[發明專利]脫除鋁酸鈉溶液中有機物的方法

有效

• 申請號: 202010112367.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111302371B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉桂華;李小斌;齊天貴;彭志宏;周秋生;符振江
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F7/47
• 分類號: C01F7/47
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 羅莎

本發明公開了一種脫除鋁酸鈉溶液中有機物的方法，其過程為：在鋁酸鈉溶液中加入石灰和表面改性用添加劑，老化反應得到改性水合鋁酸鈣漿液；將改性水合鋁酸鈣漿液放入待處理的含有機物的鋁酸鈉溶液中，加入強化界面吸附用添加劑，得到吸附了有機物的混和物；將混合物過濾，取濾液即為脫除了有機物的鋁酸鈉溶液，濾渣用冷水洗滌后隨赤泥外排，或進燒結系統處理。本發明通過改變溶液中有機物的CMC，改性水合鋁酸鈣；結合溶液精制過濾過程，同步吸附脫除溶液中的有機物，從而可短流程脫除鋁酸鈉溶液中的有機物，具有短流程、高效和運行成本低等特點。

技術領域

本發明涉及一種鋁冶金技術領域，具體涉及一種脫除鋁酸鈉溶液中有機物的方法。

背景技術

在拜耳法生產氧化鋁的過程中，鋁土礦中絕大部分有機物和少量過程添加的有機物(絮絮劑、消泡劑、助濾劑、減水劑等)會進入鋁酸鈉溶液中。溶液經長期循環后，鋁酸鈉溶液中總有機物碳(TOC)可達40g/L。這些有機物會導致氧化鋁產出率降低、產品質量下降、堿耗升高及生產的大量泡沫減少反應槽有效容積等。因而，從鋁酸鈉溶液中高效經濟脫除有機物一直是氧化鋁生產中迫切需要解決的技術難題。

鋁酸鈉溶液中有機物可分為高分子量有機物、中等分子量有機物和低分子量有機物。其中中高分子量有機物在濃堿、高溫下被分解或降解，最終會生成低分子量有機物或碳酸鈉。針對中高分子量有機物，主要開發了氧化法、燃燒法、沉淀法、吸附法、海水法、和離子交換法等方法；針對草酸鈉等低分子量有機物，主要開發了沉淀法、吸附法、結晶法、海水法和石灰苛化法等方法。目前，已工業應用的方法有﹕燃燒法、海水法和石灰苛化法等。溶液燃燒法雖可高效脫除有機物，但成本高；海水法工藝流程簡單，但堿和氧化鋁損耗高；石灰苛化法可高效脫除草酸鈉，但屬末端脫除有機物，無法消除中高分子量有機物對生產的負面影響。其中，研究和申請吸附法除有機物專利技術較多﹕路培乾等(申請號201711273329.5)用制備的擬薄水鋁石作為吸附劑，能除掉溶液中的腐殖酸鈉有機物；高姌(申請號201810182823.9)提出了用活化后的活性炭吸附有機物的方法；呂林(201710332525.9)在循環母液中加入石灰，生成難溶的有機物的鈣鹽和水合鋁酸鈣吸附有機物這需增加流程和設備；劉桂華等(中國有色金屬學報，2017，27(11)﹕2356～2361)用活性氧化鋁吸附脫除腐殖酸鈉的方法，但吸附容量小，還需循環利用氧化鋁。國外Schepers Bernhard(US4046855，Roe(US4578255)等利用合成的含鎂層狀化合物，吸附脫除鋁酸鈉溶液中的有機物；Gnyra(US4275043)提出用活性炭、活性氧化鋁或活化粘土吸附脫除鋁酸鈉溶液中的腐殖酸鈉；Mark E K等(US4902425)用陽離子聚合物(PolyDADMAC)通過離子交換(吸附)除去溶液中腐殖酸鈉，堿液再生聚合物。由于有機物在鋁酸鈉溶液存在臨界膠束濃度(CMC)，易生成膠束；同時吸附劑表面溶劑化后一般帶負電荷，與溶液中有機物鈉鹽帶相同電荷，存在排斥力，且膠束在吸附也存在排斥效應，因而上述吸附劑的吸附容量一般小于15mg/g，脫除有機物效率低；或需單獨合成吸附劑，再生吸附劑條件相對苛刻，流程復雜，成本高。同時，有機物與吸附劑間是物理吸附，因而在高溫洗滌過程中易脫附，會進一步降低脫除有機物的效果。因而，上述專利技術仍沒有產業化應用。

發明內容

為解決上述問題，本發明針對濃堿高溫鋁酸鈉溶液，結合氧化鋁生產中的溶液精制過程，本發明人提出了在鋁酸鈉溶液中加入添加劑，改變溶液中有機物的CMC，合成改性水合鋁酸鈣；在溶液精制葉濾過程中，同步吸附脫除溶液中的有機物，并采用較低溫度水洗滌過濾渣，吸附有機物的水合鋁酸鈣隨赤泥外排；或葉濾渣進入燒結系統中，燒掉其中有機物，循環利用水合鋁酸鈣。從而，可短流程脫除鋁酸鈉溶液中的有機物，具有短流程、高效和運行成本低等特點。

為了實現上述目的，本發明提供了一種脫除鋁酸鈉溶液中有機物的方法，包括以下步驟：

S1、取鋁酸鈉溶液中加入石灰和表面改性用添加劑，老化反應得到改性水合鋁酸鈣漿液；