專利名稱：一種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法，涉及一種利用甲醇深
度分解低苛性比鋁酸鈉溶液，通過析出氫氧化鋁來提高鋁酸鈉溶液苛性比的方法。
背景技術(shù)：
拜耳法是氧化鋁生產(chǎn)的主要方法，即在高溫高壓下用含氫氧化鈉的循環(huán)堿液溶出
鋁土礦，氧化鋁進入溶液形成鋁酸鈉溶液，漿料稀釋分離出赤泥，料液經(jīng)脫硅種分制備氫氧
化鋁，焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品。分解后的母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后重新溶出鋁土礦。 由于拜耳法種分效率只有50%左右，致使循環(huán)液的苛性比低，即循環(huán)液中氧化鋁
含量比較高，因此只有一部分起溶出作用的游離堿，溶出效率受到限制。循環(huán)液苛性比增大
將顯著提高鋁土礦的溶出效率和設(shè)備的處理能力。此外，隨著我國鋁土礦的日益貧化，礦石
鋁硅比低，造成拜耳法溶出時大量的氧化鋁和氧化鈉隨硅損失進入赤泥。眾多氧化鋁工作
者研發(fā)了高壓水化學法或水熱法與拜耳法聯(lián)合工藝用于處理赤泥，回收赤泥中的氧化鋁以
提高氧化鋁的收率，但該方法要求高苛性比的鋁酸鈉溶液，而實際上現(xiàn)行的拜耳法系統(tǒng)中
只有低苛性比的鋁酸鈉溶液。如何由低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液成為關(guān)
鍵性問題。 低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的核心為分離出鋁酸鈉溶液中的 氧化鋁，目前主要方法有(l)蒸發(fā)結(jié)晶法，是將種分母液蒸發(fā)到堿濃度500g/L以上，通過 析出鋁酸鈉晶體制得高苛性比堿液，但此法蒸發(fā)水量大(12tH20/t A1203)，能耗太高；(2)水 合鋁酸鈣法，是向種分母液中添加石灰生成水合鋁酸鈣從而制備高苛性比的鋁酸鈉溶液， 水合鋁酸鈣返回鋁土礦溶出工序回收鋁，或?qū)⑺箱X酸鈣經(jīng)碳堿溶出后再經(jīng)碳分制取氧化 鋁，但該過程只適于處理較低濃度的鋁酸鈉溶液；(3)萃堿法，是選擇合適的萃取劑對拜耳 法循環(huán)液進行液_液萃取，得成分與拜耳法種分前液相近的水相，進入種分過程獲得氫氧 化鋁，油相反萃得高苛性比堿液，但此法相比較高，反萃后萃取劑含少量水須蒸餾脫除，操 作較復雜。 中國科學院過程工程研究所在甲醇強化種分過程的前期研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)用甲醇 處理低苛性比的循環(huán)堿液，可以使循環(huán)液中的鋁以氫氧化鋁的形式析出，從而提高循環(huán)液 的苛性比。所得的固相氫氧化鋁經(jīng)種分進行純化，獲得合格氫氧化鋁產(chǎn)品；循環(huán)液蒸餾分離 出甲醇，甲醇循環(huán)使用，而高苛性比循環(huán)液則可用于處理赤泥或強化鋁土礦的溶出。分解過 程中添加一定量的氫氧化鋁晶種可以顯著縮短甲醇分解鋁酸鈉溶液的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法存在的不足，提供一種
甲醇深度分解低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法。 本發(fā)明的方法是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 —種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法，包括甲醇分解、液固分離、醇解母液蒸餾等主要步驟，是利用甲醇深度分解低苛性比鋁酸鈉溶液，使其中的氧化 鋁以氫氧化鋁固相形式析出，從而達到提高苛性比的目的的方法。該方法的操作步驟為
(1)往氧化鈉濃度為100-400g/L、苛性比為2. 0_4. 0的鋁酸鈉溶液中，按一定的體 積比添加步驟(3)獲得的甲醇，同時按一定的晶種系數(shù)配入氫氧化鋁晶種，在反應(yīng)器中反 應(yīng)8-24h ; (2)反應(yīng)結(jié)束后，將步驟(1)得到的懸浮液進行液固分離； (3)將步驟(2)得到的固相經(jīng)種分純化得冶金級產(chǎn)品；將步驟(2)得到的醇解母 液蒸餾回收甲醇，甲醇返回步驟(1)利用，高苛性比鋁酸鈉溶液用于處理赤泥或強化溶出 鋁土礦。 本發(fā)明所述步驟(l)中甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為0.5 : 1-3 : 1。
本發(fā)明所述步驟(1)中氫氧化鋁晶種的晶種系數(shù)為0-3. 0。
本發(fā)明所述步驟(1)中反應(yīng)溫度為30-70°C。 本發(fā)明的方法，可使低苛性比鋁酸鈉溶液深度分解，從而得到高苛性比鋁酸鈉溶 液，苛性比可達5-25，此鋁酸鈉溶液的苛性比是無法通過傳統(tǒng)種分辦法繼續(xù)大幅度提高的； 深度分解得到的氫氧化鋁固相經(jīng)種分純化制備冶金級產(chǎn)品；醇解得到的高苛性比鋁酸鈉溶 液處理鋁土礦時優(yōu)勢顯著，能大幅度提高溶出效率、溶出設(shè)備利用率，減小堿液循環(huán)量；處 理赤泥時，能通過水熱法回收其中的鋁，為拜耳_水熱聯(lián)合法的實現(xiàn)提供條件，擴大了拜耳 法能處理的鋁土礦品位范圍。另外，甲醇沸點低，易于回收，可利用氧化鋁廠現(xiàn)有的高壓溶 出的泛汽及熱水等大量低品位熱源進行回收。


圖1是本發(fā)明可適用的工藝流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法，其過程包 括往氧化鈉濃度為100-400g/L、苛性比為2. 0-4. 0的鋁酸鈉溶液中，按晶種系數(shù)為0_3. 0
添加氫氧化鋁晶種，甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為o.5 : l-3 : i添加甲醇，在反應(yīng)器中
于30-7(TC反應(yīng)8-24h ;反應(yīng)結(jié)束后進行液固分離，氫氧化鋁固相經(jīng)種分純化制備冶金級產(chǎn) 品，醇解母液蒸餾出甲醇循環(huán)利用，高苛性比鋁酸鈉溶液用作處理赤泥或溶出鋁土礦。
下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所述的方法加以說明。
實施例1 配得化20濃度為184g/L、苛性比為2. 9的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為1. O添加氫氧 化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為1. 5 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于4(TC反應(yīng)24h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為81g/L，苛性比為16. 85，對應(yīng)的分解率為82.8% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備 冶金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸 鈉溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例2 配得化20濃度為184g/L、苛性比為2. 9的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為2. O添加氫氧
4化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為1. 5 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于3(TC反應(yīng)18h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為79g/L，苛性比為22. 4，對應(yīng)的分解率為87. 1 % ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例3 工業(yè)生產(chǎn)中的分解母液成分為化20濃度為188g/L、苛性比為3. O，按晶種系數(shù)為 1. 0添加氫氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為1 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于40°C 反應(yīng)12h ;反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的 Na20濃度為98g/L，苛性比為11. 97，對應(yīng)的分解率為74. 9% ;將得到的氫氧化鋁進行種分 純化制備冶金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛 性比鋁酸鈉溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例4 配得Na20濃度為102g/L、苛性比為2. 8的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為3. 0添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為1 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于5(TC反應(yīng)12h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為56g/L，苛性比為18. 3，對應(yīng)的分解率為83. 6% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例5 配得Na20濃度為251g/L、苛性比為2. 0的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為2. 5添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為2 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于3(TC反應(yīng)24h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為91g/L，苛性比為11. 6，對應(yīng)的分解率為82. 8% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例6 配得Na20濃度為170g/L、苛性比為3. 8的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為0. 5添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為2 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于5(TC反應(yīng)16h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為62g/L，苛性比為11. 4，對應(yīng)的分解率為66. 7% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例7 配得Na20濃度為170g/L、苛性比為3. 8的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為3. 0添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為0. 5 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于3(TC反應(yīng)8h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為114g/L，苛性比為9. 7，對應(yīng)的分解率為60. 8% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例8 配得Na20濃度為396g/L、苛性比為2. 0的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為3. 0添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為3 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于3(TC反應(yīng)24h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為103g/L，苛性比為15.8，對應(yīng)的分解率為87.3% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備 冶金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸 鈉溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例9 配得Na20濃度為302g/L、苛性比為2. 0的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為2. 0添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為3 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于3(TC反應(yīng)24h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為86g/L，苛性比為16. 9，對應(yīng)的分解率為88. 2% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例10 配得Na20濃度為102g/L、苛性比為4. 0的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為2. 5添加氫 氧化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為3 : 1添加甲醇，在反應(yīng)器中于6(TC反應(yīng)24h ; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為32g/L，苛性比為15. l，對應(yīng)的分解率為73. 5% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例11 配得化20濃度為151g/L、苛性比為2. 0的鋁酸鈉溶液，按晶種系數(shù)為3. O添加氫氧 化鋁晶種、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為0.5 : l添加甲醇，在反應(yīng)器中于7(TC反應(yīng)24h; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為102g/L，苛性比為6. 4，對應(yīng)的分解率為68. 8% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
實施例12 配得化20濃度為104g/L、苛性比為2. 2的鋁酸鈉溶液，不添加氫氧化鋁晶種(即晶 種系數(shù)為0)、甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為2 : l添加甲醇，在反應(yīng)器中于4(TC反應(yīng)24h; 反應(yīng)結(jié)束后的懸浮液進行液固分離，得到氫氧化鋁固體和醇解母液，醇解母液的Na20濃度 為36g/L，苛性比為5. 3，對應(yīng)的分解率為58. 5% ;將得到的氫氧化鋁進行種分純化制備冶 金級產(chǎn)品；醇解母液蒸餾出甲醇，甲醇循環(huán)用于分解低苛性比鋁酸鈉溶液，高苛性比鋁酸鈉 溶液用于處理赤泥或溶出鋁土礦。
權(quán)利要求
一種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法，其特征是利用甲醇深度分解低苛性比鋁酸鈉溶液，通過析出氫氧化鋁來提高鋁酸鈉溶液的苛性比；該方法的操作步驟為(1)往氧化鈉濃度為100-400g/L、苛性比為2.0-4.0的鋁酸鈉溶液中，按一定的體積比添加步驟(3)獲得的甲醇，同時按一定的晶種系數(shù)配入氫氧化鋁晶種，在反應(yīng)器中反應(yīng)8-24h；(2)反應(yīng)結(jié)束后，將步驟(1)得到的懸浮液進行液固分離；(3)將步驟(2)得到的固相種分純化得冶金級產(chǎn)品；將步驟(2)得到的醇解母液蒸餾回收甲醇，甲醇返回步驟(1)利用，得到的高苛性比鋁酸鈉溶液用于處理赤泥或強化溶出鋁土礦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征是步驟(1)中甲醇與鋁酸鈉溶液的體積比為o. 5 : l-3 : i。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征是步驟(1)中氫氧化鋁晶種的晶種系數(shù)為 0-3. 0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(1)中反應(yīng)溫度為30-70°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是鋁酸鈉溶液的苛性比可提升至5-25。
全文摘要
一種低苛性比鋁酸鈉溶液制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法，是往鋁酸鈉溶液中添加一定量甲醇和氫氧化鋁晶種，在溫度為30-70℃，時間為8-24h條件下進行鋁酸鈉的深度分解，以氫氧化鋁固相形式分離鋁酸鈉溶液中的氧化鋁，反應(yīng)結(jié)束后進行液固分離，分離出的固相溶解后進行種分純化獲得冶金級產(chǎn)品，高苛性比鋁酸鈉與甲醇的混合液相進行蒸餾，回收甲醇循環(huán)利用，苛性比高達5-25的鋁酸鈉溶液用于處理赤泥或強化溶出鋁土礦。本發(fā)明的方法，可利用氧化鋁廠的低品位熱源分餾甲醇，實現(xiàn)氧化鋁廠余熱綜合利用，避免了傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶法的蒸發(fā)能耗高，水合鋁酸鈣法鈣消耗量大、不適于較高堿濃度的缺點。因此是一種高效地制備高苛性比鋁酸鈉溶液的方法。
文檔編號C01F7/00GK101746794SQ200810227488
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者張懿, 張盈, 徐紅彬, 王少娜, 鄭詩禮 申請人:中國科學院過程工程研究所