CN109761254A - 一种降低氢氧化铝或氧化铝中氧化钠杂质含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法，包括：将氧化铝或氢氧化铝，与水加入到容器中搅拌混合；通入二氧化碳气体，使之与料浆充分混合，并加热到一定温度；通过过滤设备将所述混合液进行固液分离，对分离后的产品进行洗涤；将洗涤后的所述产品烘干，得到低钠氧化铝或氢氧化铝；将所述分离后的洗涤液送往氧化铝流程进行配料。根据本发明所述方法，可低成本、高效率、环境友好地降低氧化铝或氢氧化铝中的钠含量，该方法适用于目前的氧化铝和氢氧化铝生产，使用本发明去除工业氧化铝或氢氧化铝中的氧化钠，应用于需要低氧化钠杂质含量的领域，如耐火材料，电缆护套填料等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低氧化铝或氢氧化铝产品中氧化钠杂质的方法，属于轻金属冶金领域。
背景技术
现代氢氧化铝、氧化铝的生产一般都是使用拜耳法进行生产，生产使用氢氧化钠溶液，将矿石中的氧化铝溶解到氢氧化钠溶液中，与矿石中的其他成分分离，再通过分解工序，将氢氧化铝从溶液中分解出来。氢氧化钠贯穿整个生产过程，一般工业生产氢氧化铝含碱在0.4-0.6％，碱在产物中主要以三种形式的存在：附着碱，晶间碱和结晶碱。这三种碱称为全碱或总碱。根据研究和生产实践数据表明：附着碱约占40-50％；晶间碱约占50-60％；结晶碱约占1-3％。氢氧化铝降低钠含量主要是降低晶间碱和附着碱的含量。
氢氧化铝和氧化铝的用途被逐渐开发，在填料、电工、耐火材料等领域都有着广泛的应用。而氧化钠这种杂质的存在，影响着其使用性能。目前主要的除钠手段，主要是加大洗水量(降低附着碱)，控制分解过程(降低晶间碱和结晶碱)。但是造成消耗和成本都较高。考虑到成本、设备腐蚀和对氧化铝流程的影响，除钠剂(例如：盐酸、硫酸、醋酸等)很少被使用。
相比现有技术，本发明所述方法可低成本、高效率、环境友好地降低氧化铝和氢氧化铝中的氧化钠含量，适用于目前的氧化铝和氢氧化铝生产，使用本发明去除工业氧化铝或氢氧化铝中的氧化钠，应用于需要低氧化钠杂质含量的领域，如耐火材料，电缆护套填料等领域。
发明内容
本发明旨在提供一种降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法，采用氧化铝或氢氧化铝的水溶液为原料通过通入二氧化碳在不引入新的杂质离子的情况下降低氧化钠杂质含量且产生的废液可再利用。根据本发明所述方法，可低成本、高效率、环境友好地降低氧化铝和氢氧化铝中的氧化钠含量，该方法适用于目前的氧化铝和氢氧化铝生产，使用本发明去除工业氧化铝或氢氧化铝中的氧化钠，应用于需要低氧化钠杂质含量的领域，如耐火材料，电缆护套填料等领域。
本发明涉及一种降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法，其包括：
S1：将氧化铝或氢氧化铝，与水加入到容器中搅拌混合；
S2：通入二氧化碳气体，使之与料浆充分混合，并加热到一定温度；
S3：通过过滤设备将所述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤；
S4：将洗涤后的所述产品烘干，得到低钠氧化铝或氢氧化铝；
S5：将所述分离后的洗涤液送往氧化铝生产流程进行配料；
其中，S1中所述水为软化水，控制所述氧化铝或氢氧化铝与水的固液比为1:5。
根据本发明所述工艺方法，S1中所述水为软化水，控制所述氧化铝或氢氧化铝与水的固液比优选为1:2-3，做好通气前的准备。
根据本发明所述工艺方法，S2中所述二氧化碳气体通过气体分布器与料浆充分混合；控制料浆的加热温度为40-100℃；按500Kg加料量计，通气速度为40-120m3/h；以及反应时间为20-40min。
进一步地，所述控制料浆的温度优选为50-60℃；按500Kg加料量计，所述通气速度优选为60m3/h；以及所述反应时间优选为20-30min。
根据本发明所述工艺方法，S2中所述二氧化碳为工业二氧化碳或经净化降温后的窑炉烟气。
进一步地，所述二氧化碳为经净化降温后的氧化铝焙烧炉的烟气。
根据本发明所述工艺方法，S3中所述过滤设备为带滤机或压滤机。
进一步地，优选带滤机对所述混合液进行液固分离。
进一步地，更优选平盘过滤机对所述混合液进行液固分离。
根据本发明所述工艺方法，S3中对分离后的产品进行洗涤可以是淋洗或搅洗，所述洗涤使用软化水，水温控制在60-100℃，水量控制在产品重量的2-4倍。
进一步地，所述水温优选为70-80℃，所述水量优选控制在产品重量的2-3倍。
根据本发明所述工艺方法，S5中所述分离后的洗涤液中含有碳酸钠，可以送往氧化铝生产流程作为原料。
通过本发明所述降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法可以带来以下有益效果：
1)本发明使用二氧化碳作为除钠剂降低氢氧化铝或氧化铝中的氧化钠杂质含量，不会引入新的对后续的氧化铝流程有影响的离子。
2)本发明使用窑炉烟气作为二氧化碳来源，实现废气利用和余热回收。
3)本发明使用二氧化碳作为除钠剂，可以大幅降低除钠成本，同时洗涤后的废水中含有碳酸钠不含其它阴离子，可以作为氧化铝生产的生产用水，减少水资源消耗。
4)本发明属于直接使用二氧化碳在水溶液中去除氢氧化铝或氧化铝中的氧化钠杂质，可以大幅降低除杂成本。
5)本发明产生的除钠后的废水可以进入到烧结法氧化铝流程，作为生产原料。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
本发明提供了一种降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法，其包括：
S1：将氧化铝或氢氧化铝，与水加入到容器中搅拌混合。
根据本发明所述工艺方法，所述水为软化水，可以降低产品中的Ca、Mg含量，防止去除Na的同时引入新的杂质；控制所述氧化铝或氢氧化铝与水的固液比为1:5，优选为1:2-3，以确保除钠效果和效率，做好通气前的准备。
S2：通入二氧化碳气体，使之与料浆充分混合，并加热到一定温度。
根据本发明所述工艺方法，所述二氧化碳气体通过气体分布器与料浆充分混合；控制料浆的加热温度为40-100℃；按500Kg加料量计，通气速度为40-120m3/h；以及反应时间为20-40min。
进一步地，所述控制料浆的温度优选为50-60℃；按500Kg加料量计，所述通气速度优选为60m3/h；以及所述反应时间优选为20-30min。
根据本发明所述工艺方法，所述二氧化碳为工业二氧化碳或经净化降温后的窑炉烟气。
在氧化铝的生产中，窑炉烟气中含有大量的二氧化碳和热量。二氧化碳是酸性气体，其溶解于水中形成弱酸碳酸。在烧结法氧化铝生产中，使用二氧化碳生产氢氧化铝。二氧化碳是很好的除钠剂，并且除钠后不会引入新的杂质离子。洗涤后产生的碳酸钠溶液，可以作为烧结法氧化铝生产的原料使用。
进一步地，所述二氧化碳为经净化降温后的氧化铝焙烧炉的烟气，利用其中的烟气余热加热料浆。
S3：通过过滤设备将所述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤。
根据本发明所述工艺方法，所述过滤设备为带滤机或压滤机。
进一步地，优选带滤机对所述混合液进行固液分离。
进一步地，更优选平盘过滤机对所述混合液进行固液分离。
在S3步骤中，对分离后的固体产品进行洗涤可以是淋洗或搅洗，所述洗涤使用软化水，水温控制在60-100℃，水量控制在产品重量的2-4倍。
进一步地，所述水温优选为70-80℃，所述水量优选控制在产品重量的2-3倍。
通过S3步骤对固体产品洗涤后的液体，含有碳酸钠的含量低，可以作为下一批脱钠产品的配料用水。
S4：将洗涤后的所述产品烘干，得到低钠氧化铝或氢氧化铝。
S5：将所述分离后的洗涤液送往氧化铝生产流程进行配料。
在S3步骤中通入二氧化碳后分离的液体中含有碳酸钠，可以送往氧化铝生产流程作为原料。
实施例1
在烧杯中加入软化水1L，取工业氧化铝1kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min和20min，通气速度为60m3/h。对混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在70℃，水量控制在1L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，进行取样分析：
实施例2
在烧杯中加入软化水2L，取工业氧化铝1kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min和20min，通气速度为60m3/h。对混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在70℃，水量控制在1L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，进行取样分析：
实施例3
在烧杯中加入软化水3L，取工业氧化铝1kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min和20min，通气速度为60m3/h。对混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在70℃，水量控制在1L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，进行取样分析：
实施例4
在烧杯中加入软化水5L，取工业氧化铝1kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min和20min，通气速度为60m3/h。对混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在70℃，水量控制在1L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，进行取样分析：
实施例5：
在烧杯中加入软化水4L，取工业氧化铝2kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为60℃，通气时间分别为10min、20min和30min，通气速度为80m3/h。对混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在80℃，水量控制在2L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，取样分析：
实施例6：
在搅拌槽中加入软化水1.5吨，取工业氧化铝500kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入经净化降温后的氧化铝焙烧炉烟气，料浆温度为80℃，通气时间分别为25min，通气速度为120m3/h。通过平盘过滤机将所述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在100℃，水量控制在0.75吨，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氧化铝，取样分析：
实施例7
在烧杯中加入软化水2L，取工业氢氧化铝1kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min和20min，通气速度为40m3/h。对上述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在80℃，水量控制在1L，将洗涤后的氢氧化铝烘干，得到低钠氢氧化铝，进行取样分析：
实施例8：
在烧杯中加入软化水4L，取氢氧化铝2kg，搅拌混合配制成料浆，经气体分布器通入工业二氧化碳气体，料浆温度为50℃，通气时间分别为10min、20min，通气速度为120m3/h。通过平盘过滤机将所述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤，水温控制在80℃，水量控制在2L，将洗涤后的氧化铝烘干，得到低钠氢氧化铝，取样分析：
本发明利用窑炉烟气降低产品中氧化钠杂质含量的工艺，既实现了绿色环保的去除工艺，实现了窑炉废气和余热的利用，降低了除杂的生产成本，又不会为氧化铝生产流程带入新的杂质离子。除杂流程产生的废液，其中含有碳酸钠，可以作为烧结法氧化铝的原料。
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 (10)
1.一种降低氧化铝或氢氧化铝中氧化钠杂质含量的工艺方法，包括：
S1：将氧化铝或氢氧化铝，与水加入到容器中搅拌混合；
S2：通入二氧化碳气体，使之与料浆充分混合，并加热到一定温度；
S3：通过过滤设备将所述混合液进行液固分离，对分离后的产品进行洗涤；
S4：将洗涤后的所述产品烘干，得到低钠氧化铝或氢氧化铝；
S5：将所述分离后的洗涤液送往氧化铝生产流程进行配料；
其中，所述水为软化水，控制所述氧化铝或氢氧化铝与水的固液比为1:5。
2.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，控制所述氧化铝或氢氧化铝与水的固液比优选为1:2-3。
3.如权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于，S2中所述二氧化碳气体通过气体分布器与料浆充分混合；控制所述料浆的加热温度为40-100℃；按500Kg加料量计，通气速度为40-120m3/h；以及反应时间为20-40min。
4.如权利要求3所述的工艺方法，其特征在于，所述控制料浆的温度优选为50-60℃；按500Kg加料量计，所述通气速度优选为60m3/h；以及所述反应时间优选为20-30min。
5.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述二氧化碳为工业二氧化碳或经净化降温后的窑炉烟气。
6.如权利要求5所述的工艺方法，其特征在于，所述二氧化碳为经净化降温后的氧化铝焙烧炉的烟气。
7.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，S3中所述过滤设备为带滤机或压滤机，优选带滤机，更优选平盘过滤机对所述混合液进行液固分离。
8.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，S3中对分离后的产品进行洗涤可以是淋洗或搅洗，所述洗涤使用软化水，水温控制在60-100℃，水量控制在产品重量的2-4倍。
9.如权利要求8所述的工艺方法，其特征在于，所述水温优选为70-80℃，所述水量优选控制在产品重量的2-3倍。
10.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，S5中所述分离后的洗涤液中含有碳酸钠，可以送往氧化铝生产流程作为原料。
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