉淀带来了一个负面影响，致使流程中铬离子的浓度升高。本发明通过大量的试验发现，通过在溶出调配液添加一定用量的二价硫，可以沉淀溶液中的铬离子，对溶液进行深度净化，从而稳定溶液色度。

从添加效果上来看，二价硫的添加量越大，似乎效果越好，但大量添加会增加烧结法系统的的硫含量，从而带来其它的问题。如果烧结法氧化铝生产运转正常，则流程中的硫存在一个相对稳定的平衡，熟料中的硫和二价硫也相对稳定。与此同时，最终产品氢铝的白度也达到合格要求且同样相对稳定。这样，硫化钠的添加也应该以此为基础筛选得到最佳的添加量。所以，摸索到二价硫的一个最适宜的添加量是一个非常重要的问题。

正常情况下，熟料（烧结产物）中的二价硫含量为0.35%左右。熟料溶出过程中，溶出L/S为4.0，则每1m³溶液加熟料250kg，熟料中二价硫溶出率以62%计，每1m³溶液可溶出二价硫：250×0.35%×0.62＝0.54 kg/m³。如果生产出现异常情况，熟料中二价硫降至0.2%，则当时单位溶液中二价硫的溶出量为：250×0.2×0.62＝0.31 kg/m³。

生产上所使用的工业硫化钠含有4个结晶水。溶液中每添加0.1 kg/m³二价硫，相当于每1m³溶液添加了0.5kg工业硫化钠。这样，如上述情况熟料中二价硫从0.35%降至0.2%时，溶液中二价硫减少了0.23 kg/m³，这部分二价硫需要添加硫化钠来补充至正常值，需要的添加量为1.15kg/m³。如果硫化钠添加量过小，如低于0.1 kg/m³时，相当于二价硫的添加量为0.02 kg/m³时，添加量太小，试验结果发现，不足以净化溶液，稳定产品指标，所以添加量应大于这一数值；在试验过程中，能够监测到氧化铝熟料中二价硫的最高值为0.58%，如果这部分二价硫以62%的溶出率溶出，在溶液中的二价硫浓度为0.9kg/m³，如果这部分二价硫全部由添加的硫化钠来提供，需要添加4.5kg/m³，最终，本发明通过大量的试验确定流程中工业硫化钠的添加量最大值应该小于5kg/m³。

实际应用过程中，根据熟料中硫含量的变化情况，需要添加的硫化钠含量可以等比例的计算得出。同时，根据生产上熟料中二价硫含量的增加，硫化钠的添加量也应该进行相应的减量调整。

如果添加硫化钾或其它可溶性的硫化物，而不是硫化钠，则其添加量应以硫化钠的添加量为准，按分子量折算成等当量二价硫的量，也就是说，需要保证其它净化剂中二价硫的添加量与添加工业硫化钠时相同。

高白度氢氧化铝是一个重要的化学品氧化铝品种，产品售价高，利润空间大。现有的烧结法得到的铝酸钠溶液中含有一定量的铬、铜等重金属杂质离子，这些杂质离子对产品氢氧化铝的白度影响非常大，大大降低了氢氧化铝产品的白度，导致产品质量极不稳定。

本发明通过在熟料溶出过程中添加净化剂（溶出调配液中加入净化剂），含有净化剂的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，再将溶出浆进行固液分离，有效除去铝酸钠溶液中微量的铬、铜等重金属离子，使溶液得到净化。净化后的溶液中重金属离子等杂质离子（例如，铬等重金属离子）的浓度小于1ppm。将净化后的铝酸钠溶液通过脱硅精制和分解，得到白度稳定在94±1%的氢氧化铝，达到了高白氢氧化铝的要求且质量稳定。本发明方法可有效提升氢氧化铝产品白度并稳定了氢氧化铝产品的质量，本发明方法工艺流程简单，易操作，效果明显。

附图说明

图1 本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L），其中，溶出调配液中添加硫化钠，硫化钠的添加量为1Kg/m³。添加硫化钠的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，将溶出浆进行固液分离，溶液得到净化。经检测，净化后溶液中铬离子或铜离子浓度均小于1.0ppm。将净化后的溶液进行脱硅（以提高溶液的A/S），脱硅后的溶液分解得到高白氢氧化铝。

经检测，本实施例所制备得到的氢氧化铝的技术指标为：白度：94.8%；SiO₂：0.01%；Fe₂O₃：0.008%；Na₂O：0.15%。

本实施例所制备的氢氧化铝的白度高、其它化学成分完全符合质量要求且质量非常稳定。

实施例2

将铝土矿破碎后配料、高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L），其中，溶出调配液中添加硫化钠，硫化钠的添加量为5Kg/m³。添加硫化钠的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，将溶出浆进行固液分离，溶液得到净化。经检测，净化后溶液中铬离子或铜离子浓度均小于1.0ppm。将净化后的溶液进行脱硅（以提高溶液的A/S），脱硅后的溶液分解得到高白氢氧化铝。

经检测，本实施例所制备得到的氢氧化铝的技术指标为：白度：94.9%；SiO₂：0.015%；Fe₂O₃：0.015%；Na₂O：0.26%。

实施例3

将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L），其中，溶出调配液中添加硫化钠，硫化钠的添加量为0.1Kg/m³左右。添加硫化钠的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，将溶出浆进行固液分离，溶液得到净化。经检测，净化后溶液中铬离子或铜离子浓度均小于1.0ppm。将净化后的溶液进行脱硅（以提高溶液的A/S），脱硅后的溶液分解得到高白氢氧化铝。

经检测，本实施例所制备得到的氢氧化铝的技术指标为：白度：93.9%；SiO₂：0.021%；Fe₂O₃：0.013%；Na₂O：0.19%。

实施例4

将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L，）其中，溶出调配液中添加硫化钾，硫化钾的添加量为1Kg/m³左右。添加硫化钾的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，将溶出浆进行固液分离，溶液得到净化。经检测，净化后溶液中铬离子或铜离子浓度均小于1.0ppm。将净化后的溶液进行脱硅（以提高溶液的A/S），脱硅后的溶液分解得到高白氢氧化铝。

经检测，本实施例所制备得到的氢氧化铝的技术指标为：白度：94.5%；SiO₂：0.021%；Fe₂O₃：0.0012%；Na₂O：0.19%。

实施例5

将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L），其中，溶出调配液中添加含有4个结晶水的硫化钠，其添加量为0.8Kg/m³。添加含有4个结晶水的硫化钠的调配液在溶出氧化铝熟料的过程中与熟料中的铬、铜等重金属离子反应生成沉淀，将溶出浆进行固液分离，溶液得到净化。经检测，净化后溶液中铬离子或铜离子浓度均小于1.0ppm（实验室ICP分析精度只能到1ppm）。将净化后的溶液进行脱硅（以提高溶液的A/S），脱硅后的溶液分解得到高白氢氧化铝。

经检测，本实施例所制备得到的氢氧化铝的技术指标为：白度：94.7%；SiO₂：0.025%；Fe₂O₃：0.016%；Na₂O：0.26%。

试验例

在烧结法生产氢氧化铝的生产流程进行了添加净化剂的工业试验。

将铝土矿破碎后配料高温烧结；将烧结产物加入溶出调配液（全碱浓度N_a2O_T:60g/L，氧化铝浓度Al₂O₃:45g/L，碳酸碱浓度N_a2O_C:20g/L），其中，溶出调配液中添加硫化钠0.1～5 Kg/m³；4小时后，净化后的溶液中Cr开始小于1ppm，此后，一直是小于1ppm；与此相对应，随着生产液量随流程的推进，碳酸化分解原液中的Cr从添加14小时后开始降低，由原来的14ppm逐渐减少为11ppm、9ppm、3ppm，直至试验开始22小时后小于1ppm，此后一直小于1ppm。从外观上看，溶液颜色也从黄绿色变为了无色。与此相对应，碳酸化分解产出的最终氢氧化铝产品白度开始升高，从90%以下升至最后大部分大于94%，甚至大95%以上，较以前高了两个百分点左右。

Claims

1.一种高白度氢氧化铝的生产方法,包括：铝土矿配料高温烧结；烧结产物中加入溶出调配液溶出烧结产物，得到铝酸钠溶液；铝酸钠溶液经过脱硅精制和分解，得到氢氧化铝；其特征在于：所述的溶出调配液中含有净化剂。

2. 按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述净化剂在溶出调配液中的添加量为0.1～5 Kg/m³。

3.按照权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述净化剂在溶出调配液中的添加量为1.0 Kg/m³。

4. 按照权利要求1-3任何一项所述的生产方法，其特征在于：所述的净化剂是在碱溶液中能够溶解的二价硫化物。

5. 按照权利要求4所述的生产方法，其特征在于：所述的在碱溶液中能够溶解的二价硫化物包括硫化钠或硫化钾。

6. 按照权利要求1-3任何一项所述的生产方法，其特征在于：所述净化剂含有结晶水。

7. 按照权利要求1-3任何一项所述的生产方法，其特征在于：所述净化剂不含有结晶水。

8.权利要求1-3任何一项生产方法得到的产品。