CN103332714A - 降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法，该方法包括：将低蒸母液与氢氧化钠混合；以及将所得到的混合物进行降温处理，以便析出碳酸钠晶体。利用该方法可以有效提高碳酸钠的析出率，降低拜耳法生产氧化铝的蒸汽消耗和电耗。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域。具体而言，本发明涉及降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法。
背景技术
对于拜耳法生产氧化铝工艺中，矿石、空气中的CO2以及石灰生烧，在生产系统中产生了一定量的Na2CO3，逐渐积累到一定程度后，由于全碱浓度、溶液温度等因素改变，Na2CO3会形成大颗粒晶体析出，造成管道结疤、堵塞，对采用拜耳法生产氧化铝方法的企业来说，Na2CO3属于有害物质。针对Na2CO3在低温、高浓度的析出特性，传统的处理方法是通过开启强制降膜蒸发器提高蒸发母液浓度，促进Na2CO3晶体析出，通过过滤分离的Na2CO3晶体和附液与石灰乳反应，得到NaOH返回到拜耳法生产系统进行配料。该方法有以下缺点：1、开启强制降膜蒸发器消耗蒸汽。2、高蒸母液进入盐沉降槽后温度高，不利于Na2CO3晶体析出。3、增加系统电耗、汽耗。
因此，关于降低生产氧化铝过程中产生的碳酸钠的方法还有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有高效、节能的降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将所述低蒸母液与氢氧化钠混合；以及将所得到的混合物进行降温处理，以便析出碳酸钠晶体。
利用该方法可以有效地将低蒸母液中的碳酸钠析出，降低低蒸母液中的碳酸钠的浓度。该方法针对传统开启强制降膜蒸发器提高蒸发母液浓度，促进碳酸钠晶体析出工艺进行创新，利用加入氢氧化钠、降低母液温度，将碳酸钠析出，该方法显著提高了碳酸钠晶体析出效率，减少拜耳法生产氧化铝过程中的蒸汽消耗和电耗。该方法在拜耳法生产氧化铝过程中，用低蒸母液化片碱送入沉降槽进行碳碱打捞，不仅可以减少系统开车，降低系统的电耗、蒸汽消耗；同时通过降低盐沉降槽的温度，可以显著提高碳酸钠晶体的析出量和析出效率。根据本发明的实施例，向低蒸母液中加入氢氧化钠、降低母液温度，将碳酸钠晶体析出，最终将低碳酸钠含量，过程中不会向低蒸母液中额外引入其他杂质，该方法可靠、易行。
另外，根据本发明上述实施例的降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述氢氧化钠是以固体形式提供的。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率。
根据本发明的实施例，所述氢氧化钠的使用量为每升所述低蒸母液与50～60克所述氢氧化钠混合。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率。
根据本发明的实施例，所述降温处理是在沉降槽中进行的。由此可以更好地控制降温速度以及保持恒温一定时间，以便进一步提高碳酸钠的析出率。
根据本发明的实施例，所述降温处理是将所述混合物降温至75～80摄氏度。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率。
根据本发明的实施例，所述降温处理是以1℃/min的降温速度进行的。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率。
根据本发明的实施例，将所述混合物降温之后，晶体立刻析出。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率。
根据本发明的实施例，所述低蒸母液中碳酸钠的含量为不低于25g/L。
根据本发明的实施例，上述降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法进一步包括：将所得到的碳酸钠晶体与石灰乳反应，以便生成氢氧化钠。由此可以利用苛化反应对碳酸钠进行处理。
根据本发明的实施例，上述降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法进一步包括：将所述氢氧化钠用于拜耳法生产氧化铝。由此可以进一步提高碳酸钠可用价值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种降低低蒸母液中碳酸钠的含量的方法，该方法具体包括：将低蒸母液与氢氧化钠混合；以及将所得到的混合物进行降温处理，以便析出碳酸钠晶体。
利用该方法可以有效地将低蒸母液中的碳酸钠析出，降低低蒸母液中的碳酸钠的浓度。该方法针对传统开启强制降膜蒸发器提高蒸发母液浓度，促进碳酸钠晶体析出工艺进行创新，利用加入氢氧化钠、降低母液温度，将碳酸钠析出，该方法显著提高了碳酸钠晶体析出效率，减少拜耳法生产氧化铝过程中的蒸汽消耗和电耗。该方法在拜耳法生产氧化铝过程中，用低蒸母液化片碱送入沉降槽进行碳碱打捞，不仅可以减少系统开车，降低系统的电耗、蒸汽消耗；同时通过降低盐沉降槽的温度，可以显著提高碳酸钠晶体的析出量和析出效率。根据本发明的实施例，向低蒸母液中加入氢氧化钠、降低母液温度，将碳酸钠晶体析出，最终将低碳酸钠含量，过程中不会向低蒸母液中额外引入其他杂质，该方法可靠、易行。
根据本发明的一个实施例，发明人发现向低蒸母液中添加氢氧化钠，提高低蒸母液中氢氧化钠的浓度，降低混合溶液温度，从而使碳酸钠溶解度降低，可以使碳酸钠析出。
根据本发明的一个实施例，用于待处理的低蒸母液中碳酸钠的初始含量为不低于25g/L。根据本发明的具体实施例，氢氧化钠固体的使用量并不受特别限制，根据本发明的具体示例，可以向每升低蒸母液中加入50～60克氢氧化钠固体。由此可以进一步提高碳酸钠的析出率。
根据本发明的一个实施例，进一步地将上述高浓度的低蒸母液通入沉降槽中，由此便于进一步对低蒸母液进行降温处理。根据本发明的具体实施例，采用降温的方法并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，只需自然降温对高浓度的低蒸母液进行降温才处理。
根据本发明的一个实施例，为尽可能使得低蒸母液中的碳酸钠析出，发明人发现，降温速度、终点温度以及达到终点温度后的保持时间均会显著影响碳酸钠的析出率以及析出效率。
为此，根据本发明的一个实施例，可以将含有高浓度氢氧化钠的低蒸母液降温至75～80摄氏度。在该温度下可以使得碳酸钠最大限度的析出，由此可以进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率。根据本发明的另一个实施例，为了进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率，可以通过控制降温处理是以1℃/min的降温速度进行。以便使碳酸钠最大限度地析出。根据本发明的具体实施例，当温度达到终点温度后，晶体立刻析出。根据本发明的具体实施例，通过控制上述工艺参数可以进一步提高碳酸钠的析出率以及析出效率。
根据本发明的一个实施例，上述降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法可以进一步包括：将所得到的碳酸钠晶体与石灰乳反应，以便生成氢氧化钠和碳酸钙。由此可以利用该方法对碳酸钠进行处理，制备得到可再利用的氢氧化钠，由此可以进一步提高该方法的附加值。
根据本发明的实施例，上述降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法可以进一步包括：将氢氧化钠用于拜耳法生产氧化铝。通过该方法可以利用析出的碳酸钠制备得到氢氧化钠，该氢氧化钠可以返回拜耳法生产系统用于配料，由此达到进一步提高碳酸钠附加价值的目的。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
采用低蒸母液(240-250g/l、出料温度68℃-75℃)化片碱60g，低蒸母液浓度提升至300-310g/l，温度75℃-80℃，化片碱后的低蒸母液送人盐沉降槽以1℃/min的降温速度进行自然降温，以加强碳酸钠的析出效果，碳酸钠在铝酸钠溶液中的溶解度NC/NT为7-8%。
实施例2
采用低蒸母液(240-250g/l、出料温度68℃-75℃)化片碱55g，低蒸母液浓度提升至295-305g/l，温度75℃-80℃，化片碱后的低蒸母液送人盐沉降槽以1℃/min的降温速度进行自然降温，以加强碳酸钠的析出效果，碳酸钠在铝酸钠溶液中的溶解度NC/NT为8-8.5%。
实施例3
采用低蒸母液(240-250g/l、出料温度68℃-75℃)化片碱50g，低蒸母液浓度提升至290-300g/l，温度75℃-80℃，化片碱后的低蒸母液送人盐沉降槽以1℃/min的降温速度进行自然降温，以加强碳酸钠的析出效果，碳酸钠在铝酸钠溶液中的溶解度NC/NT为8.5-9%。
结论：用低蒸母液化片碱进行碳碱打捞新工艺，有以下两个优点：一、可有效降低溶液温度（75-80℃），提高碳酸钠晶体析出量（21g/l）；二、避免用片碱进行溶解向系统补碱导致大量的水进入生产流程，增加蒸汽消耗，增加生产成本。
对比例1
国内某氧化铝厂传统排盐工艺流程是采用将低蒸母液(240-250g/l、出料温度68℃-75℃)用强制循环蒸发器将浓度提升至290-300g/l，出料温度100-110℃，将高蒸母液送至盐沉降槽，采用自然降温的方式使碳酸钠结晶析出。该方法因溶液温度高(100-110℃)，碳酸钠析出量不是很理想；传统补碱工艺流程是采用将片碱用水进行溶解，溶解1吨片碱需消耗2吨水，按照0.30的汽水比，需消耗蒸汽0.60t，增加生产成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种降低低蒸母液中碳酸钠含量的方法，其特征在于，包括：
将所述低蒸母液与氢氧化钠混合；以及
将所得到的混合物进行降温处理，以便析出碳酸钠晶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钠是以固体形式提供的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钠的使用量为每升所述低蒸母液与50～60克所述氢氧化钠混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降温处理是在沉降槽中进行的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降温处理是将所述混合物降温至75～80摄氏度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述降温处理是以1℃/min的降温速度进行的。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低蒸母液中碳酸钠的含量为不低于25g/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所得到的碳酸钠晶体与石灰乳反应，以便生成氢氧化钠。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述氢氧化钠用于拜耳法生产氧化铝。
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