用于拜耳法的无油晶体生长调节剂制造技术

在此披露了由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法，其中将包含晶体生长调节剂的水性乳液加入到该三水合氧化铝回收过程流中，该晶体生长调节剂是非环状酸酐或者烷基或烯基琥珀酸酐中的至少一种，其中该水性乳液基本上不含矿物油。该方法提供了与在不存在该晶体生长调节剂下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。该方法不要求加入消泡剂/防沫剂以便控制该方法中产生的泡沫。

Oil-free Crystal Growth Regulator for Bayer Process

Disclosed herein is a method for producing aluminum trihydrate crystals from the process of recovery of aluminum trioxide, wherein the aqueous emulsion containing crystal growth regulator is added to the flow of the recovery process of the three hydrated alumina, which is at least one of the non cyclic anhydride or alkyl or alkenyl succinic anhydride, wherein the waterborne emulsion basically contains no mineral oil. The method provides a reduction in the percentage of alumina trihydrate crystals with an average volume diameter of less than 45 microns compared with the percentage of alumina trihydrate crystals produced without the crystal growth regulator. The method does not require the addition of defoamer / antifoam agent to control the foam produced in this process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于拜耳法的无油晶体生长调节剂相关申请的交叉引用本申请要求于2016年9月9日提交的美国临时专利申请号62/385,561的权益，将该临时专利申请以其全文通过援引方式并入本申请。
技术介绍
本专利技术涉及一种由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法。通过拜耳法的生产涉及在苛性钠液中在高温和高压下消解铝土矿，产生含有被称为“赤泥”的不溶性含铁残余物的饱和铝酸钠溶液(母液)。在烧结法中，在用苛性钠液浸取以产生含有不溶性“烧结泥”的铝酸钠液之前，将铝土矿与石灰组合并且加热至约1200℃。在增稠容器(沉降器)中将在以上方法中产生的泥浆用絮凝剂处理，以便使泥絮凝并且通过重力沉降将泥与母液分离。沉降后，将澄清液(溢流)从沉降器的顶部去除。此时，烧结法通常要求另一个步骤，其中将脱硅添加剂如石灰加入到溢流液中以便从该液体中去除可溶性二氧化硅。将此浆料用絮凝剂处理并且进料到脱硅沉降器中以去除不溶性脱硅产物。然后将该液体在过滤过程中进一步纯化以便去除悬浮的细小固体和其他杂质。然后将纯化的母液(三水合氧化铝回收过程流的实例)冷却并用细小的三水合氧化铝晶体接种或在沉淀过程中用CO2气体中和，以产生三水合氧化铝(作为三水铝矿晶体)，接着煅烧以产生最终的氧化铝产物。在拜耳法中，由过饱和的苛性铝酸盐溶液沉淀三水合氧化铝是限速步骤，占据超过一半的氧化铝精炼厂中的停留时间。在理想条件下不发生沉淀，因为精炼厂“废”液中的铝土矿的消解导致氧化铝过饱和的溶液，并且该溶液还含有大量的有机和无机杂质。通过使用晶种三水合氧化铝晶体来加速沉淀。在仍获得具有目标晶体尺寸分布的高品质产物的同时，拜耳法操作者优化沉淀以最大化产率。希望产生相对大的晶体，因为这促进随后的加工步骤。大百分比的细晶(即，低于45微米)是不希望的。然而，一些细晶的存在出于接种目的可能是希望的。三水合氧化铝晶体的产率和特性可能受到所使用的工艺条件(如温度、停留时间、和所用晶种的性质)的显著影响，并且这些条件可能随工厂的不同而改变。可以向三水合氧化铝回收过程流中加入晶体生长调节剂(CGM)，以对三水合氧化铝晶体施加有意的调节。通常使用的调节是细粉比例的降低、以及因此平均三水合氧化铝粒度的增加。晶体生长调节剂可用于控制粒度和强度。不仅必须生产产物品质晶体(≥45微米)，而且还需要足够的晶种(<45微米)以促进沉淀。晶体生长调节剂还可以通过组合并且胶结更小的颗粒来增强附聚。晶体生长调节剂还可以抑制或控制一次成核(产生新的颗粒)和二次成核(在现有颗粒的表面上产生新的颗粒)。晶体生长调节剂可以调节晶体粒度分布，允许使用者使用较低的填充温度和较高的投种。晶体生长调节剂还可以用于影响经常在三水合氧化铝沉淀流程中共沉淀的草酸盐晶体的形态。已经将大量的努力投入寻找有效的晶体生长调节剂及其用于优化晶体粒度的方法。许多晶体生长调节剂(例如C18-脂肪酸)要求加入油或二次表面活性剂来帮助将CGM分散到母液中。所加入的油或表面活性剂增加液体中的杂质负荷，不利地影响沉淀产率，并且可能引起三水合氧化铝的变色，这是非常不希望的。由于拜耳液的有机内容物(主要是腐殖质)，它具有发泡的自然趋势。通过拜耳法中的混合步骤使该液体的发泡加剧。在澄清(赤泥分离)之后并且在沉淀期间，发泡尤其是一个问题。在部分填充有泡沫的容器中母液的量不能最大化，并且因此不能获得最大的产物生产量。泡沫还造成安全危害，因为溢流可能使工人暴露于高水平的苛性钠，这可能引起严重的化学灼伤。由于泡沫是绝缘体，泡沫的减少可以提高传热效率。泡沫的减少可以减少沉淀器中的结垢，并且因为泡沫中减少的三水合氧化铝保留而改进三水合氧化铝分级系统的运行。鉴于这些因素，经济地减少三水合氧化铝沉淀中的细小颗粒的产生的方式是希望的。特别地，该方法应提供具有小于约45微米的体积平均直径的晶体的百分比的降低。所用的晶体生长调节剂应在低剂量(即，小于约100毫克/升母液)下有效，并且应该基本上不含辅助油或表面活性剂，从而最小化三水合氧化铝晶体的污染和变色。此外，该方法中的泡沫产生也应该被最小化。
技术实现思路
提供了一种由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的改进方法。该方法包括向该三水合氧化铝回收过程流中加入包含烷基或烯基琥珀酸酐的水性乳液，其中该水性乳液基本上不含矿物油(例如石蜡油、环烷油)和燃料油。这些三水合氧化铝晶体从该三水合氧化铝回收过程流结晶，从而提供与在不存在该烷基或烯基琥珀酸酐的水性乳液下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。在另外的实施例中，在此描述了由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法，该方法包括：将非环状酸酐或包含非环状酸酐的水性乳液加入到该三水合氧化铝回收过程流中以促进从该三水合氧化铝回收过程流中结晶这些三水合氧化铝晶体，其中该水性乳液基本上不含矿物油和燃料油，从而提供与在不存在该非环状酸酐或该非环状酸酐的水性乳液下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。具体实施方式由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法提供了具有小于45微米的体积平均直径的晶体的百分比降低。该方法采用在低剂量(小于100毫克/升母液)下有效的晶体生长调节剂。有利地，提供纯的(100％活性成分)晶体生长调节剂，并且其基本上不含辅助油或表面活性剂以使三水合氧化铝晶体的变色最小化。作为另一个优点，晶体生长调节剂以纯的或以水性乳液的形式提供，并且基本上不含辅助油或表面活性剂以使三水合氧化铝晶体的变色最小化，和/或不含消泡剂或防沫剂。非环状酸酐或者烷基或烯基琥珀酸酐中的至少一种的有效量是足够是经济的并且使三水合氧化铝晶体的污染最小化地低的。将晶体生长调节剂作为水性乳液加入到三水合氧化铝回收过程流中。此外，可以用消泡剂降低该方法中的泡沫产生。在拜耳法或氧化铝回收过程流中生产三水合氧化铝晶体的改进方法包括：向该三水合氧化铝回收过程流中加入包含非环状酸酐的水性乳液，其中该水性乳液基本上不含矿物油和燃料油；由此允许三水合氧化铝晶体从该三水合氧化铝回收过程流结晶，从而提供与在不存在该包含非环状酸酐的水性乳液下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。如在此使用的，术语烷基或烯基琥珀酸酐可以统一缩写为“ASA”。在一个实施例中，该水性乳液基本上不含表面活性剂。在另一个实施例中，该水性乳液基本上不含消泡剂或防沫剂。该非环状酸酐可以具有以下结构：R1和R2各自独立地是CxHy基团，其中x是从1至30，并且y是2x-1或2x+1。在此范围内，x可以是从6至24、12至24、或14至20。在一个实施例中，R1和R2各自独立地是烷基或烯基，其可以是支链或非支链的。非环状酸酐的实例包括但不限于油酸酐、硬脂酸酐、十四酸酐、棕榈酸酐、花生酸酐、山萮酸酐、芥酸酐、肉豆蔻油酸酐、癸酸酐、2-乙基己酸酐、棕榈油酸酐以及其任何组合。在一个具体实施例中，非环状酸酐包括但不限于油酸酐、癸酸酐、2-乙基己酸酐、或其混合物。该烷基或烯基琥珀酸酐可以具有以下结构：其中x是从1至30，并且y是2x-1或2x+1。在此范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法，该方法包括：将包含至少一种非环状酸酐的水性乳液加入到该三水合氧化铝回收过程流中以允许从该三水合氧化铝回收过程流中结晶这些三水合氧化铝晶体，其中该水性乳液基本上不含矿物油和燃料油，从而提供与在不存在该包含至少一种非环状酸酐的水性乳液下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 US 62/3855611.一种由三水合氧化铝回收过程流生产三水合氧化铝晶体的方法，该方法包括：将包含至少一种非环状酸酐的水性乳液加入到该三水合氧化铝回收过程流中以允许从该三水合氧化铝回收过程流中结晶这些三水合氧化铝晶体，其中该水性乳液基本上不含矿物油和燃料油，从而提供与在不存在该包含至少一种非环状酸酐的水性乳液下产生的三水合氧化铝晶体的百分比相比具有小于约45微米的体积平均直径的三水合氧化铝晶体的百分比的降低。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该水性乳液基本上不含表面活性剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中，该水性乳液基本上不含消泡剂或防沫剂。4.根据权利要求1所述的方法，其中，该水性乳液基本上不含聚烷氧基化的非离子表面活性剂、脂肪酸、脂肪酸盐或其组合。5.根据权利要求1所述的方法，其中，该水性乳液具有约1至约100微米的体积平均粒径。6.根据权利要求1所述的方法，其中，该水性乳液具有约1至约50微米的体积平均粒径。7.根据权利要求1所述的方法，其中，该非环状酸酐具有以下结构：其中R1和R2各自独立地是CxHy...

【专利技术属性】
技术研发人员：D史泰格，ME安德森，
申请(专利权)人：塞特工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US