CN112551564B - 一种铝酸钠溶液的深度净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于氧化铝生产技术领域，具体涉及一种铝酸钠溶液的深度净化方法。本发明的技术方案如下：一种铝酸钠溶液的深度净化方法，在铝土矿中混入水镁矾矿石一起进入磨机，加入循环母液混合后通过磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离；液体经沉降槽溢流通过立式叶滤机过滤后，成为低有机物、低杂质含量的铝酸钠溶液，即精液；有机物和硅、铁杂质被反应生成的胶体状Mg(OH)2吸附后形成沉淀，与溶出赤泥一起进入沉降槽底流。本发明提供的铝酸钠溶液的深度净化方法，工艺简单、成本低，能够同时去除铝酸钠溶液中硅、铁和有机物等杂质。

Description

一种铝酸钠溶液的深度净化方法
技术领域
本发明属于氧化铝生产技术领域，具体涉及一种铝酸钠溶液的深度净化方法。
背景技术
铝酸钠溶液是拜耳法生产氧化铝过程中最重要的中间产物和循环介质，随着生产的持续进行，杂质逐渐累积，浓度越来越高，最终导致工厂的产量、产品质量以及其它技术、经济指标都受到严重影响。铝酸钠溶液中的杂质有硅、铁、有机物等，主要来自于以下两个方面：1)铝土矿本身带入的杂质；2)絮凝剂、消泡剂、脱水剂等添加剂所带入的有机物。
为了降低铝酸钠溶液的杂质浓度，国内外铝行业从业者进行了大量的研究工作。去除有机物草酸盐的方法主要分为两种：用热水洗涤附着了草酸盐结晶的氢氧化铝种子，使草酸盐溶解在热水中，然后加入石灰乳苛化含草酸盐的溶液；固液分离后，底流为需要排除的草酸钙沉淀；另一种是将部分含有草酸盐的蒸发母液继续强制蒸浓或加入液碱调整至合适浓度后降温，并加入草酸盐晶种使其结晶，过滤后去除草酸盐结晶。去除铝酸钠溶液中硅、铁等的方法有多种，如溶出过程中加入过量的铝土矿或向铝土矿中添加含铁矿物，基于吸附-分解拜耳法溶液中铁离子胶体于过量铝土矿或铁矿石种子上；向铝酸钠溶液中加入赤泥作为晶种降低溶液中的硅含量；向铝酸钠溶液中加入净化剂和双氧水同时去除铁和有色有机物。最后一种方法工艺复杂，成本高；其他方法只能单独针对有机物、硅或铁，并增加了流程中物料流量。
发明内容
本发明提供一种铝酸钠溶液的深度净化方法，工艺简单、成本低，能够同时去除铝酸钠溶液中硅、铁和有机物等杂质。
本发明的技术方案如下：
一种铝酸钠溶液的深度净化方法，在铝土矿中混入水镁矾矿石一起进入磨机，加入循环母液混合后通过磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离；液体经沉降槽溢流通过立式叶滤机过滤后，成为低有机物、低杂质含量的铝酸钠溶液，即精液；有机物和硅、铁杂质被反应生成的胶体状Mg(OH)2吸附后形成沉淀，与溶出赤泥一起进入沉降槽底流。
进一步地，所述的铝酸钠溶液的深度净化方法，水镁矾矿石的加入量为铝土矿质量的0.1％～2.0％；水镁矾矿石的加入量可根据铝土矿中有机物和其他杂质的含量增减；此方法运行一段时间后，水镁矾矿石的加入量可降低至铝土矿质量的0.1％以下。
进一步地，所述的铝酸钠溶液的深度净化方法，在低于180℃的拜耳法碱性环境中进行。
进一步地，所述的铝酸钠溶液的深度净化方法，水镁矾矿石用硫酸镁化合物替代，也可以用其他含镁矿物替代。
水镁矾深度净化铝酸钠溶液的机理是：水镁矾矿石中的主要成分为MgSO4·H2O，在低于180℃的环境中，MgSO4在拜耳法碱性环境中生成具有胶体性质的Mg(OH)2，Mg(OH)2有很强的吸附能力，能吸附铝酸钠溶液中的赤泥悬浮颗粒、草酸盐、腐殖酸盐、硅、铁等杂质，形成沉淀，从而降低铝酸钠溶液中有机物和其他杂质含量。同时，Mg(OH)2还对拜耳法流程中氧化钙的脱硅有促进作用。
本发明的有益效果为：
(1)用作铝酸钠溶液深度净化方法的添加原料为价格低廉的用于提取镁的天然矿石矿物，主要产于盐湖中，为盐湖沉积物。
(2)不改变原有拜耳法工艺流程，也不影响设备处理能力，即可实现铝酸钠溶液的深度净化。
(3)净化效果好；采用上述方法制得的铝酸钠溶液中有机物含量比常规方法低40％～70％，有机碳含量可低至10g/L以下；硅、铁等杂质的含量比常规方法低20％～50％。
(4)一些富含钛化合物的铝土矿在溶出过程中会在溶出套管内形成硬度很高的结疤，这些结疤必须通过机械方法去除。在混矿过程中加入水镁矾可以使结垢松散，通过母液碱洗即可去除。
(5)将针铁矿转化为赤铁矿有利于改善赤泥的沉降性能。
(6)由于镁部分地以类质同晶的方式进入钠硅渣晶格，可以使赤泥中钠硅比有所降低，从而降低氧化铝生产过程的碱耗。
具体实施方式
实施例1：取一定量天然水镁矾矿石，其MgO含量为29％，按水镁矾与铝土矿质量比为1:100进行混矿，混合后矿物与循环母液一起进入磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离。液体通过沉降槽溢流经叶滤机过滤后，得到精液。测得精液有机物含量比常规方法低60％，硅含量比常规方法低40％，铁含量比常规方法低45％。
实施例2：取与实施例1成分相同的水镁矾矿石，按水镁矾与铝土矿质量比为1:200进行混矿，混合后矿物与循环母液一起进入磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离。液体通过沉降槽溢流经叶滤机过滤后，得到精液。测得精液有机物含量比常规方法低40％，硅含量比常规方法低30％，铁含量比常规方法低35％。
实施例3：取一定量天然水镁石矿石，其MgO含量为60％，按水镁石与铝土矿质量比为1:400进行混矿，混合后矿物与循环母液一起进入磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离。液体通过沉降槽溢流经叶滤机过滤后，得到精液。测得精液有机物含量比常规方法低40％，硅含量比常规方法低30％，铁含量比常规方法低35％。
说明起净化作用的有用成分为MgO在碱性环境中生成的Mg(OH)2；在一定范围内，净化效果与添加的净化剂中MgO含量成正比。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的反应原理之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种铝酸钠溶液的深度净化方法，其特征在于，在铝土矿中混入水镁矾矿石一起进入磨机，加入循环母液混合后通过磨机湿磨成原矿浆，原矿浆依次经预脱硅、溶出、稀释后，进入沉降槽进行固液分离；液体经沉降槽溢流通过立式叶滤机过滤后，成为低有机物、低杂质含量的铝酸钠溶液，即精液；有机物和硅、铁杂质被反应生成的胶体状 Mg（OH）2吸附后形成沉淀，与溶出赤泥一起进入沉降槽底流；
水镁矾矿石的加入量为铝土矿质量的0.1%~2.0%；
在低于180℃的拜耳法碱性环境中进行。
2.根据权利要求1所述的铝酸钠溶液的深度净化方法，其特征在于，水镁矾矿石用硫酸镁化合物替代。
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