CN111362290A - 一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺及装置，先将拜耳法氧化铝生产流程中的铝酸钠溶液作为苛化原液Ⅰ加入预苛化反应槽，然后加入石灰乳，搅拌反应，得到料浆Ⅰ，过滤得滤液Ⅰ和滤饼Ⅰ，前者返回氧化铝生产流程，后者与苛化原液Ⅱ混合后加入苛化反应槽，搅拌反应，得到料浆Ⅱ，料浆Ⅱ经过滤得滤液Ⅱ和滤饼Ⅱ，前者返回氧化铝生产流程，后者经洗涤后直接外排赤泥堆场或综合利用。本发明的苛化效率高，不需要进行升温或降温操作，大大降低了能源消耗。

Description

一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种拜耳法氧化铝生产工艺的改进，具体涉及一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺及装置。属于氧化铝生产技术领域。

背景技术

拜耳法生产氧化铝过程中存在反苛化，即铝酸钠溶液中的苛性碱转化为碳酸钠的过程。反苛化不仅包括矿石及石灰添加剂中各种碳酸盐与铝酸钠溶液形成碳酸钠的过程，也包括腐植酸钠等有机物的分解和空气搅拌过程中带入CO₂造成苛性碱转化为碳酸钠的过程，但在实际生产过程中各种原料中的碳酸盐是引起反苛化作用的主要原因。碳酸盐的反苛化对氧化铝生产的危害是多方面的：它使溶液部分苛性碱转化为碳酸钠，不利于矿石中氧化铝的溶出；溶液中碳酸钠浓度的升高，会引起溶液黏度升高导致赤泥沉降分离困难，并使种分过程分解率降低，碳酸钠在母液蒸发时析出还会降低蒸发换热器的传热效率，增加蒸发能耗，最为严重的是碳酸盐在溶出析出，造成生产中断。因此氧化铝生产过程必须设置碳酸钠排除与苛化工艺，以维持生产循环过程碳酸钠平衡。

专利CN1868880A公开了一种拜耳法氧化铝生产的侧流苛化方法，用来代替蒸发排盐—苛化工艺，侧流苛化所用苛化原液为赤泥洗涤工序来的二次次洗液。该方法比蒸发排盐—苛化工艺具有流程短、能耗低等优点。但是该方法只能在二次/三次洗液等低浓度溶液中应用，苛化原液中碳酸钠量较少，不能满足氧化铝生产需要；而且随着反应的进行，Ca(OH)₂颗粒表面会覆盖一些析出的Na₂CO₃的颗粒，这阻碍苛化反应的进行，苛化残渣中含量高，石灰效率低。并且苛化率低，约为25～35％。

专利CN1323278A公开了一种氧化铝精炼厂拜耳液苛化的改进工艺，该工艺包括在一级反应器内，在受控的低至中温(70～80℃)和搅拌条件下，将石灰与铝酸盐离子在拜耳液中反应；以及二级反应器在温度100～180℃的受控条件下以使水铝钙石与拜耳液反应形成碳酸钙，从而获得苛化了的拜耳液。大幅提高石灰利用效率并尽量减少氧化铝损失。但是该方法需要对氧化铝工艺溶液进行降温(一级反应)和升温(二级反应)，造成氧化铝生产能源消耗增加。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺及装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，具体步骤如下：

(1)预苛化：先将拜耳法氧化铝生产流程中的铝酸钠溶液作为苛化原液Ⅰ加入预苛化反应槽，然后加入石灰乳，搅拌反应，得到料浆Ⅰ，过滤得滤液Ⅰ和滤饼Ⅰ，前者返回氧化铝生产流程，后者进入步骤(2)；

(2)苛化：接着将滤饼Ⅰ与苛化原液Ⅰ等重量的苛化原液Ⅱ混合后加入苛化反应槽，搅拌反应，得到料浆Ⅱ，进入步骤(3)；

(3)苛化渣处理：料浆Ⅱ经过滤得滤液Ⅱ和滤饼Ⅱ，前者返回氧化铝生产流程，后者经洗涤后直接外排赤泥堆场或综合利用。

优选的，步骤(1)中，所述苛化原液Ⅰ选自以下的任一种：

(1-A)赤泥洗涤的一次、二次或n次洗液，其中，n为≥1的整数，具体根据氧化铝生产实际需求确定，如碳酸钠苛化量、溶液浓度、温度等确定；

(1-B)分解晶种洗涤的洗液；

(1-C)产品氢氧化铝洗涤的洗液(强滤液或弱滤液)。

优选的，步骤(1)中，所述石灰乳中有效CaO的重量含量为14～16％。

优选的，步骤(1)中，搅拌反应温度为90～110℃，反应时间为5～60分钟，进一步优选为10～50分钟，更进一步优选为10～30分钟。温度的控制主要由苛化原液Ⅰ决定，无需特别调控；时间的控制使得苛化反应速度较快，苛化效率较高，能源消耗少。

优选的，步骤(1)中，搅拌转速不低于30转/分钟，进一步优选为不低于80转/分钟，更进一步优选为不低于200转/分钟。

优选的，步骤(1)中，石灰乳按照苛化原液Ⅰ和苛化原液Ⅱ中所含碳酸钠总摩尔量的0.5～1倍添加，进一步优选为0.7～0.9倍，更进一步优选为0.8倍。

优选的，步骤(1)中，加入石灰乳的同时添加苛化助剂，所述苛化助剂为硼酸盐pH缓冲剂，进一步优选为偏硼酸钠或四硼酸钠；苛化助剂的添加量为100～1000ppm，进一步优选为200～700ppm，更进一步优选为300～500ppm。

优选的，步骤(1)中，滤饼Ⅰ进入步骤(2)之前先利用95℃热水进行洗涤处理，洗水用于赤泥洗涤。

优选的，步骤(2)中，所述苛化原液Ⅱ选自以下的任一种：

(2-A)赤泥洗涤的一次、二次或n次洗液，其中，n≥1，具体根据氧化铝生产实际需求确定，如碳酸钠苛化量、溶液浓度、温度等确定；

(2-B)蒸发排盐工序的盐(碳酸钠)溶解液。

优选的，步骤(2)中，搅拌反应温度为90～110℃，反应时间为30～120分钟，进一步优选为40～90分钟，更进一步优选为50～70分钟。温度的控制主要由苛化原液Ⅱ决定，时间的控制使得Ca(OH)₂反应完全，石灰效率较高。

优选的，步骤(2)中，搅拌转速不低于30转/分钟，进一步优选为不低于80转/分钟，更进一步优选为不低于200转/分钟。

优选的，步骤(2)中，搅拌反应之前还向苛化反应槽中添加苛化助剂，苛化助剂的添加量为100～1000ppm，进一步优选为200～700ppm，更进一步优选为300～500ppm。

优选的，步骤(3)中，滤饼Ⅱ利用热水洗涤，过滤得滤液Ⅲ和滤饼Ⅲ，前者送往赤泥洗涤作为洗水，后者直接外排赤泥堆场，或作为电厂脱硫用脱硫剂实现综合利用，避免碳酸钙返回赤泥洗涤时发生反苛化。

进一步优选的，苛化渣处理时采用两台转鼓过滤机作为过滤分离设备，分别用于过滤分离或洗涤。

进一步优选的，苛化渣处理时采用一台平盘过滤机作为过滤分离设备，其平盘盘面分为分离区和洗涤区，分别实现过滤分离或洗涤。

上述工艺对应的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化装置，主要包括预苛化槽(3)和苛化槽(6)两部分，预苛化槽(3)的顶部和底部分别设有入口Ⅰ和出口Ⅰ，苛化槽(6)的顶部和底部分别设有入口Ⅱ和出口Ⅱ；其中，入口Ⅰ分别与苛化原液Ⅰ管道、石灰乳槽(1)连通，出口Ⅰ通过预苛化过滤机(5)与苛化槽(6)连通；预苛化过滤机(5)设有滤液Ⅰ出口和滤饼Ⅰ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者与苛化原液Ⅱ管道合并后连接至入口Ⅱ，出口Ⅱ与苛化过滤机(8)连接，苛化过滤机(8)设有滤液Ⅱ出口和滤饼Ⅱ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者外排赤泥堆场或转移至其他地方综合利用。

优选的，所述预苛化槽(3)、苛化槽(6)的数量分别为n个，n为≥1的整数。

优选的，所述石灰乳槽(1)与预苛化槽(3)之间设有石灰乳泵(2)，预苛化槽(3)与预苛化过滤机(5)之间设有预苛化泵(4)，苛化槽(6)与苛化过滤机(8)之间设有苛化泵(7)。

优选的，该装置还包括苛化助剂槽(9)，入口Ⅰ、入口Ⅱ分别与苛化助剂槽(9)连通。

进一步优选的，在入口Ⅱ与苛化助剂槽(9)之间设有苛化助剂泵(10)。

优选的，该装置还包括热水管道，滤饼Ⅰ出口、滤饼Ⅱ出口分别与热水管道连接。

本发明的有益效果：

在常规苛化反应装置中，石灰与碳酸钠(Na₂CO₃)水溶液反应再生产生氢氧化钠，所涉及的反应如下：

Ha₂CO₃+Ca(OH)₂＝2NaOH+CaCO₃ (1)

上述反应不可能趋向完全，而是达成平衡，可由以下等式来描述：

K为表观平衡常数，由碳酸钠转化为氢氧化钠受化学平衡和反应动力学控制，反应通常在开始时快速进行，然后在20～30分钟后反应就变得非常慢，主要原因有两点：

1、由于[OH^-]浓度增加，苛化反应平衡向左移动；

2、随着反应的进行，Ca(OH)₂颗粒表面会覆盖一些析出的Na₂CO₃的颗粒，这阻碍了CO₃ ^2-离子由溶液向Ca(OH)₂颗粒的核进行扩散。

为了消除Ca(OH)₂表面覆盖碳酸钙薄膜的不利影响，必要时可以添加苛化助剂，这种助剂可以抑制Ca(OH)₂颗粒表面或附近的羟基离子浓度，使得苛化反应平衡向右移动，从而增加苛化效率。

普遍认为氧化铝生产系统中，反苛化反应主要是游离NaOH与CaCO₃作用的结果，该反应仅在高温(＞150℃)的条件下方可显著进行；而在低温(＜100℃)条件下，CaCO₃的反苛化反应则比较微弱，一直被忽略。因此，在氧化铝生产企业中，以CaCO₃为主要组成的苛化渣直接混入赤泥洗涤系统中经沉降分离后随赤泥外排。但是，即使在低温铝酸钠溶液中，CaCO₃反苛化也十分明显，又造成碳酸根重溶回流程且伴随着氧化铝的损失。据此对苛化渣进行洗涤后直接外排，对避免碳酸根反苛化非常有益。

据此本发明将一部分苛化原液Ⅰ(铝酸钠溶液)进入预苛化(第一段)反应槽与石灰乳在剧烈搅拌条件下反应，必要时可以添加苛化助剂，然后过滤分离[OH^-]浓度增加的苛化后液，滤饼送入苛化段(第二段)作为苛化剂，苛化后液返回氧化铝生产流程。本段苛化反应的苛化效率约25～45％。

预苛化后分离的滤饼与新鲜的苛化原液Ⅱ混合进入苛化段(第二段)反应槽搅拌反应。通过提高CO₃ ^2-离子的浓度，降低[OH^-]浓度推动苛化反应向右进行，同时利用剧烈的搅拌将Ca(OH)₂颗粒表面会覆盖一些析出的CaCO₃的颗粒，消除CO₃ ^2-离子由溶液向Ca(OH)₂颗粒的核扩散的阻碍，必要时可以添加苛化助剂。这样在预苛化后未反应的Ca(OH)₂颗粒可以完全反应，达到充分利用石灰的效果。本段苛化反应的苛化效率约40～65％。

苛化完成后的料浆送往苛化渣处理段(第三段)，经过过滤分离后，滤液返回氧化铝工艺流程，滤饼用热水洗涤，然后进行过滤分离，洗液送往赤泥洗涤作为洗水，滤饼电厂脱硫作脱硫剂综合利用或直接外排赤泥堆场，避免碳酸钙返回赤泥洗涤时发生反苛化。

石灰乳经过二段苛化反应，同时对苛化渣洗涤处理，最终苛化渣中残余Ca(OH)₂几乎为0，石灰效率可以提高至80％以上，总苛化效率可以达到80％及以上。同时避免苛化产物CaCO₃又反苛化造成CO₃ ^2-离子重回氧化铝生产流程。

综上所述，本发明不需要进行升温或降温操作，大大降低了能源消耗。

附图说明

图1是本发明的装置图；

其中，1为石灰乳槽，2为石灰乳泵，3为预苛化槽，4为预苛化泵，5为预苛化过滤机，6为苛化槽，7为苛化泵，8为苛化过滤机，9为苛化助剂槽，10为苛化助剂泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实验用溶液和药剂：

一次洗液(Na₂O_T 80.70g/l，Al₂O₃ 61.99g/l，Na₂O_k 68.09g/l，Nc/NT 15.72％)、二次洗液和三次洗液为国内山西A厂溶液，蒸发盐溶解液为国内贵州B厂溶液，晶种洗液来自国内山东C厂；

石灰乳为用国内山西A厂的工业石灰制备，有效CaO的重量含量15.33％。

苛化助剂，购自市场的W-7201苛化助剂。

参考实施例：

如图1所示的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化装置，主要包括预苛化槽3和苛化槽6两部分，预苛化槽3的顶部和底部分别设有入口Ⅰ和出口Ⅰ，苛化槽6的顶部和底部分别设有入口Ⅱ和出口Ⅱ；其中，入口Ⅰ分别与苛化原液Ⅰ管道、石灰乳槽1连通，出口Ⅰ通过预苛化过滤机5与苛化槽6连通；预苛化过滤机5设有滤液Ⅰ出口和滤饼Ⅰ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者与苛化原液Ⅱ管道合并后连接至入口Ⅱ，出口Ⅱ与苛化过滤机8连接，苛化过滤机8设有滤液Ⅱ出口和滤饼Ⅱ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者外排赤泥堆场或转移至其他地方综合利用。

石灰乳槽1与预苛化槽3之间设有石灰乳泵2，预苛化槽3与预苛化过滤机5之间设有预苛化泵4，苛化槽6与苛化过滤机8之间设有苛化泵7。

该装置还包括苛化助剂槽9，入口Ⅰ、入口Ⅱ分别与苛化助剂槽9连通。在入口Ⅱ与苛化助剂槽9之间设有苛化助剂泵10。

该装置还包括热水管道，滤饼Ⅰ出口、滤饼Ⅱ出口分别与热水管道连接。

实施例1～8均采用参考实施例的装置。

对比例1(现有苛化技术模拟)

在一台6头的转瓶油浴装置中，模拟现有侧流苛化，每个转瓶中加100mL一次洗液，同时按100mL一次洗液中碳酸钠(以Na₂O_C记)摩尔量1：1加入CaO(石灰乳)，转瓶以30RPM的速度转动，在温度90℃下反应，每隔5、15、30、60、90、120分钟取出一个转瓶，用真空抽滤装置快速进行固液分离，分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表1。

表1.对比例1的苛化液分析和苛化效率

由表1可知，现有苛化技术在0～30分钟时苛化速度提高很快，30分钟后，随着苛化的进行溶液中[OH^-]浓度增加，CO₃ ^2-离子降低，苛化效率增长缓慢。反应120分钟苛化效率为33.77％。

Na₂O_T表示溶液指全碱(Na₂O计)浓度g/l,Na₂O_C表示碳酸钠(Na₂O计)浓度g/l，Nc/N_T表示碳酸钠与全碱的百分比。苛化效率：以苛化了的碳酸钠(Na₂O_C)的量除以苛化原液带进碳酸钠(Na₂O_C)的量。总苛化效率＝预苛化的苛化效率+苛化的苛化效率。下同。

实施例1(改进的苛化技术)

在一台6×150mL的转瓶油浴装置中，每组(共6组)实验取200mL一次洗液，分成2等份各100mL，首先每个转瓶中加100mL一次洗液，同时按200mL一次洗液中碳酸钠(以Na₂O_C记)摩尔量1：1加入CaO(石灰乳)，转瓶以30RPM的速度转动，在温度90℃下反应，用真空抽滤装置快速进行固液分离，滤饼留作第二段苛化剂(石灰)，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表2。

将上述滤饼分别加入对应的一次洗液中并在转瓶以30RPM的速度转动，在温度95℃下反应，每隔30、50、70、90、100、120分钟取出1个转瓶，用真空抽滤装置快速进行固液分离，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表2。

表2.实施例1的苛化液分析和苛化效率

由表2可知，三段苛化技术较现有苛化技术苛化效率大幅提高，苛化效率从33％提高到66％左右，第二段(苛化段)苛化时间在0～70分钟时苛化效率随时间而增加，90分钟后，苛化效率反而有所降低。

实施例2(搅拌强化实验)

在一台6×150mL的转瓶油浴装置中，每组(共6组)实验取200mL一次洗液，分成2等份各100mL，首先每个转瓶中加100mL一次洗液，同时按200mL一次洗液中碳酸钠(以Na₂O_C记)摩尔量1：1加入CaO(石灰乳)，转瓶以30RPM的速度转动，在温度90℃下反应，用真空抽滤装置快速进行固液分离，滤饼留作第二段苛化剂(石灰)，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。

将上述滤饼分别加入对应的一次洗液中并在6头水浴搅拌装置中，在温度95℃下搅拌苛化60分钟，搅拌速度分别为50、80、120、150、170、200RPM，苛化完后用真空抽滤装置快速进行固液分离，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表3。

表3.实施例2的苛化液分析和苛化效率

由表3可知，随着搅拌速度提高，苛化段(第二段)苛化效率逐步提高，苛化效率从32.18％提高到38.12％左右。

实施例3(苛化助剂的作用)

在一台6×150mL的转瓶油浴装置中，每组(共6组)实验取200mL一次洗液，分成2等份各100mL，首先每个转瓶中加100mL一次洗液，同时按200mL一次洗液中碳酸钠(以Na₂O_C记)摩尔量1：1加入CaO(石灰乳)，在6组转瓶分别按0、50、100、250、500、750、1000ppm添加偏硼酸钠苛化助剂，以100RPM的速度转动，在温度90℃下反应15分钟，用真空抽滤装置快速进行固液分离，滤饼留作第二段苛化剂(石灰)，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表4。

将上述滤饼分别加入对应的一次洗液中并在转瓶以100RPM的速度转动，在温度95℃下反应，每个实验分别按0、50、100、250、500、750、1000ppm添加苛化助剂，反应60分钟后，用真空抽滤装置快速进行固液分离，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/NT。实验结果见表4。

表4.实施例3的苛化液分析和苛化效率

由表4可知，在强化外扩散的条件下，苛化助剂分别在第一段、第二段或二段同时添加，苛化效率都有显著的提高。但苛化助剂加在第二段较第一段好，同时在二段加入效果更优。

实施例4(反苛化的影响)

在一台6×150mL的转瓶油浴装置中，分别取二次洗液、三次洗液各2份加入转瓶，每份100mL，并分别加入CaCO₃粉3g，在温度95℃下反应360分钟，用真空抽滤装置快速进行固液分离，并分析苛化液中Na₂O_T、Na₂O_C、Nc/N_T。实验结果见表5。

表5.实施例4的苛化液分析和碳酸钙反苛化率

由表5可知，按照现有技术的做法，将苛化渣直接排放至赤泥洗涤系统，苛化渣中碳酸钙会发生反苛化，反苛化会造成二次洗液和三次洗液碳碱升高，升高约20％左右。基于这种原因，本发明提出将苛化渣洗涤后直接外排，提高苛化的实际效果。

基于上面公式(1)的苛化反应刚开始受化学反应速率影响，随着反应进行，反应体系中[OH^-]浓度增加而抑制化学反应速率，通过这些实验来移除来促使化学反应向右进行的可行性。

为进一步说明，实施例5～8为不同的工艺组合

实施例5：

将赤泥分离洗涤来的一次洗液作为预苛化原液加入预苛化槽，同时在预苛化槽中加入石灰乳和苛化助剂进行预苛化。预苛化槽的搅拌转速100rpm，反应温度为90℃，反时间应15min，苛化助剂量为150ppm，石灰添加量为碳酸钠摩尔量的1倍。反应完成后迅速将预苛化料浆送往预苛化过滤机过滤分离；滤液返回氧化铝生产原流程，滤饼和150ppm苛化助剂同时加入苛化槽中与同样来自赤泥分离洗涤的另外的一次洗液(苛化原液)中进行苛化反应。苛化槽的搅拌转速100rpm，反应温度为90℃，反时间应90min，反应完毕后，苛化后料浆送往苛化过滤机进行固液分离；滤液返回原流程，并同时用95℃热水对苛化渣进行洗涤，洗水送往赤泥洗涤作为赤泥洗水，苛化渣直排堆场。如表6。

实施例6：

将赤泥洗涤分离来的二次洗液作为预苛化原液加入预苛化槽，同时在预苛化槽中按碳酸钠摩尔量0.9倍加入石灰乳，并且加入250ppm苛化助剂进行预苛化。预苛化槽搅拌速度200RPM，反应温度90℃，反应时间30min，反应完成后迅速将预苛化料浆送往预苛化过滤机过滤分离；滤液返回氧化铝生产原流程，滤饼与100ppm苛化助剂加入苛化槽中，与同量的一次洗液(苛化原液)反应120min，搅拌速度80RPM，反应完毕后，苛化后料浆送往苛化过滤机进行固液分离，滤液返回原流程，并同时用95℃热水对苛化渣进行洗涤，洗水送往赤泥洗涤作为赤泥洗水，苛化渣作为电厂脱硫剂。见表6。

实施例7：

将赤泥洗涤分离来的一次洗液作为预苛化原液加入预苛化槽，同时在预苛化槽中按总碳酸钠摩尔量的1倍加入石灰乳，并且加入300ppm苛化助剂进行预苛化。搅拌速度30RPM，反应温度95℃，反应10分钟后迅速将预苛化料浆送往预苛化过滤机过滤分离。滤液返回氧化铝生产原流程，滤饼与200ppm苛化助剂一起加入苛化槽中，与等量来自蒸发排盐的盐溶解液(苛化原液)在反应温度100℃和搅拌速度30RPM的条件下反应60min，反应完成后苛化后料浆送往苛化过滤机进行固液分离；滤液返回原流程，并同时用95℃热水对苛化渣进行洗涤，洗水送往赤泥洗涤作为赤泥洗水，苛化渣作为电厂脱硫剂。见表6。

实施例8：

将分解晶种洗涤来的洗液作为预苛化原液加入预苛化槽，同时在预苛化槽中按总碳酸钠摩尔量的0.7倍加入石灰乳，并且加入100ppm苛化助剂进行预苛化。搅拌速度120RPM，反应温度92℃，反应15分钟后迅速将预苛化料浆送往预苛化过滤机过滤分离。滤液返回氧化铝生产原流程，滤饼与200ppm苛化助剂一起加入苛化槽中，与等量来自沉降分离洗涤的一次洗液(苛化原液)在反应温度100℃和搅拌速度120RPM的条件下反应60min，反应完毕后苛化后料浆送往苛化过滤机进行固液分离；滤液返回原流程，并同时用95℃热水对苛化渣进行洗涤，洗水送往赤泥洗涤作为赤泥洗水，苛化渣作为电厂脱硫剂。见表6。

表6.实施例5～8的苛化液分析和碳酸钙反苛化率

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，具体步骤如下：

(1)预苛化：先将拜耳法氧化铝生产流程中的铝酸钠溶液作为苛化原液Ⅰ加入预苛化反应槽，然后加入石灰乳，搅拌反应，得到料浆Ⅰ，过滤得滤液Ⅰ和滤饼Ⅰ，前者返回氧化铝生产流程，后者进入步骤(2)；

(2)苛化：接着将滤饼Ⅰ与苛化原液Ⅰ等重量的苛化原液Ⅱ混合后加入苛化反应槽，搅拌反应，得到料浆Ⅱ，进入步骤(3)；

(3)苛化渣处理：料浆Ⅱ经过滤得滤液Ⅱ和滤饼Ⅱ，前者返回氧化铝生产流程，后者经洗涤后直接外排赤泥堆场或综合利用。

2.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述苛化原液Ⅰ选自以下的任一种：

(1-A)赤泥洗涤的一次、二次或n次洗液，其中，n为≥1的整数；

(1-B)分解晶种洗涤的洗液；

(1-C)产品氢氧化铝洗涤的洗液。

3.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(1)中，搅拌反应温度为90～110℃，反应时间为5～60分钟。

4.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(1)中，搅拌转速不低于30转/分钟。

5.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(1)中，石灰乳按照苛化原液Ⅰ和苛化原液Ⅱ中所含碳酸钠总摩尔量的0.5～1倍添加。

6.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述苛化原液Ⅱ选自以下的任一种：

(2-A)赤泥洗涤的一次、二次或n次洗液，其中，n≥1；

(2-B)蒸发排盐工序的盐溶解液。

7.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(2)中，搅拌反应温度为90～110℃，反应时间为30～120分钟。

8.根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化工艺，其特征在于，步骤(2)中，搅拌转速不低于30转/分钟。

9.权利要求1～8种任一项所述工艺对应的一种铝酸钠溶液中碳酸钠苛化装置，其特征在于，主要包括预苛化槽(3)和苛化槽(6)两部分，预苛化槽(3)的顶部和底部分别设有入口Ⅰ和出口Ⅰ，苛化槽(6)的顶部和底部分别设有入口Ⅱ和出口Ⅱ；其中，入口Ⅰ分别与苛化原液Ⅰ管道、石灰乳槽(1)连通，出口Ⅰ通过预苛化过滤机(5)与苛化槽(6)连通；预苛化过滤机(5)设有滤液Ⅰ出口和滤饼Ⅰ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者与苛化原液Ⅱ管道合并后连接至入口Ⅱ，出口Ⅱ与苛化过滤机(8)连接，苛化过滤机(8)设有滤液Ⅱ出口和滤饼Ⅱ出口，前者与氧化铝生产工段连通，后者外排赤泥堆场或转移至其他地方综合利用。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置还包括苛化助剂槽(9)，入口Ⅰ、入口Ⅱ分别与苛化助剂槽(9)连通。

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