使用含水杨酸聚合物澄清拜耳法溶液的方法技术

一种絮凝拜耳法溶液中的悬浮固体的方法，包括在该溶液中加入有效量的含水杨酸基团的聚合物。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用含水杨酸的聚合物澄清拜耳法溶液的方法。
技术介绍
拜耳法普遍用于由铝土矿矿石生产氧化铝的生产过程。该方法包括将铝土矿矿石磨成粉状、在苛性钠溶液中制浆并在高温高压下蒸煮。苛性钠溶液将铝的氧化物溶解以生成铝酸钠水溶液。然后将铝土矿矿石中不溶于苛性碱的成分(被称作“红泥”)从含有溶解的铝酸钠的水相中分离出来。该分离通常是通过沉降与过滤实现的，沉降通常借助于絮凝剂。一经分离，就将三水氧化铝从氢氧化钠水溶液中沉淀出来，并作为产物收集。更具体而言，将磨碎的铝土矿矿石加入一台拌浆器，在此制备苛性浆料。该浆状苛性钠溶液通常是废液(如下所述)和添加的苛性钠。将铝土矿矿石浆料稀释，并通过一个或一系列蒸煮器，在此，在高压高温下，大约98％的有效氧化铝以可溶于苛性碱的铝酸钠的形式从矿石中释放出来。蒸解之后，浆料通过数个闪蒸罐，其中已蒸煮浆料的压力从几个大气压降至一个大气压，浆料的温度从大约200℃降至大约105℃。闪蒸操作后得到的铝酸盐浆料含有大约1至20wt％固体，该固体是由蒸解后剩余的或在蒸解过程中沉淀的不溶残渣构成的。可以用“砂槽”旋风分离器将较粗的固体从铝酸盐溶液中除去。通常借助絮凝剂进行重力沉降澄清，然后如有需要再进行过滤，从而将较细的固体从溶液中分离出来。在某些情况下，用循环的洗涤器溢流液流将闪蒸罐中取出的铝酸盐溶液浆料稀释。任何经过随后的浆料稀释但在进入一级沉降器之前，从蒸煮器包括闪蒸罐中取出的拜耳法浆料在下文中被称作一级沉降器进料。通常，一级沉降器进料随后被加入一级沉降器(或滗析器)中，在此用一种絮凝剂进行处理。泥浆沉降后，澄清的铝酸钠溶液(被称作“原液”或“富集液”)从容器顶部溢流入一个堰中，并被收集。然后，该一级沉降槽中的溢流进入其后的工序。一级沉降器溢流的透明度对于三水氧化铝的有效加工是至关重要的。如果溢出沉降器的铝酸盐溶液含有浓度令人无法接受的悬浮固体(有时每升有大约10mg至大约500mg悬浮固体)，必须通过过滤使其进一步澄清，以得到每升溶液中含有不超过10mg悬浮固体的滤液。为了在回收三水氧化铝之前清除任何残余的悬浮固体，而对一级沉降后收集到的溶液进行的处理，被称作二次澄清阶段。将澄清的铝酸钠溶液冷却，并用三水氧化铝晶体作为晶种，以诱导氧化铝以三水氧化铝，Al(OH)3的形态沉淀。然后将三水氧化铝颗粒或晶体按照粒度分级，并从浓缩苛性碱溶液中分离出来。在此分级和分离过程中，使用一种絮凝剂作为辅助。将这些三水氧化铝的细粒回收并用作种晶，较粗粒子作为产物被收集。然后将被称作“废液”的剩余的液相在初始铝土矿浆组成和蒸煮步骤中重新利用，并与苛性碱重组后用作消化剂。从沉降器或滗析器的底部取出一级沉降器中沉降的固体(被称作“底流”)，然后使其通过一个逆流洗涤环路以回收铝酸钠和纯碱。第一洗涤器(或“增稠器”)的溢流液可以循环用作一级沉降器进料，在浆料离开闪蒸罐时稀释浆料，和/或它可以与一级沉降器的溢流一起进行过滤。通过絮凝剂的使用，加速从一级沉降器(或滗析器)的富集液中部分分离红泥固体的进程。这种富集液的初澄清被称为一级沉降器阶段。通常使用絮凝剂，例如乳液聚合物、干聚合物和包括淀粉在内的多糖，通过提高固体沉降的速度、降低悬浮在溶液中的残余固体量、并减少在沉降固体相中液体的量或底流的量，来改进不溶的红泥固体的分离。在一级沉降阶段，絮凝性能是至关重要的。红泥固体通常含有铝土矿矿石中大约5wt％至50wt％的物质，主要由铁的氧化物(通常至少占红泥固体的大约50％)，还含有硅的氧化物、钛酸钙、磷酸钙、氢氧化铝、硅酸铝钠和其他物质组成。通常，这些红泥是由非常细小的粒子构成，这阻碍了红泥粒子从溶解的氧化铝溶液中足够快速并且彻底地分离出来。提高分离的速度可以改进总的加工效率，并且提高氧化铝的产量。改进加工溶液的澄清性可以减少对过滤和进一步净化的需要，也可以提高氧化铝的产量。如果红泥粒子的分离不彻底，制得的溶解的铝酸盐溶液将需要更大范围的加工以清除残余固体，和/或回收的三水氧化铝中所含杂质的比例对氧化铝的许多最终用途而言都过高。专利技术概要本专利技术主要涉及一种在拜耳法溶液中絮凝悬浮固体的方法，其包括在溶液中加入有效量的含水杨酸基团的聚合物。本专利技术的聚合物在拜耳法溶液中有效地絮凝悬浮固体。具体而言，在拜耳法苛性铝酸盐物流中使用这些聚合物减少了悬浮的红泥固体，并显著地降低了过滤富集液的必要性。在溢流液中较低的固体含量也减少了杂质，如铁的氧化物和其它矿物的含量，由此提高了沉淀过程中制得的氧化铝的纯度。本专利技术的聚合物还能有效地澄清拜耳法液流中的三水氧化铝。在三水氧化铝的连续或分批沉淀过程中，主要通过重力沉降使粗粒子与细晶体分离。将细粒浆料送入一系列二级或三级澄清器中，以便按照大小浓缩粒子。加入本专利技术的聚合物，显著地改善了这些细粒的絮凝和沉降，因此与传统方法，包括使用多糖(例如淀粉和葡聚糖)和/或与丙烯酸及其盐类的聚合物混合使用相比，减少了废液中的三水合铝固体。本专利技术的聚合物表现出良好的对三水氧化铝粒子的亲合性，从而使这些粒子絮凝，并提高这些粒子沉降的速度。然后将三水氧化铝细粒循环用做主结晶步骤中的种晶。本专利技术的聚合物的使用，减少了三级粒度分级器溢流中的悬浮三水合铝细粒，由此提高了氧化铝的回收，确保更少的氧化铝与废液一起循环进入蒸解步骤。本专利技术的详细描述术语定义“酰基”是指化学式为-C(O)R的基团，其中R是烷基或芳基。优选的酰基是乙酰基(R＝CH3)。“AIBN”是指2，2’-偶氮二(2-甲基丙腈)，得自E.I.Dupont deNemours和Co.，Wilmington，DE，商品名为Vazo64。“AIVN”是指2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)，得自E.I.Dupont deNemours和Co.，Wilmington，DE，商品名为Vazo52。“烷基”是指一种直链或支链饱和C1-C4烃去除一个单个氢原子后生成的一价基团。典型的烷基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基，等诸如此类。优选的烷基是甲基。“(甲基)丙烯酸烷基酯”是指丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯。“阴离子单体”在此定义为具有一净负电荷在一定pH值以上的单体。典型的阴离子单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸的碱加成盐，2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、磺丙基丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐或这些或其它可聚合羧酸或磺酸的其它水溶性形态、磺甲基丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐、乙烯基磺酸钠，等类似物质。“芳基”是指含有大约6至大约14个碳原子的芳香族单环或多环体系。典型的芳基包括苯基、萘基和蒽基。优选的芳基是苯基。“碱加成盐”是指由一种羧酸基(-CO2H)与一种合适的碱(如氢氧化物、碳酸盐、金属阳离子或四烷基铵阳离子的碳酸氢盐)，或与氨、或一种具有足够碱度的有机伯胺、仲胺、叔胺反应生成的含有羧酸基的盐。典型的碱或碱土金属盐类包括钠、锂、钾、钙、镁等。典型的可用于形成碱加成盐的有机胺包括乙胺、二乙胺、1，2-乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪等等。优选的碱加成盐包括钠和铵盐。“EDTA”是指乙二胺四乙酸及其碱加成盐，得自Aldrich ChemicalCompany，Milwaukee，WI。“IV”是指特性粘度，即在无限的聚合物稀释度(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种絮凝拜耳法溶液中的悬浮固体的方法，包括向溶液中加入有效量的含水杨酸基团的聚合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M夸德，EC菲利普斯，LE小布拉默，RP马杭尼，JD基尔代亚，M拉梅什，JT马利托，
申请(专利权)人：翁德奥纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]