CN114655972A - 拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，本发明将拜耳法氧化铝生产母液从拜耳法氧化铝生产系统中抽出，并向其中加入氧化剂后，在光催化和超声波的共同作用下，控制一定的反应温度，一段时间后，生产母液中的有机物以草酸盐的形式从母液中结晶出来；处理后的生产母液经过固液分离后，重新返回氧化铝生产系统；本发明实现了拜耳法氧化铝生产母液中的有机物得以高效脱除，处理后的循环母液的颜色由深褐色变为浅绿色或无色；本发明方法简单，易于操作，绿色环保，为拜耳法氧化铝生产母液中的有机物高效脱除提供了一条有效途径，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，属于冶金技术领域。
背景技术
拜耳法氧化铝生产的原料主要是铝土矿，通常情况下，铝土矿中含有万分之几到千分之几的低分子、中分子或高分子有机物。同时为了确保拜耳法氧化铝生产系统的顺利进行，系统中通常会添加一些如选矿药剂、絮凝剂、结晶助剂、消泡剂等有机溶剂。随着管道化溶出的不断进行，各种有机物在氧化铝循环母液得到不断富集。有机物的富集给整个生产系统造成了负面影响，如种分槽中的溶液中泡沫过多，直接影响种分槽中实际液面较低。要想在种分槽中储存更多的溶液，则需要添加过多的有机消泡剂。此外，有机物富集的另一个负面影响是直接倒是氧化铝产品粉化比较高，产品质量不同程度的下降。现有的有机物脱除方法有焙烧铝土矿法、湿式氧化法、加入添加剂法、结晶法、光催化法和离子交换法等方法。上述这些技术均未应用于工业户生产中。因此，寻求一个有机物脱除效果好，价格实惠，处理方便的技术迫在眉睫，意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，本发明将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，并向其中加入氧化剂后，在光催化和超声波的共同作用下，控制一定的反应温度，一段时间后，生产母液中的有机物以草酸盐的形式从母液中结晶出来；处理后的生产母液经过固液分离后，重新返回氧化铝生产系统。本发明有效降低了拜耳法氧化铝生产系统中有机物含量，方法简单，易于操作，环境友好。
本发明的技术方案是：
拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，然后向生产母液中加入固态氧化剂和气体氧化剂，控制反应温度后，辅以光催化剂和超声波共同作用，得到处理后的母液；
（2）将步骤（1）处理后的母液进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
所述固态氧化剂为次氯酸钠、过氧化钠、电石、漂白粉、过氧化钙中的一种或几种的混合物，气体氧化剂为臭氧、高压氧气、氯气、ClO2中的一种或几种的混合气体。
生产母液中有机物总量与固态氧化剂的摩尔比为1:0.01~1。
所述光催化剂为以尿素和TiO2为原料，以微硅粉、硅藻土等黏性矿物为光催化剂的载体，通过高温合成的异构结构的g-C3N4-TiO2。
光催化剂催化过程所采用的光源为紫外光。
超声波的频率为25~120kHz。
步骤（1）中反应温度为60~150℃，共同作用时间为1~10h。
本发明通过将拜耳法氧化铝生产母液与氧化剂混合，在光催化和超声波的共同作用下，不仅使循环母液中的有机物得到有效脱除，且促使氧化铝生产产品向砂状氧化铝转化。本发明绿色环保，为拜耳法氧化铝有机物的脱除提供了一条有效途径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明有效降低了拜耳法氧化铝循环母液中有机物的含量，促使氧化铝生产系统由于有机物富集的导致的副作用趋于降低，同时氧化铝产品逐步由粉状向砂状氧化铝进行转变。
（2）本发明方法简单，易于操作，绿色环保，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例对拜耳法氧化铝生产过程中的循环母液进行处理。如图1所示，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，至于一个2000mL的玻璃烧杯中，然后向生产母液中加入固态氧化剂次氯酸钠，其中生产母液中有机物总量与固态氧化剂次氯酸钠的摩尔比为1：0.01，并通入高压氧气，保持反应温度为90℃，同时在生产母液的液面上辅助以g-C3N4-TiO2为光催化材料的紫外线照射，同时启动50kHZ的超声波振荡，共同作用10h，得到处理后的母液。
（2）将步骤（1）处理后母液投入固液分离系统进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
经本方法处理后，生产母液的颜色由深褐色转变为淡绿色。经检测，经本实施例处理后的生产母液中的草酸钠含量从30g/L下降到2.9g/L，草酸钠的去除率超过了90%，母液有机碳TOC去除率80.2%。
实施例2：
本实施例对拜耳法氧化铝生产过程中的循环母液进行处理。如图1所示，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，然后向生产母液中加入固态氧化剂过氧化钠粉末，其中生产母液中有机物总量与固态氧化剂的摩尔比为1：0.1，并通入臭氧，保持反应温度为70℃，同时在生产母液的液面上辅助以g-C3N4-TiO2为光催化材料的紫外线照射，同时启动120kHZ的超声波振荡，共同作用1h，得到处理后的母液。
（2）将步骤（1）处理后的母液投入固液分离系统进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
经本方法处理后，循环母液的颜色由深褐色转变为透明无色。经检测，经本实施例处理后的循环母液中的草酸钠含量从30g/L下降到2.1g/L，草酸钠的去除率超过了90%，母液有机碳TOC去除率85.2%。
实施例3：本实施例对拜耳法氧化铝生产过程中的循环母液进行处理。如图1所示，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，然后向生产母液中加入固态氧化剂漂白粉粉末，其中生产母液中有机物总量与固态氧化剂漂白粉粉末的摩尔比为1：0.01，并通入氯气，保持反应温度为60℃，同时在生产母液的液面上辅助以g-C3N4-TiO2为光催化材料的紫外线照射，同时启动40kHZ的超声波振荡，共同作用8h，得到处理后的母液。
（2）将步骤（1）处理后处理后母液投入固液分离系统进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
经本方法处理后，循环母液的颜色由深褐色转变为淡绿色。经检测，经本实施例处理后的循环母液中的草酸钠含量从30g/L下降到2.5g/L，草酸钠的去除率超过了90%，母液有机碳TOC去除率90.3%。
实施例4：本实施例对拜耳法氧化铝生产过程中的循环母液进行处理。如图1所示，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，然后向生产母液中加入固态氧化剂电石与过氧化钙的混合物（质量比为1:1），其中生产母液中有机物总量与固态氧化剂的摩尔比为1:1，并通入氯气与ClO2的混合气体，保持反应温度为150℃，同时在生产母液的液面上辅助以g-C3N4-TiO2为光催化材料的紫外线照射，同时启动40kHZ的超声波振荡，共同作用8h，得到处理后的母液。
（2）将步骤（1）处理后处理后母液投入固液分离系统进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
经本方法处理后，循环母液的颜色由深褐色转变为淡绿色。经检测，经本实施例处理后的循环母液中的草酸钠含量从30g/L下降到2.2g/L，草酸钠的去除率超过了90%，母液有机碳TOC去除率88.8%。
Claims (7)
1.拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将拜耳法氧化铝生产母液从生产系统中抽出，然后向生产母液中加入固态氧化剂和气体氧化剂，控制反应温度后，辅以光催化剂和超声波共同作用，得到处理后的母液；
（2）将步骤（1）处理后的母液进行固液分离，得到固体部分和液体部分，液体部分重新返回拜耳法氧化铝生产原系统，固体部分直接进入赤泥堆场。
2.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：所述固态氧化剂为次氯酸钠、过氧化钠、电石、漂白粉、过氧化钙中的一种或几种的混合物，气体氧化剂为臭氧、高压氧气、氯气、ClO2中的一种或几种的混合气体。
3.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：生产母液中有机物总量与固态氧化剂的摩尔比为1:0.01~1。
4.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：所述光催化剂为以尿素和TiO2为原料，以微硅粉和硅藻土的混合物为光催化剂的载体，其中微硅粉和硅藻土的质量比为1:1，通过700-1200℃合成的异构结构的g-C3N4-TiO2。
5.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：光催化剂催化过程所采用的光源为紫外光。
6.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：超声波的频率为25~120kHz。
7.根据权利要求1所述的拜耳法氧化铝溶液有机物高效脱除的方法，其特征在于：步骤（1）中反应温度为60~150℃，共同作用时间为1~10h。
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