CN112142083A - 一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，包括以下步骤：(1)将氢氧化铝洗液通过拜耳法生产过程中强制循环蒸发器，得到一次增浓后的氢氧化铝洗液；(2)将一次增浓后的氢氧化铝洗液加入氢氧化钠，得到苛性碱浓度范围为270g/L‑310g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液；(3)将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h‑2h后采用板框压滤机进行压滤，得到滤液和滤饼，滤液返回拜耳法生产流程，滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。本发明能够脱除拜耳法生产过程中的有机物、提升拜耳法生产过程中强制循环蒸发器的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法。
背景技术
随着氧化铝行业的日益发展，国内高品质矿源日益匮乏，满足不了氧化铝行业的需求，因此众多氧化铝企业调整用矿结构，以三水铝石型铝土矿作为原料进行氧化铝生产。三水铝石型铝土矿主要来源有：澳大利亚、印尼、所罗门、几内亚等地，他们共同的特点是有机物含量较高，最高可达0.4％以上，使用高有机物的铝土矿致使氧化铝生产流程有机物逐渐富集，对分解、沉降等工序带来负面影响。
目前拜耳法有机物去除仍是行业内的难题，去除有机物的方法主要有铝土矿焙烧法、母液焙烧法、离子交换法、结晶法,沉淀法、湿式氧化法等。
铝土矿焙烧法是在铝土矿溶出之前，焙烧矿物从而氧化燃烧有机物，从源头上脱除矿石中的有机物。此法铝土矿中有机物脱除最彻底，然而铝土矿焙烧时间长、热损失大、能耗巨大，设备、生产成本很高，不能短期内彻底脱除拜耳液中的有机物，且在高温培烧下，氧化铝和铁、硅等杂质易形成多元稳定化合物而降低氧化铝的溶出率。
母液焙烧法是将循环母液在高温下进行焙烧，焙烧中有机碳转化成二氧化碳排出，焙烧母液法将铝土矿中有机物脱除彻底，溶液不需要苛化。但生产工艺需要蒸发、干燥、煅烧，能耗依然较大，需要增设溶液焙烧设备、废气处理设备，建厂投资成本大。
离子交换法是拜耳液通过离子交换树脂时，有机分子被交换到树脂上而实现脱除分离。用离子交换法吸附有机物净化水资源报道较多，应用普遍，然而在高碱性条件下，树脂机械强度下降，功能基团易变形破坏，再生困难。因而，离子交换法在拜耳液中应用的研究国内报道很少，在氧化铝工业中未得到工业应用。
沉淀法是向铝酸钠溶液中加入沉淀剂，形成有机物沉淀物从溶液中沉淀分离出来。普遍用石灰苛化法沉淀有机物。钙离子能较好脱除草酸等其它有机物，但是石灰消耗量很大，利用率低，氧化铝损失量也较大，微量钙杂质也会进入产品中降低产品纯度。
湿式氧化法是在一定条件下利用氧化剂氧化降解有机物。最终将有机碳转化为无机碳酸盐或二氧化碳。如将空气直接通入矿浆中，在高温高压溶出系统中氧化分解有机物，氧气把有机物氧化成草酸钠和碳酸钠。草酸钠不利于工业生产，还需进一步除去。其他还有利用氧化铜等氧化剂催化降解有机物的活性，但会引入新的杂质，不利于产品质量。
结晶法是通过蒸发浓缩、添加晶种等方法使拜耳液中的有机物主要是草酸钠失稳而结晶析出。结晶法的方法有通过蒸发浓缩拜耳液析出有机物，加入活性炭粉使草酸盐吸附析出，将铝酸钠溶液浓缩至草酸盐的饱和浓度后使用超声波处理诱导草酸盐析出等。结晶法处理拜耳液操作简单，草酸钠脱除效果好，易于工业生产，工业应用广泛。本发明主要运用结晶法原理设计流程，在排出有机物的同时做到提升蒸发强制效率与碳酸钠的排除。
发明内容
本发明提供一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，该方法能够脱除拜耳法生产过程中的有机物、提升拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器的工作效率。
本发明通过以下技术方案实现：
一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，得到一次增浓后的氢氧化铝洗液；
(2)将一次增浓后的氢氧化铝洗液加入氢氧化钠，制得苛性碱浓度为270g/L-310g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液；
(3)将二次增浓后的氢氧化铝洗液自然析出后进行压滤，得到滤液和滤饼，滤液返回拜耳法生产流程。
根据上述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，所述氢氧化铝洗液中有机物的浓度为3g/L-5g/L，所述氢氧化铝洗液中草酸根的浓度为1g/L-3g/L。
根据上述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(1)中向拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在110℃-120℃。
根据上述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(3)中将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h-2h后采用板框压滤机进行压滤。
根据上述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(1)中一次增浓后的氢氧化铝洗液的苛性碱浓度为110g/L-190g/L。
本发明的有益技术效果：本发明采取的手段是先将氢氧化铝洗液两次增浓，第一次增浓是将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，这样有以下优势：(1)可以利用强制循环蒸发器将氢氧化铝洗液中的水分蒸发，从而增浓氢氧化铝洗液；(2)氢氧化铝洗液可以带走强制循环蒸发器中的碳酸钠结疤，从而使强制循环蒸发器的进料量由50m3/h左右提升至80m3/h左右，提高了强制循环蒸发器的工作效率；(3)能够代替强制循环蒸发器运行过程中需通水对其进行水煮的工艺操作流程，减少拜耳法流程进水量，有效降低拜耳法生产过程中的汽耗。第二次增浓是将第一次增浓后的氢氧化铝洗液加入氢氧化钠，制得到苛性碱浓度为270g/L-310g/L的增浓后的氢氧化铝洗液。两次增浓后的氢氧化铝洗液自然析出、压滤，压滤后得到的滤液就是有机物含量低的溶液，可以返回拜耳法生产流程继续生产氧化铝，压滤后得到的滤饼就是有机物含量高的物质，可以送往烧结法生产氧化铝流程作为配料去生产氧化铝。本发明方法氢氧化铝洗液中有机物脱除率达23％-58％、草酸根脱除率可达66％-74％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，再向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在110℃-120℃，对氢氧化铝洗液中的水分进行蒸发，从而实现氢氧化铝洗液的增浓过程，得到一次增浓后的氢氧化铝洗液。本发明将拜耳法生产过程中平盘工序的氢氧化铝洗液作为脱除有机物的原料，原因在于该工序的氢氧化铝洗液中有机物含量较高，并且氢氧化铝洗液中草酸根含量较高，使用该工序的氢氧化铝洗液作为原料可脱除拜耳法生产流程内的有机物(含草酸根)。同时在这一过程中氢氧化铝洗液可带走强制循环蒸发器中的碳酸钠结疤，代替强制循环蒸发器运行过程中需通水对其进行水煮的工艺操作流程，减少拜耳法流程进水量，有效降低拜耳法生产过程中的汽耗。氢氧化铝洗液中有机物(TOC-总有机碳)的浓度为3g/L-5g/L、草酸根的浓度为1g/L-3g/L。一次增浓后的氢氧化铝洗液的苛性碱浓度为110g/L-190g/L。苛性碱是指铝酸钠溶液中的Na2O，包括与氧化铝反应生成铝酸钠溶液的Na2O和以游离的NaOH形态存在的Na2O。
(2)将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度范围为270g/L-310g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
(3)将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h-2h，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出1h-2h后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到滤液和滤饼，滤液就是有机物含量低的溶液，可以返回拜耳法生产流程继续生产氧化铝，滤饼就是有机物含量高的物质，可以送往烧结法生产氧化铝流程作为配料去生产氧化铝，不会对其产生影响。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达23％-58％、草酸根脱除率可达66％-74％。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明，以下实施例仅为进一步解释本发明并非限制本发明的保护范围。
实施例1
将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在110℃，得到苛性碱浓度为133g/L的一次增浓后的氢氧化铝洗液。一次增浓后的氢氧化铝洗液中有机物的浓度为8.63g/L、草酸根的浓度为2.061g/L。强制循环蒸发器经此流程后效率提升，其进料量由52m3/h提升至83m3/h。
将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度范围为296g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出2h，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出2h后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到有机物含量低的滤液和有机物含量高的滤饼，有机物含量低的滤液返回拜耳法生产流程，有机物含量高的滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达58％、草酸根脱除率达74％。
实施例2
将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在120℃，得到苛性碱浓度为182g/L的一次增浓后的氢氧化铝洗液。一次增浓后的氢氧化铝洗液中有机物的浓度为7.46g/L、草酸根的浓度为1.683g/L。强制循环蒸发器经此流程后效率提升，其进料量由53m3/h提升至81m3/h。
将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度范围为292g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出1h后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到有机物含量低的滤液和有机物含量高的滤饼，有机物含量低的滤液返回拜耳法生产流程，有机物含量高的滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达39％、草酸根脱除率达66％。
实施例3
将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在115℃，得到苛性碱浓度为112g/L的一次增浓后的氢氧化铝洗液。一次增浓后的氢氧化铝洗液中有机物的浓度为7.32g/L、草酸根的浓度为1.928g/L。强制循环蒸发器经此流程后效率提升，其进料量由49m3/h提升至82m3/h。
将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度范围为270g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1.5h，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出1.5h后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到有机物含量低的滤液和有机物含量高的滤饼，有机物含量低的滤液返回拜耳法生产流程，有机物含量高的滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达23％、草酸根脱除率达68％。
实施例4
将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在118℃，得到苛性碱浓度为190g/L的一次增浓后的氢氧化铝洗液。一次增浓后的氢氧化铝洗液中有机物的浓度为7.89g/L、草酸根的浓度为2.073g/L。强制循环蒸发器经此流程后效率提升，其进料量由52m3/h提升至79m3/h。
将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度为310g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h40min，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出1h40min后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到有机物含量低的滤液和有机物含量高的滤饼，有机物含量低的滤液返回拜耳法生产流程，有机物含量高的滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达56％、草酸根脱除率达73％。
实施例5
将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，向强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在113℃，得到苛性碱浓度为152g/L的一次增浓后的氢氧化铝洗液。一次增浓后的氢氧化铝洗液中有机物的浓度为6.54g/L、草酸根的浓度为1.86g/L。强制循环蒸发器经此流程后效率提升，其进料量由52m3/h提升至83m3/h。
将一次增浓后的氢氧化铝洗液通入排盐沉降槽，再用泵将一次增浓后的氢氧化铝洗液打入污水槽内加入氢氧化钠后化开，之后污水泵将加入氢氧化钠的一次增浓后的氢氧化铝洗液再次打入沉降槽，如此循环实现二次增浓，得到苛性碱浓度范围为282g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液。
将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1.5h，有机物(含草酸盐)和碳酸盐会在此过程中析出，自然析出1.5h后采用板框压滤机进行压滤完成固液分离过程，得到有机物含量低的滤液和有机物含量高的滤饼，有机物含量低的滤液返回拜耳法生产流程，有机物含量高的滤饼去往烧结法生产氧化铝流程作为配料的原料。经过两次增浓并脱除有机物后，氢氧化铝洗液中有机物脱除率达35％、草酸根脱除率达70％。
Claims (5)
1.一种二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化铝洗液通入拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器，得到一次增浓后的氢氧化铝洗液；
(2)将一次增浓后的氢氧化铝洗液加入氢氧化钠，制得苛性碱浓度为270g/L-310g/L的二次增浓后的氢氧化铝洗液；
(3)将二次增浓后的氢氧化铝洗液自然析出后进行压滤，得到滤液和滤饼，滤液返回拜耳法生产流程。
2.根据权利要求1所述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，所述氢氧化铝洗液中有机物的浓度为3g/L-5g/L，所述氢氧化铝洗液中草酸根的浓度为1g/L-3g/L。
3.根据权利要求2所述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(1)中向拜耳法生产过程中的强制循环蒸发器中通入蒸汽，将强制循环蒸发器的温度控制在110℃-120℃。
4.根据权利要求3所述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(3)中将二次增浓后的氢氧化铝洗液置于沉降槽内自然析出1h-2h后采用板框压滤机进行压滤。
5.根据权利要求2所述的二次增浓脱除氢氧化铝洗液中有机物的方法，其特征在于，步骤(1)中一次增浓后的氢氧化铝洗液的苛性碱浓度为110g/L-190g/L。
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| CN107572570A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-12 | 臧海伟 | 一种从拜耳法洗液中脱除草酸盐的方法 |
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