[發明專利]一種鋁酸鈉溶液石灰苛化除草酸鈉的方法

有效

• 申請號: 201310309531.4
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103342377A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 皮濺清;趙瑜;劉桂華;王永林
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業股份有限公司;中南大學
• 主分類號: C01F7/47
• 分類號: C01F7/47;C01F7/14
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李子健;李迎春

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，尤其涉及一種鋁酸鈉溶液中石灰苛化除草酸鈉的方法。

背景技術

隨著我國氧化鋁工業的快速發展，工藝簡單、成本較低的拜耳法在我國獲得了廣泛應用，無論是采用進口的三水鋁石型鋁土礦為原料生產氧化鋁，還是采用我國一水硬鋁石型鋁土礦為原料生產氧化鋁，鋁土礦中的有機物在溶出過程中均會部分地進入鋁酸鈉溶液中，并發生復雜的分解反應。在鋁酸鈉溶液循環過程中，像草酸鈉等短鏈有機物會快速積累，使得溶液中草酸鈉濃度快速升高，顯著影響氧化鋁生產，主要表現在：1）增加堿耗，2）使產品細化，3）產品堿含量高，4）影響沉降分離。

為了消除草酸鈉對氧化鋁生產的危害，國內外對氧化鋁生產過程中脫除草酸鈉的機理和方法進行了大量研究，提出較多的草酸鈉脫除方法，主要有：1）結晶法，通過濃縮溶液或冷卻溶液，加入晶種，促進草酸鈉從溶液中析出，達到脫去草酸鈉的目的（US?4,999,170、US?4,786,482、WO00/29328、US?4,443,416、CN200710099821.5、US?4,597,952、WO00/29328、US?4,496,524等）；2）氧化法，向鋁酸鈉溶液中加入MnO₂、通入O₂或O₃等，將有機物最終氧化成碳酸鈉（US?4,836,990、US?4,668,486、US?4,581,208等）；3）吸附法，在溶液中加入或生成多孔物質，通過吸附，除去有機物（US?4,046,855、US?4,578,255、US?5,093,092、US?4,678,477、US?4,275,043、US?5,068,095、WO1997029047、CN02110046.2等）；4）溶液煅燒法，將含草酸鈉的鋁酸鈉溶液與氫氧化鋁結疤或鋁土礦混和，將此料漿在600℃以上高溫下煅燒，使草酸鈉等有機物生成二氧化碳排出體系；5）離子交換法和加鋇鹽沉淀法等。上述方法或除草酸鈉效果差、或成本高、或工藝流程復雜等，尚需進一步研究提出經濟的除草酸鈉的方法。

采用石灰苛化脫除草酸鈉是比較經濟的方法，主要優點在于：1）顯著減少堿耗。石灰與草酸鈉反應，生成草酸鈣和氫氧化鈉，相當于回收堿。2）經濟性好。草酸鈣溶解度低，容易與溶液分離，且石灰廉價，因而脫除成本較低。3）易實施。采用濕法系統，投資少，設備較簡單，且草酸鈣可隨赤泥外排，氫氧化鈉返回氧化鋁生產流程中。國內外就石灰苛化草酸鈉也進行了較多的研究。如：1）澳大利亞的沃斯利礬士控股有限公司于2000年申請了從拜耳法溶液中除去草酸鹽和/或硫酸鹽的方法專利（申請號CN00805174.7）。在該專利中，首先加入石灰先生成含碳酸根的水鋁鈣石和/或含硫酸根的水鋁鈣石，以去除拜耳法溶液中的鋁酸根離子；然后用足量的石灰來去除和苛化該溶液中存在的任何殘余碳酸根離子和一些或全部草酸根離子，該專利是Rosenberg兩段苛化國際專利申請（WO0056660A1）在中國提出的權利要求。2）Aluminium?Pechiney（WO00/75073A1、IN177687、AU3219793）在母液中加入大量的細的含鈣物質，相互作用后破壞草酸鹽穩定性，反應后析出，過濾后的溶液返回氧化鋁生產體系，渣排放，或渣在40~60℃間處理各種低濃度含堿（Na₂O<10g/L）水。這包括可處理含雜質的工業水，或可處理含堿的冷凝水（處理的水可返回赤泥洗水中），或可消除水中碳酸鹽和草酸鹽（處理后的水用氧化鋁生產）。3）Rosenberg（US?6,743,403;US?7,244,404；WO2000/056660）提出一種兩段消除草酸鈉/硫酸鈉的方法，首先加入石灰，20~180℃，生成含碳酸根或硫酸根的水合鋁酸鈣，顯著降低溶液中氧化鋁濃度；然后再加石灰，在50~80℃、時間15min~4h下，溶液中碳酸鈉、草酸鈉等全部生成碳酸鈣和草酸鈣，此渣外排；而開始生成含碳酸根或硫酸根的水合鋁酸鈣可再處理，回收其中的氧化鋁。Sato?C(US?3649185)也提出在獲得堿濃度15~20g/L、草酸鈉25~30g/L、氧化鋁7g/L、碳酸鈉10g/L富草酸鈉的溶液中按氧化鈣與草酸鈉和氧化鋁和碳酸鈉分子比加入足量石灰，50~60℃、反應1~2h?，生成草酸鈣、水合鋁酸鈣、碳酸鈣，達到除草酸鈉的目的。在這兩段苛化過程中，石灰利用率顯著提高。