CN115259194A - 一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，属于氧化铝生产技术领域，所述方法包括：得到铝土矿溶出矿浆；于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂进行脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆；所述腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂。该方法通过在氧化铝生产工艺过程中溶出后的矿浆中加入腐殖质脱除剂，实现氧化铝生产过程中腐殖质的脱除；具体来说：该腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂，铝土矿溶出矿浆(或称为铝酸钠溶液)中如腐殖酸根等腐殖质类有机物离子带负电荷，两者通过正负电荷吸附原理结合在一起，形成固态絮凝物随赤泥外排，从而实现脱除腐殖质类有机物的目的。
Description
技术领域
本申请涉及氧化铝生产技术领域，尤其涉及一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法。
背景技术
氧化铝生产过程中的有机物主要来源于铝土矿中的腐殖质，在高温高压高碱溶出过程中，腐殖质经过一系列的氧化、降解，逐渐从高分子化合物分解成低分子化合物，最终转化成草酸盐、碳酸盐、醋酸盐等小分子有机物，并在系统中不断循环积累。在拜耳法溶出过程中，进入溶液中的有机物大约5～15％以大分子(分子量超过500)有机物形式存在，5～15％以草酸钠形式存在，其它以非草酸钠小分子有机物形式存在。
目前，尚未有脱除氧化铝生产过程中腐殖质的研究报道。
发明内容
本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，以解决目前氧化铝生产过程中脱除腐殖质技术匮乏的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，所述方法包括：
得到铝土矿溶出矿浆；
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆；所述腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂。
进一步地，于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆，具体包括：
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂，得到含有腐殖质脱除剂的铝土矿溶出矿浆；
将含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆进入后序稀释工序，得到脱除腐殖质后的矿浆。
进一步地，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的添加量(浓度)为不低于10ppm。
进一步地，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的浓度为10ppm～300ppm。
进一步地，所述稀释工序中工作温度不低于80℃。
进一步地，所述稀释工序中工作温度为80～105℃。
进一步地，所述稀释工序中工作时间不少于1小时。
进一步地，所述稀释工序中工作时间为1～2小时。
进一步地，所述带正电荷的凝胶剂包括聚季铵盐类高分子有机物。
进一步地，所述聚季铵盐类高分子有机物包括甲基烷基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，该方法通过在氧化铝生产工艺过程中的溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂，实现氧化铝生产过程中腐殖质的脱除；具体来说：该腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂，铝土矿溶出矿浆(或称为铝酸钠溶液)中如腐殖酸根等腐殖质类有机物带负电荷，两者通过正负电荷吸附原理结合在一起，形成固态絮凝物随赤泥外排，从而实现脱除腐殖质的目的。该方法不仅能有效脱除氧化铝生产系统中的腐殖质，降低铝酸钠溶液的吸光度，而且不需要增加设备投资，不增加能耗，具有成本低、效果显著的特点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法的流程示意图；
图2为本申请中现有氧化铝生产工艺流程图；
图3为本申请实施例提供的一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
氧化铝生产过程中的有机物主要来源于铝土矿中的腐殖质，在高温高压高碱溶出过程中，腐殖质经过一系列的氧化、降解，逐渐从高分子化合物分解成低分子化合物，最终转化成草酸盐、碳酸盐、醋酸盐等小分子有机物，并在系统中不断循环积累。在拜耳法溶出过程中，进入溶液中的有机物大约5～15％以大分子(分子量超过500)有机物形式存在，5～15％以草酸钠形式存在，其它以非草酸钠小分子有机物形式存在。
目前，尚未有脱除氧化铝生产过程中腐殖质的研究报道。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，如图1所示，所述方法包括：
得到铝土矿溶出矿浆；
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂进行脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆；所述腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂。
本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，该方法通过在氧化铝生产工艺过程中的溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂，实现氧化铝生产过程中腐殖质的脱除；具体来说：该腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂，铝土矿溶出矿浆(或称为铝酸钠溶液)中如腐殖酸根等腐殖质类有机物带负电荷，两者通过正负电荷吸附原理结合在一起，形成固态絮凝物随赤泥外排，从而实现脱除腐殖质的目的。该方法不仅能有效脱除氧化铝生产系统中的腐殖质，降低铝酸钠溶液的吸光度，而且不需要增加设备投资，不增加能耗，具有成本低、效果显著的特点。
本申请中，氧化铝生产工艺，如图2所示，具体包括：
将铝土矿进行破碎、研磨后，得到铝土矿粉碎料；
将所述铝土矿粉碎料与石灰、苛性碱进行湿磨，后溶出，得到铝土矿溶出矿浆；
将所述铝土矿溶出矿浆进行稀释，得到稀释矿浆；
将稀释矿浆经过后续工艺，得到氧化铝。
本申请中上述的氧化铝生产整个工艺过程为现有技术，其具体的工艺参数可根据现有技术公开内容以及实际生产过程进行设置和选择，本文件不做重复赘述。
作为本申请实施例的一种实施方式，于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂进行脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆，具体包括：
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂，得到含有腐殖质脱除剂的铝土矿溶出矿浆；
将含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆进行稀释工序，得到脱除腐殖质后的矿浆。
本申请中，选择铝土矿溶出矿浆进行稀释工序时加入腐殖质脱除剂进行脱除腐殖质，原因在于：氧化铝生产过程中稀释槽主要用于溶出矿浆稀释停留脱硅，一般要求温度90～105℃、停留时间不少于2h，从而保证铝酸钠溶液较高的硅量指数；稀释脱硅后，稀释矿浆进入沉降工序，液固分离，赤泥外排。本申请中，腐殖质脱除剂的添加位置为稀释槽，正是因为稀释槽的温度、时间、工序位置与脱除剂的工艺条件较为一致，可于在现有氧化铝生产工艺过程中(具体为稀释工序)一并实现腐殖质的脱除，不需要增加设备投资，不增加能耗，具有成本低、效果显著的特点。
作为本申请实施例的一种实施方式，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的浓度为不低于10ppm。
本申请中，腐殖质脱除剂的浓度为低于10ppm时，腐殖质脱除效果较差。
作为本申请实施例的一种实施方式，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的浓度为10ppm～300ppm。
本申请中，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的浓度优选为10ppm～300ppm；添加量低于10ppm，腐殖质脱除效果显著降低，添加量大于300ppm，会增加生产成本。在一些具体实施例中，腐殖质脱除剂的浓度可为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm、100ppm、110ppm、120ppm、130ppm、140ppm、150ppm、160ppm、170ppm、180ppm、190ppm、200ppm、210ppm、220ppm、230ppm、240ppm、250ppm、260ppm、270ppm、280ppm、290ppm、300ppm等。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述稀释工序中工作温度不低于80℃。
本申请中，所述稀释工序中工作温度不低于80℃，是为了保证脱硅效果(保证硅量指数)的同时，既能保证腐殖质脱除效果。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述稀释工序中工作温度为80～105℃。
本申请中，所述稀释工序中工作温度优选为80～105℃。在一些具体实施例中，工作温度可为80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃等。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述稀释工序中工作时间不少于1小时。
本申请中，所述稀释工序中工作时间不少于1小时，是为了保证脱硅效果(保证硅量指数)的同时，既能保证腐殖质脱除效果。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述稀释工序中工作时间为1～2小时。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述带正电荷的凝胶剂包括聚季铵盐类高分子有机物。
本申请中，采用如聚季铵盐类高分子有机物等带正电荷的凝胶剂，通过离子正负电荷吸附的原理脱除如腐殖质等大分子有机物后呈固态析出，之后稀释矿浆进入赤泥沉降系统，系统中有机物及铝酸钠溶液脱除剂随赤泥外排，实现腐殖质的有效脱除。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述聚季铵盐类高分子有机物包括甲基烷基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
本例提供一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其工艺流程图如图3所示，具体包括：
得到铝土矿溶出矿浆；
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂(具体为甲基烷基二烯丙基氯化铵)，得到含有腐殖质脱除剂的铝土矿溶出矿浆。
将含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆进行稀释工序，得到脱除腐殖质后的矿浆。
本例取生产现场的铝土矿溶出矿浆进行实验室试验，稀释工序的试验条件及结果如下表1所示。
表1不同试验条件下溶液吸光度及有机碳含量变化情况
实施例2
本例在实施例1的操作步骤的基础上，在1#氧化铝厂进行腐殖质脱除工业试验，铝酸钠溶液腐殖质脱除剂(具体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)的添加位置为稀释槽，经计量泵从稀释槽顶加入，在稀释槽停留2h，稀释槽温度为98℃，脱除剂的添加量为30ppm，添加脱除剂后吸光度从0.234降低为0.218，有机碳含量从10.23g/l降低为9.91g/l，分别降低了6.34％和3.12％。
实施例3
本例在实施例1的操作步骤的基础上，在1#氧化铝厂进行腐殖质脱除工业试验，铝酸钠溶液腐殖质脱除剂(具体为二甲基二烯丙基氯化铵)的添加位置为稀释槽，经计量泵从稀释槽顶加入，在稀释槽停留2h，稀释槽温度为98℃，脱除剂的添加量增加到100ppm，添加脱除剂后吸光度从0.234降低为0.195，有机碳含量从10.23g/l降低为9.65g/l，分别降低了16.67％和5.67％。
实施例4
本例在实施例1的操作步骤的基础上，在2#氧化铝厂进行腐殖质脱除工业试验，铝酸钠溶液腐殖质脱除剂(具体为二甲基二烯丙基氯化铵)的添加位置为稀释槽，经计量泵从稀释槽顶加入，在稀释槽停留2h，稀释槽温度为95℃，脱除剂的添加量为50ppm，添加脱除剂后吸光度从1.643降低为1.564，有机碳含量从11.85g/l降低为11.3g/l，分别降低了4.81％和4.64％。
实施例5
本例在实施例1的操作步骤的基础上，在2#氧化铝厂进行腐殖质脱除工业试验，铝酸钠溶液腐殖质脱除剂(具体为二甲基二烯丙基氯化铵)的添加位置为稀释槽，经计量泵从稀释槽顶加入，在稀释槽停留2h，稀释槽温度为95℃，脱除剂的添加量为150ppm，添加脱除剂后吸光度从1.643降低为1.516，有机碳含量从11.85g/l降低为11.2g/l，分别降低了7.70％和5.48％。
综上所述，本申请实施例提供了一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，至少具有以下有益效果：
1.铝酸钠溶液腐殖质脱除剂为一种高密度正电荷凝胶剂，与铝酸钠溶液中带负电的腐殖酸根等大分子有机物结合，能够形成絮状凝胶体；
2.腐殖质脱除剂加入稀释槽形成的絮状凝胶体，随赤泥一起进入沉降洗涤系统，经多次高温水洗，有机物损失较少，有利于腐殖质的高效脱除。
与现有技术相比，本发明不仅能有效脱除氧化铝生产系统中的腐殖质，降低铝酸钠溶液的吸光度，而且可以依托现有氧化铝生产流程，不需要新建脱除系统，具有成本低、效果显著的特点。
应该理解，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。另外，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述方法包括：
得到铝土矿溶出矿浆；
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆；所述腐殖质脱除剂为带正电荷的凝胶剂。
2.根据权利要求1所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂脱除腐殖质，得到脱除腐殖质后的矿浆，具体包括：
于所述铝土矿溶出矿浆中加入腐殖质脱除剂，得到含有腐殖质脱除剂的铝土矿溶出矿浆；
将含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆进入后序稀释工序，得到脱除腐殖质后的矿浆。
3.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的浓度不低于10ppm。
4.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，于含有腐殖质脱除剂的所述铝土矿溶出矿浆中，腐殖质脱除剂的添加量(浓度)为10ppm～300ppm。
5.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述稀释工序中工作温度不低于80℃。
6.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述稀释工序中工作温度为80～105℃。
7.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述稀释工序中工作时间不少于1小时。
8.根据权利要求2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述稀释工序中工作时间为1～2小时。
9.根据权利要求1或2所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述带正电荷的凝胶剂包括聚季铵盐类高分子有机物。
10.根据权利要求9所述的脱除氧化铝生产过程中腐殖质的方法，其特征在于，所述聚季铵盐类高分子有机物包括甲基烷基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。
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