CN108569716A - 一种铝酸钠粗液精制过滤的方法 - Google Patents

一种铝酸钠粗液精制过滤的方法 Download PDF

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Abstract

一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，指在氧化铝生产中，采用低Rp值的循环母液、或分解母液、或两者的混合铝酸钠溶液直接消化生石灰，得到固含为180‑320g/l的石灰乳浆液助滤剂，使其充分反应形成热力学稳定的铝酸钙3CaO·Al2O3·6H2O及水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6‑2x)H2O晶体，此浆液助滤剂与铝酸钠粗液按1∶30‑1∶360的体积比，一起连续泵入叶滤机内，进行铝酸钠粗液的精制过滤。这种浆液助滤剂中的铝酸钙及水化石榴石晶型完善、颗粒粗大，且硬度较大，能增大叶滤机滤饼疏松度提高助滤效果，本技术还可简化生产工艺，提高系统浓度，减少氧化铝损失。

Description

一种铝酸钠粗液精制过滤的方法
技术领域
本发明涉及氧化铝生产技术领域，尤其适应于铝酸钠粗液精制过滤过程，具体涉及一种铝酸钠粗液精制过滤的方法。
技术背景
在碱法生产氧化铝过程中，铝土矿高压溶出后的矿浆经稀释和沉降液固分离得到的溶液称为铝酸钠粗液，此溶液需进一步精制过滤，以期得到更加纯净的铝酸钠溶液，此溶液称为精液，一般精液的指标是Al2O3：145～195g/l，SiO2：0.7～1.3g/l，Rp：1.02～1.22，浮游物≤0.015g/l，其中Rp是溶液中Al2O3与Na(OH)2的质量比值。精液添加氢氧化铝晶种并降温使溶液饱和度降低结晶析出氢氧化铝，经立盘过滤机分离提取氢氧化铝后的溶液为分解母液，又称蒸发原液，溶液中Al2O3：75～105g/l，SiO2：0.7～1.3g/l，Rp：0.51～0.62。循环母液是分解母液经蒸发浓缩循环使用溶出下一批矿石的溶液，其中Al2O3：100～140g/l，SiO2：0.95～1.65g/l，Rp：0.4～0.55。
现生产应用中均采用全自动立式叶滤机设备进行铝酸钠粗液的精制过滤，由于粗液中所携带的赤泥颗粒极为细小且黏度大，在过滤时属于可压缩滤饼，该滤饼致密滤液通过困难，故叶滤机的产能往往只有1.0m3/m2·h±，达不到设计产能，为保证叶滤机的过滤效果和设备产能，在精制过滤过程中往往要加入水石灰乳、电石渣、粉煤灰等作为过滤助滤剂。
申请号200910086049.2“一种铝酸钠溶液过滤方法”的中国专利中，提出在铝酸钠粗液过滤时将水化石灰乳与精液按体积比1∶3的比例经充分混合，反应生成含有3CaO·Al2O3·6H2O的活性成分，再加入粗液槽中作助滤剂。水石灰乳会带入大量水分进入生产系统，对铝酸钠溶液造成冲淡，增加后续蒸发工序负担。
专利申请号201110287221.8“一种立式叶滤机助滤剂的加入方法”的中国专利中，采用水石灰乳预先与粗液或精液在助滤剂制备槽内混合，充分搅拌，在叶滤机挂布阶段将制备好的助滤剂通过进料泵送入叶滤机形成预涂层，正常过滤阶段，叶滤机单独从粗液槽进料，即不再添加助滤剂。该技术在实际生产中难以精准控制，且在正常过滤时不加助滤剂，易重新形成致密的滤饼，会大幅度降低叶滤机的通过能力。
申请号201610224095.4“氧化铝生产中铝酸钠溶液精制助滤剂制备及滤饼利用方法”的中国专利中，助滤剂的制备是用石灰乳和/或石灰与分解母液投入助滤剂制备槽中进行反应制备得到铝酸钙浆液，该浆液经过离心液固分离得到的固体滤饼投入浆液槽内，然后泵入粗液搅拌1小时以上以便充分反应，再和粗液一起泵入叶滤机进行过滤。此技术工艺流程复杂、设备配置较多、运行费用较高；若采用石灰投入助滤剂制备槽，还需增加收尘系统，使生产工艺更加繁琐，且消化的石灰乳质量较差。
电石渣、粉煤灰等过滤助滤剂实际应用助滤效果不够理想。
发明内容
为解决背景技术中提及的技术问题，本发明是通过以下技术步骤加以实现的。
一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，包括以下步骤：
步骤一：用低Rp值母液消化生石灰，充分反应得到含有铝酸钙和水化石榴石晶体的浆液助滤剂；
步骤二：将所述浆液助滤剂与铝酸钠粗液一起连续泵入叶滤机内进行铝酸钠粗液的精制过滤。
进一步的，所述母液为循环母液或分解母液或循环母液和分解母液的混合液。
进一步的，所述循环母液的Rp值为0.4-0.55，所述分解母液的Rp值为0.51-0.62，所述循环母液和分解母液的混合液Rp值为0.4-0.62。
进一步的，所述步骤一中母液消化生石灰的反应时间为2-6h。
进一步的，所述浆液助滤剂的固含控制在180-320g/l。
进一步的，所述步骤二中所述浆液助滤剂与铝酸钠粗液的体积比为1∶30-1∶360。
采用上述生产步骤，克服了原有技术中的不足，可简化生产工艺，且助滤效果良好。与水消化石灰相比带入生产系统的水量大大减小，减轻了蒸发器的负荷；与精液、粗液等高Rp值溶液消化石灰方法相比避免了精液或者粗液中氧化铝的损失，提高了氧化铝的循环效率。
具体实施方式
本发明的方法具体在氧化铝生产中，采用流程中低Rp值的循环母液、或分解母液、或两者的混合铝酸钠溶液直接消化生石灰，得到固含为180～320g/l的石灰乳浆液助滤剂，使其反应2～6h，形成热力学稳定的铝酸钙与水化石榴石晶体，然后将此浆液助滤剂与铝酸钠粗液按1∶30-1∶360的体积比例，一起连续泵入叶滤机内，进行铝酸钠粗液的精制过滤。
以下是本发明的具体实施例：
实施例1：
用Rp值为0.46的循环母液消化生石灰，得到固含为265g/l的浆液助滤剂，该浆液反应3.5h后，与铝酸钠粗液按1∶105的体积比比例一起连续泵入叶滤机内，叶滤机的平均产能为1.85m3/m2·h，得到精液浮游物含量为0.008g/l。
实施例2：
用Rp值为0.55分解母液消化生石灰，得到固含为190g/l的浆液助滤剂，该浆液反应2.3h后，与铝酸钠粗液按1∶45的体积比比例一起连续泵入叶滤机内，叶滤机的平均产能为1.55m3/m2·h，得到精液浮游物含量为0.012g/l。
实施例3：
用分解母液和循环母液分别占50％、Rp值为0.51的混合液消化生石灰，得到固含为235g/l的浆液助滤剂，该浆液反应5.2h后，与铝酸钠粗液按1∶220的体积比比例一起连续泵入叶滤机内进行过滤，叶滤机的平均产能可达1.62m3/m2·h，得到精液浮游物含量为0.015g/l。
实施例4：
用Rp值为0.42的分解母液消化生石灰，得到固含为316g/l的浆液助滤剂，该浆液反应2.1h后，与铝酸钠粗液按1∶350的体积比比例一起连续泵入叶滤机内进行过滤，叶滤机的平均产能可达1.73m3/m2·h，得到精液浮游物含量为0.014g/l。
本发明能够产生如此技术效果的原因是消化石灰用的低Rp值铝酸钠溶液中含有一定量的SiO2，故浆液助滤剂形成的石灰乳中不但含有铝酸钙3CaO·Al2O3·6H2O，还会生成少量的且饱和系数x很低的水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O。水化石榴石会包裹在铝酸钙的外面，使石灰乳中的固体结晶颗粒更为粗大，更适合做过滤助滤剂使用。消化石灰时的反应热和足够的反应时间，有利于浆液助滤剂中晶体的生成及长大。电镜观察，浆液助滤剂中的铝酸钙及水化石榴石晶型完善、颗粒粗大，且硬度较大，这种颗粒物在铝酸钠溶液过滤时为不可压缩滤饼，可增大滤饼的疏松度，减少过滤阻力，提高铝酸钠溶液在叶滤机的通过量，由于滤饼疏松还便于叶滤机的卸饼作业，由于上述原因，本申请的方法可简化生产工艺，且助滤效果良好。与水消化石灰相比减少了带入生产系统的水量，减轻了蒸发器的负荷；与精液、粗液等高Rp值溶液消化石灰方法相比避免精液或者粗液中氧化铝的损失，提高了氧化铝的循环效率。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一：用低Rp值母液消化生石灰，充分反应得到含有铝酸钙和水化石榴石晶体的浆液助滤剂；
步骤二：将所述浆液助滤剂与铝酸钠粗液一起连续泵入叶滤机内进行铝酸钠粗液的精制过滤。
2.如权利要求1所述的一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是所述母液为循环母液或分解母液或循环母液和分解母液的混合液。
3.如权利要求2所述的一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是所述循环母液的Rp值为0.4-0.55，所述分解母液的Rp值为0.51-0.62，所述循环母液和分解母液的混合液Rp值为0.4-0.62。
4.如权利要求1所述的一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是所述步骤一中母液消化生石灰的反应时间为2-6h。
5.如权利要求1-4任一所述的一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是所述浆液助滤剂的固含控制在180-320g/l。
6.如权利要求5所述的一种铝酸钠粗液精制过滤的方法，其特征是所述步骤二中所述浆液助滤剂与铝酸钠粗液的体积比为1∶30-1∶360。
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