本发明专利技术涉及用于处理浆料的方法和组合物，以更好地使由拜耳法沉淀的三水合氧化铝脱水。所述方法包括：使用包括至少两种表面活性剂与可选的偶联剂的组合的制品来处理具有一定含量的三水合氧化铝的碱性浆料。当使用这些表面活性剂的组合时，非离子和阴离子表面活性剂的双组分组合之间的协同效应产生对三水合氧化铝浆料更有效的脱水助剂。此外，配方中可使用偶联剂来降低表面活性剂组合的粘度，以实现该产品的现场应用。
【技术实现步骤摘要】
表面活性剂组合用作三水合氧化铝脱水助剂的协同效应
技术介绍
本专利技术涉及用于改善矿物浆料脱水的方法和组合物。具体地，本专利技术涉及用于拜耳法中的脱水助剂的组合物和应用，目的是减少过滤和洗涤过的铝水合物中的水分。在用于制造三水合氧化铝的常规拜耳法中，粉碎矾土矿石，用苛性碱溶液形成浆料，然后在高温高压下消化。苛性碱溶液溶解了铝的氧化物，形成铝酸钠水溶液。然后将矾土矿石中苛性碱不溶的成分与包含已溶解的铝酸钠的水相分离。将固体三水合氧化铝产物从溶液中沉淀并收集作为产品。如至少已部分说明的，在其它地方，在美国专利6，814，873中，拜耳法是不断发展的，且工业中使用的该方法中各步骤的具体技术不仅在工厂间不同，而且通常作为商业秘密保护。作为更具体的，但不是理解性的拜耳法的实例，在制备含水浆料时，可将粉碎的矾土矿石进料到浆料搅拌器中。浆料组成溶液通常为已失效的液体(下文说明)和加入的苛性碱溶液。然后使该矾土矿石浆料通过一个消化器或一组消化器，在消化器中可得到的氧化铝从矿石中释放为可溶于苛性碱的铝酸钠。然后，用一组闪蒸罐将已消化的浆料冷却，例如冷却至约220° F，闪蒸罐中热量和冷凝物可回收。离开闪蒸操作的铝酸盐液体包含不溶 的固体，该固体由消化后留下的或消化期间沉淀出的不溶残留物组成。用“分沙器”、旋风器或其它装置将粗固体颗粒从铝酸盐液体中分离出。需要时，可首先通过静置然后过滤将细固体颗粒与液体分离。然后，将澄清的铝酸钠液体进一步冷却，并用三水合氧化铝晶体作为晶种诱导氧化铝以三水合氧化铝(Al(OH)3)的形式沉淀。再将三水合氧化铝颗粒或晶体分成不同尺寸组分并与苛性碱液体分离。剩下的液相，废液体返回到初始消化步骤，并在与苛性碱重构后用作消化剂。在整个方法中，关键步骤之一是从已澄清的铝酸钠液体中沉淀三水合氧化铝的步骤。在去除不溶的固体以提供澄清的铝酸钠液体(也称作“绿色液体”)后，通常将其注入一个适宜的沉淀罐或一组沉淀罐，并用再循环的细三水合氧化铝晶体作为晶种。在沉淀罐中，在搅拌下使其冷却以促使氧化铝以三水合氧化铝从溶液中沉淀。细三水合氧化铝颗粒在该方法中重复使用并作为晶种晶体，其提供晶核形成位点并在部分沉淀过程中一起聚集并生长。分离沉淀步骤产生的较大尺寸的颗粒直接用作三水合物产品，或者更通常经过煅烧步骤处理，产生固体的氧化铝(Al2O3)产物。拜耳法中的关键步骤是将三水合物晶体分成不同尺寸组分(晶种和产物尺寸材料)及随后的晶体与它们从中沉淀出的液体分离。液体的去除通常通过过滤和水洗涤步骤实现。这种过滤和洗涤过程可用于晶种晶体和/或产物尺寸的三水合氧化铝，但最关键地常用于产品尺寸的氧化铝。由于得到最大量的氧化铝需要已煅烧的产品中钠含量最低，所以产品尺寸的三水合氧化铝只含有微量的苛性钠液体残留在滤饼中是关键的。因此，产品尺寸的三水合氧化铝晶体通常经受一系列水洗步骤以去除苛性钠。然而，滤饼中残留的水分也会给生产者产生难题，因为当出现过滤过的三水合物产品的水分含量增大时，随后的三水合物的加热和煅烧要求更多的能量输入。结果，氧化铝生产者目的在于是三水合氧化铝产品的水分含量最小。脱水助剂通过减少三水合物水分而被氧化铝工业广泛应用以提高过滤效率。由于水分量降低且煅烧中能耗低，通过改善水合物的脱水和除液体可实现工厂的显著节约。宽范围的变化影响水合物的脱水。这些包括浆料温度、滤液表面张力、固体/液体接触角、滤饼上的压力梯度和粒径分布及形状。如至少已部分说明的，在其它地方，在美国专利5011612中，基于多种表面活性剂化学的脱水助剂产品的范围对熟知本领域的那些人是可获得的或公知的。这种产品包括含有烧基硫代玻拍酸酷、烧基芳基横酸酷、乙氧基化醇或脂肪酸的表面活性剂和/或表面活性剂共混物。在中国专利申请CN200910243379和科技文献The Use of SurfactantMixtures in the Dewatering of Alumina Trihydrate, by D. I. Fox et al, School ofChemical Engineering and Industrial Chemistry, University of New South Wales,Australia(1987)pp. 159-163中提及了其实例。其它包括美国专利5，167，831中将至少12个碳原子的脂肪酸与非离子表面活性剂混合使用。尽管这些脱水助剂产品中许多是有效的，在拜耳工厂的下游处理步骤中因这些材料的成本和/或负面影响方面，对工业仍是难题。因此，仍然存在对能用于拜耳法的改善脱水助剂的范围和性能的方法的明显需求和应 用。本章节所述的
技术介绍
不是要承认此处引用的任何专利、出版物或其它信息为本专利技术的“现有技术”，除非特别作此申明。此外，本章节不应理解成是已进行研究或者是没有如37CFR§ I. 56(a)中限定的其它有关信息存在。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施方式涉及将拜耳法沉淀的三水合招(aluminumtrihydrate)脱水的方法。所述方法包括以下步骤将至少两种表面活性剂与可选加入的偶联剂混合来制备脱水助剂，并将所述脱水助剂用到拜耳法的三水合物脱水步骤中以减少三水合铝滤饼的水分含量。所述脱水助剂组合物可为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的混合物，并且还可包括溶剂或偶联剂。所述非离子表面活性剂可选自由醇乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物组成的组。所述阴离子表面活性剂可选自由醇烷氧基硫酸盐和醇烷氧基磺酸酯组成的组。所述烷基酚乙氧基化物可选自由壬基酚乙氧基化物组成的组，且所述醇烷氧基硫酸盐选自月桂基醚硫酸钠。所述醇烷氧基磺酸酯可选自具有乙氧基化的醇的硫代琥珀酸酯。偶联剂可选自亚烷基二醇或二亚烷基二醇及它们的任意组合。招水合物(aluminum hydrate)滤饼的水分含量的减少可通过在滤饼洗漆水接触滤饼之前直接向其加入所述脱水助剂，或者在过滤之前向三水合氧化铝(aluminatrihydrate)衆料加入所述脱水助剂来实现。其它特点和优点如文中所述，并从以下详细说明中将是明显的。具体实施例方式提供以下定义以明确本申请中使用术语的方式，特别是理解权利要求的方式。所述定义的组织仅为了便利，并不是要使这些定义中的任意一种限制于任何具体范畴。“醇烧氧基硫酸盐”(alcohol alkoxy sulfate)表示通式 R1O (R2CH2CH2O) xS03lf 的化合物，其中R1为C8-C18烷基，R2不存在或为包含I至约50个碳原子的亚甲基链，M为反粒子，如H、Na、K、NH4等。代表性醇烷氧基硫酸盐包括可商购的产品如含有2 3摩尔乙氧基化物的月桂基醚硫酸钠和月桂基醚硫酸铵。“烧基酌■乙氧基化物”(alkyl phenol ethoxylate)表不通式 R3O(R2CH2CH2O)pSO3IT的化合物，其中R3为苯基，可选地被一个或两个C8 C12烷基取代，R2不存在或者为包含I至约50个碳原子的亚甲基链，且p为I 30。优选的烷基酚乙氧基化物为R3是被C9烷基取代的苯基且p为I 20的那些烷基酚乙氧基化物。“烷基”表示由直链或支链饱和烃去除单个氢原子衍生的单价基团。代表性烷基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基等。“烧氧基”表不烧基_0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过向拜耳法添加脱水助剂使由所述拜耳法沉淀的三水合氧化铝脱水的方法，所述脱水助剂包括：a.至少两种表面活性剂，其中一种为非离子表面活性剂，另一种为阴离子表面活性剂，和b.可选的偶联剂，其中使用所述脱水助剂降低三水合氧化铝滤饼的水分含量，所述三水合氧化铝滤饼通过过滤所述拜耳法中获得的三水合氧化铝的浆料并将所述脱水助剂加入所述拜耳法中制得。
【技术特征摘要】
1.一种通过向拜耳法添加脱水助剂使由所述拜耳法沉淀的三水合氧化铝脱水的方法，所述脱水助剂包括 a.至少两种表面活性剂，其中一种为非离子表面活性剂，另一种为阴离子表面活性剂，和 b.可选的偶联剂， 其中使用所述脱水助剂降低三水合氧化铝滤饼的水分含量，所述三水合氧化铝滤饼通过过滤所述拜耳法中获得的三水合氧化铝的浆料并将所述脱水助剂加入所述拜耳法中制得。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述三水合氧化铝的浆料为含有拜耳法液体和固体三水合氧化铝的碱性浆料。3.根据权利要求I所述的方法，其中在滤饼洗涤水接触滤饼之前向所述滤饼洗涤水中添加所述脱水助剂。4.根据权利要求I所述的方法，其中所述脱水助剂产品为至少一种非离子表面活性齐U、至少一种阴离子表面活性剂和偶联剂的混合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述非离子表面活性剂选自由醇乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物组成的组，且所述阴离子表面活性剂选自由醇烷氧基硫酸盐和醇烷氧基磺酸酯组成的组。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述烷基酚乙氧基化物选自由壬基酚乙氧基化物组成的组，所述醇烷氧基硫酸盐选自月桂基醚硫酸钠，且所述醇烷氧基磺酸酯选自具有乙氧基化的醇的硫代琥珀酸酯。7.根据权利要求I所述的方法，其中所述非离子与所述阴离子表面活...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂文·群·东，保罗·奇·王，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：
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