CN114735734A - 一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法。本发明公开的方法采用碳分分解制取晶种，再将晶种加入拜耳法精液中进行种分分解，制取氢氧化铝产品，并对碳分分解和种分分解的工艺条件进行了改进，降低了单晶颗粒粒度，增大晶种附聚粒度，从而使最终制备的氢氧化铝产品的晶型不同与常规拜耳法制备的氢氧化铝，制取出了粒度粗、酸溶率高的易溶氢氧化铝产品。采用本发明的方法制备的氢氧化铝分级后D50粒度在90μm以上，在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，酸溶率在90％以上，大大高于常规氢氧化铝55‑65％的酸溶率。此外，本发明的方法充分利用了拜耳法的氢氧化铝洗液中的铝，大幅降低了铝盐原料消耗，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及氢氧化铝的制备领域，具体涉及一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法。
背景技术
聚合氯化铝作为净水剂广泛用于水治理行业，同时在其他行业也得到广泛应用，而生产氯化铝的主要原料为氢氧化铝，在氯化铝生产过程中，氢氧化铝的酸溶条件和酸溶率始终是影响氯化铝生产成本及质量的关键因素，普通拜耳法氢氧化铝酸溶率偏低，在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，酸溶率仅为55-65％。
在现有技术中，多采用拜耳法制备氢氧化铝，即向铝酸钠溶液中直接添加氢氧化铝晶种反应得到氢氧化铝，但是添加现有的氢氧化铝晶种制备得到的氢氧化铝颗粒的粒径大，且得到的氢氧化铝的晶型的酸溶率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，具体包括以下内容：
一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)制备氢氧化铝晶种：将含有一定浓度的铝酸钠的溶液作为分解原液，向分解原液中通入二氧化碳气体进行碳分分解，控制反应体系的温度为45-55℃，待反应结束后进行固液分离，得到氢氧化铝晶种；
(2)制备氢氧化铝：将步骤(1)制备的氢氧化铝晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解，控制反应开始时反应体系的温度为65-72℃。
具体地，所述步骤(1)中的含有一定浓度的铝酸钠的溶液为拜耳法中的氢氧化铝洗液。
具体地，所述氢氧化铝洗液的αk为2.80-3.50，NK浓度为30-80g/L。
具体地，所述步骤(2)中的拜耳法精液的αk为1.37-1.42，NK浓度为120-150g/L。
具体地，所述步骤(2)控制种分分解的起始温差为10-15℃。
具体地，所述步骤(2)种分分解的反应时间为16-24h。
具体地，所述步骤(2)所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液的种子比为 0.8％-3.8％，所述种子比为所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液中所含的氧化铝的质量比。
本发明的有益效果：本发明公开的方法采用碳分分解制取晶种，再将晶种加入拜耳法精液中进行种分分解，制取氢氧化铝产品，并对碳分分解和种分分解的工艺条件进行了改进，降低了单晶颗粒粒度，增大晶种附聚粒度，从而使最终制备的氢氧化铝产品的晶型不同与常规拜耳法制备的氢氧化铝，制取出了粒度粗、酸溶率高的易溶氢氧化铝产品。
采用本发明公开的方法制备的氢氧化铝产品经过分级后D50粒度在90μm 以上，在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，酸溶率在90％以上，大大高于常规氢氧化铝55-65％的酸溶率。除此以外，本发明的方法充分利用了拜耳法的氢氧化铝洗液中的铝，减少了生产流程中氧化铝的回头率，可以大幅降低铝盐原料消耗，降低生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)制备氢氧化铝晶种：将拜耳法中的氢氧化铝洗液作为分解原液，分解原液的αk为2.80-3.50，NK浓度为30-80g/L，向分解原液中通入二氧化碳气体进行碳分分解，控制反应体系的温度为45-55℃，待反应结束后进行固液分离，得到氢氧化铝晶种；
(2)制备氢氧化铝：将步骤(1)制备的氢氧化铝晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解，拜耳法精液的αk为1.37-1.42，NK浓度为120-150g/L，加入的晶种与拜耳法精液的种子比为0.8％-3.8％，控制反应开始时反应体系的温度为65-72℃，反应的起始温差为10-15℃，反应时间为16-24h。
其中，步骤(1)中分解原液的αk可以为2.80、3.00、3.25、3.50等，NK浓度可以为30g/L、45g/L、60g/L、70g/L、80g/L等，反应体系的温度可以为 45℃、50℃、52℃、55℃等。
其中，步骤(2)中拜耳法精液的αk可以为1.37、1.38、1.40、1.41、1.42 等，NK浓度可以为120g/L、130g/L、140g/L、150g/L等，所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液的种子比可以为0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、3.0％、3.8％等，所述种子比为所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液中所含的氧化铝的质量比，反应开始时反应体系的温度可以为65℃、68℃、70℃、72℃等，反应的起始温差可以为10℃、12℃、14℃、15℃等，反应时间可以为16h、18h、20h、22h、24h 等。
实施例1
将拜耳法氢氧化铝洗液通入CO2气体进行碳分分解，其中洗液αk 3.35，NK浓度30g/l，将碳分分解的氢氧化铝过滤后作为晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解。种子比控制在3.0％，拜耳法精液NK浓度150g/l，αk1.38，分解首温为65℃，末温为53℃，分解时间16h，分解产品经过旋流分级、过滤洗涤制取易溶氢氧化铝产品，分解率42.4％，分解出的产品在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，氢氧化铝酸溶率达到93％。
实施例2
将拜耳法氢氧化铝洗液通入CO2气进行碳分分解，其中洗液αk 2.98，NK浓度50g/l，将碳分分解的氢氧化铝过滤后作为晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解。种子比控制在0.8％，拜耳法精液浓度140g/l，αk 1.40，分解首温为68℃，末温为56℃，分解时间24h，分解产品经过旋流分级、过滤洗涤制取易溶氢氧化铝产品，分解率可以到43％，分解出产品在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，氢氧化铝酸溶率达到94.5％。
实施例3
将拜耳法氢氧化铝洗液通入CO2气进行碳分分解，其中洗液αk 3.02，NK浓度80g/l，将碳分分解的氢氧化铝过滤后作为晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解。种子比控制在1.4％，拜耳法精液浓度125g/l，αk 1.39，分解首温为72℃，末温为57℃，分解时间18h，分解产品经过旋流分级、过滤洗涤制取易溶氢氧化铝产品，分解率可以到41％，分解出产品在盐酸浓度21％、温度95℃、氢氧化铝质量分数15％、反应时间1小时的条件下，氢氧化铝酸溶率达到91％。
本发明中的种子比为所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液中所含的氧化铝的质量比。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备氢氧化铝晶种：将含有一定浓度的铝酸钠的溶液作为分解原液，向分解原液中通入二氧化碳气体进行碳分分解，控制反应体系的温度为45-55℃，待反应结束后进行固液分离，得到氢氧化铝晶种；
(2)制备氢氧化铝：将步骤(1)制备的氢氧化铝晶种加入到拜耳法精液中进行种分分解，控制反应开始时反应体系的温度为65-72℃。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有一定浓度的铝酸钠的溶液为拜耳法中的氢氧化铝洗液。
3.根据权利要求2所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述氢氧化铝洗液的αk为2.80-3.50，NK浓度为30-80g/L。
4.根据权利要求1所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的拜耳法精液的αk为1.37-1.42，NK浓度为120-150g/L。
5.根据权利要求1所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)控制种分分解的起始温差为10-15℃。
6.根据权利要求1所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)种分分解的反应时间为16-24h。
7.根据权利要求1所述的一种拜耳法制取易溶氢氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液的种子比为0.8％-3.8％，所述种子比为所加入的氢氧化铝晶种与拜耳法精液中所含的氧化铝的质量比。
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