减少拜耳法三水合氧化铝中的杂质制造技术

一种通过离心分离来降低拜耳法三水合氧化铝中杂质含量的方法，该方法包括：将三水合氧化铝悬浮液与含有异羟肟酸或盐侧基的水溶性聚合物接触并充分混合；所述聚合物的用量足以有效地使悬浮液中悬浮的固体絮凝，该聚合物的分子量在１×１０↑［４］－１×１０↑［８］范围；并将所得的絮凝固体进行离心分离，从而使离心分离出的固体与水溶液分开。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少拜耳法三水合氧化铝中的杂质专利
本专利技术涉及通过拜耳法制备氧化铝的方法。更具体地说，涉及用含有异羟肟酸根(hydroxamic acid groups)或其盐的聚合物与含氧化铝三水合物的工作流接触，从而使氧化铝三水合物絮凝并使絮凝的氧化铝三水合物产物进行离心分离，来减少在拜耳氧化铝法所生产的氧化铝三水合物中的杂质，尤其是纯碱。专利技术背景制备氧化铝最普遍使用的方法是拜耳法。在典型的工业拜耳法中，将粗铝土矿磨成细分的粉状。然后将粉状的矿石加到一个泥浆混合器中，在其中使用水，废液和加入的苏打制成泥浆。然后将铝土矿泥浆稀释并送至一系列的浸煮器，在这些浸煮器内，在约148.8-426.6℃(300-800°F)和689-13780kPa(100-2000p.s.i.)，从矿石提取出大多数可能得到的氧化铝，该氧化铝既可能包含三水合物也可能包含一水合物的形式。浸煮器的流出物通过一系列闪蒸缶，在这些闪蒸缶内浸煮的浆液被冷却至约10℃(230°F)并降低至大气压，同时热量和凝聚物被回收。闪蒸操作后的铝酸盐液体(流出的排出物)含有约1-20％固体，该固体包含铝土矿和用以浸煮矿石的碱性物质反应后留下的不溶性残留物，和浸煮期间沉定下来的不溶性产物。除非另有说明，这里所有的百分数是以总重量为基准的重量百分数。较粗的固体颗粒用“除沙盘”旋风分离器逐渐地除去。为了由液体中分离出较细的固体颗粒，通常是将泥浆加至初级泥浆沉降器的中心井，在该处用诸如聚丙烯酰胺聚合物，聚丙烯酸酯聚合物，异羟肟酸酯聚合物，面粉和/或淀粉作为絮凝剂进行处理。当泥浆沉降时，澄清的铝酸钠溶液(称为“绿液”或“富液”)从泥浆沉降槽顶部的一个堰的上面溢出，送至后继的处理步骤。沉降下来的固体(“红泥”)从初级泥浆沉降器的底部作为底流排出，并通过逆流洗涤回路，该逆流洗涤回路通常由一系列洗涤器组成，用以回收铝酸钠和碱。由初级沉降器溢出的铝酸盐液体通常仍然含有50-200mg/升的悬浮固体。一般，该液体用过滤器进一步澄清得到每升液体中含有约小于10mg悬浮固体的滤液。通常将铝酸盐液体过滤液冷却并通到一个沉降器，在沉降器内将晶种放入液体。可以使用一系列的沉淀器。然后氧化铝以相当纯的形式从滤液中沉淀为三水合氧化铝晶体。将三水合氧化铝悬浮液或者是浆液，加至一系列的滗析器或粒度分级器，在那儿将三水合物按照颗-->粒大小分类。通常，一些粒度分级器的出口流是产品流，而一些是晶种流。例如，初级粒度分级器的底流通常是产品流。初级粒度分级器的溢流可以是第二级粒度分级器的原料流，其底流可以是产品流或晶种流，或者既是产品流也是晶种流。第二级粒度分级器的溢流通常是第三级粒度分级器或第三级增稠器的原料流，其底流通常是晶种流，而其溢流通常流回至矿石浸煮器。悬浮于粒度分级器产品流内的三水合物晶体通常放在水合物贮罐内进行洗涤和过滤以除去苏打(即Na2O和NaoH之类的钠盐)和其它的杂质。然后将所得到的三水合物滤饼于燥并煅烧得到适合于工业用的三水合氧化铝产品。粒度分级器出来的晶种流包含的三水合物晶体一般比产品流中的小，该晶种流通常流回至沉淀器为随后的沉淀提供晶种。剩余的液相或废液返回至初始的矿石浸煮步骤，在与附加的苏打重新组合之后用作附加矿石的浸煮剂。美国专利No.4,614,642揭示了一种生产氧化铝三水合物的方法，在该方法中用分离方法处理氧化铝三水合物悬浮液，所述的分离方法可以选自滗析、旋风分离，过滤和/或离心分离，产生含有细颗粒的部分。然后对该含细颗粒的部分进行一种已知类型的处理，包括将细颗粒部分溶解或细颗粒的化学附聚，以使其数目至少减少50％。由于粒度分级器流的流变学特性，一般不用离心分离来分离产品或晶种流中悬浮的三水合物。相反的，固体的分离通常是通过使用过滤器和/或其它粒度分级器来完成的。粒度分级器依靠固体的重力沉降而达到分离。可将聚合物絮凝剂加到一些流中以增加分离效率。固体的絮凝有助于沉降过程，因为它使较小颗粒附聚为较大颗粒，而较大颗粒沉降较快。絮凝也有助于过滤过程，因为较大的附聚物比较小的附聚物更容易过滤并且不易阻塞过滤装置。诸如美国专利No.5,421,329所揭示的那些脱水助剂也可以加入到粒度分级器流中以减少滤饼中的水分。由于氧化铝是在氢氧化钠的环境中形成的，通常会含有相当量的苏打(一般为产品氧化铝的0.3-0.4％)以及其它杂质。全部的苏打是以可浸提苏打和不可浸提的苏打的形式存在的，可浸提的苏打可以洗涤除去，而不可浸提的苏打由于它包含在三水合氧化铝晶体内而一般不能被洗去。对于大多数的氧化铝的应用，诸如金属铝的电解生产或一般的陶瓷产品的形成，即使杂质含量这样高的氧化铝也是可用的。但是对于许多其他的应用，这样的杂质含量(尤其是高含量的苏打和硅石)是不能被允许的。这些应用包括打算用作合成兰宝石和半透明体的产品。另外，因为氧化铝中的苏打不能循环回到拜耳法中，这就必须以可观的额外的费用更换。已作了许多努力来生产杂质(包括苏打)含量降低的氧化铝。在美国专利-->No.4,560,541中，描述了一个方法，该方法特别是涉及将氧化铝与盐酸反应，并加入水以溶解含氧化铝的反应产物，用离心法或过滤法将不溶性杂质与溶液分离开来。在美国专利No.3,607,140中指出了含铁杂质的去除方法，该方法包括使移动的物流通过液体旋风分离，离心分离器，或过滤器等来将含铁氧化铝水合物分离出来。美国专利No.2,981,600揭示了从废液中除去有机杂质的方法，该方法通过浓缩溶液使有机残渣沉淀，然后过滤或离心分离除去沉淀。这三个专利中没有一个是使用聚合物絮凝剂的。美国专利No.5,133,874中指出了降低含阳离子聚合物-腐殖酸盐(humate)复合物的拜耳工作液体的浊度的方法，这是通过加入第二阳离子聚合物使复合物絮凝，并通过过滤，离心分离等方法分离絮凝的聚合物-腐殖酸盐复合物。絮凝和分离是在氧化铝三水合物沉淀之前发生的，这样就使聚合物通过分离过程除去而不可能使随后沉淀的氧化铝三水合物发生絮凝。在美国专利No,4,767,540中揭示了用于絮凝拜耳工作流中悬浮的固体的含异羟肟酸基的聚合物，这个专利的内容在此引用参考。该专利并没有揭示结合这些聚合物的应用使用离心法。令人警奇的是，现在已发现当含有异羟肟酸基的聚合物絮凝剂与离心分离结合使用于氧化铝三水合物悬浮液脱水时，氧化铝三水合物苏打的含量比单独使用离心分离时低。本专利技术方法的目的是减少拜耳法制得的氧化铝三水合物中的苏打和其它杂质的含量。与没有用聚合物来絮凝三水合物晶体的离心分离相比较，本专利技术的改进在于使用含有异羟肟酸基团的聚合物使氧化铝三水合物晶体絮凝后再进行离心分离。较佳实施例的详细说明本专利技术提供了一种减少拜耳法所制得的氧化铝三水合物中的杂质，尤其是苏打含量的方法，该方法将含有异羟肟酸基团或其盐的聚合物加入至氧化铝三水合物悬浮液中，使该三水合物絮凝，然后所得到的絮凝固体通过离心分离脱水。本专利技术中所使用的异羟肟酸化的聚合物在形式上可以相当广泛。它们在所使用的方法条件下，即高温和强苛性条件下，典型的是85-107.2℃(185°-225°F)和总碱含量(表达为碳酸钠当量)80-400g/升下应充分稳定和有效。例如，任何水溶性的含有异羟肟酸或其盐基的聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过离心分离来降低拜耳法三水合氧化铝中杂质含量的方法，该方法包括：将三水合氧化铝悬浮液与含有异羟肟酸或盐侧基的水溶性聚合物接触并充分混合；所述聚合物的用量足以有效地使悬浮液中悬浮的固体絮凝，该聚合物的分子量在1×104-1×108范围；并将所得的絮凝固体进行离心分离，从而使离心分离出的固体与水溶液分开。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括用洗涤水在所述离心分离过程中和/或其后洗涤絮凝的固体。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的聚合物是由一种丙烯酰胺聚合物制得。4.如权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·罗滕伯格，G·费利格，R·W·科尔，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：