[其他]無攪拌情況下分解鋁酸鈉溶液制造氧化鋁的方法和設備

無效

• 申請號: 85108251
• 申請日: 1985-11-13
• 公開（公告）號: CN1003368B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發明（設計）人: 昌特里斯·埃里克;格羅貝爾尼·亨利;普里特·維斯
• 申請（專利權）人: 皮奇尼鋁公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 徐汝巽;劉夢梅

本發明涉及有過飽和氧化鋁的鋁酸鈉溶液的分解方法和其設備。此溶液系以堿與鋁土礦作用，以三水合氧化鋁引發分解，由此生成懸浮液。此法中懸浮液由無攪拌反應器（１）（稱分解槽）之頂端加入并由底部流出。懸浮液下流之速度調節在每小時１．５至１０米。此裝置包括圓柱一圓錐形反應器（１），頂部有加液裝置（１４），并有裝在分解槽內部的管子（４），由注入管底部的空氣將懸浮液自分解槽底部提升至槽頂高度并引向下流。

本發明涉及在無攪拌情況下分解過飽和鋁酸鈉溶液的方法和設備，這種溶液是為拜爾（Baycr）法制造氧化鋁而準備的，這是制造氧化鋁的基本方法，所得的氧化鋁主要是用來高溫電解（熔鹽電解）生產鋁。根據拜爾法，礬土礦與合適濃度的氫氧化鈉水溶液加熱處理使之溶解，制得過飽和的鋁酸鈉溶液。把未溶的礦渣（紅泥）分離后，在過飽和鋁酸鈉溶液中加入一點氫氧化鋁作為引發劑，就產生氫氧化鋁沉淀。

這種操作，在工藝上通稱“分解”，一般分幾個步驟進行。這些步驟主要視溫度、粒度的分布和引發劑的加入量、溶液在一連串的槽內進行流動的布置、可能還包括有再循環的布置等而有所區別。

當今世界上用拜爾法制造氧化鋁的工業設施都是采用攪拌式分解槽，在結構上和使用時，都要有預防措施來避免攪拌和流動的任何中止，否則將導致三水合氧化鋁在槽底沉積出來，此一沉積又不能逆向進行，所以需要把槽掏空和用化學方法解脫沉積物。

實際上，用攪拌進行是合乎邏輯的，它可以使鋁酸鹽溶液中的氫氧化鋁懸浮體在某些情形下保持分布均勻，并且可以防止在分解槽底部結塊。

但是，不用攪拌可有幾個優點。首先，由于反應是在活塞加壓液流條件下進行的，其動力性能要比充分攪拌成均一介質的情況為好，所以鋁酸鹽的分解速度可以提高。

其次，從質量觀點來看，增強了小粒氫氧化鋁的集聚，有助于得到含小粒子最少的粒度分布。

最后，還可以看到，無論是機械攪拌還是用噴射空氣產生攪拌，其能量消耗都是不可忽視的。為維持攪拌所需的功率，對1000立方米級的體積來說，每個槽子可達幾十千瓦（例如50-55千瓦/1000米³）。

除了法國專利FR-A-2446799（＝CA1117274），至今還沒有不用攪拌的“拜爾法”過飽和鋁酸鹽溶液分解槽的文獻記載。此法國專利敘述了一種只有輕微攪拌的分解方法，是用裝有穿孔側臂的轉動噴淋管把鋁酸鹽溶液導入分解槽的底部，所以在被分解的溶液中不因溶液的導入而引起任何湍流。廢溶液從分解槽頂部溢流而排出，而在底部獲得大顆粒的三水合物分散相。鋁酸鹽溶液這種向上循環流動的過程，可以與輕微攪拌的流化床中的分解相匹敵，其應用包括溶液的低速循環流動。

本發明與傳統概念和工業實踐不同，目的在于不用任何攪拌以分解用拜爾法處理鋁土礦而得到的過飽和鋁酸鈉溶液。

更具體地說，本發明的第一目的是提出一種方法來分解根據拜爾法用堿處理鋁土礦而得到的有過飽和氧化鋁的鋁酸鈉溶液。分解過程由三水合氧化鋁引發，這樣，在鋁酸鈉溶液中生成三水合氧化鋁的懸浮液（下稱“懸浮液”）。此過程的特征在于懸浮液是從稱為“分解槽”的非攪拌式反應器的頂部導入，并從分解槽的底部流出。在氧化鋁工業生產上，現今所用的分解槽的體積和流量，對懸浮液的循環來說為每小時1.5至19立方米，最好是每小時3至7立方米。

本發明的第二個目的是安排實現無任何攪拌的分解過程所需的設置。其特征在于，它由反應器組成，這個反應器的頂部有導入懸浮液的裝置，底部配有取出懸浮液的裝置，反應器是園柱-園錐形的，取出懸浮液的裝置連于錐形部分的頂點近鄰。

取出鋁酸鹽懸浮液的裝置是一根管子，由其底部注入壓縮空氣，頂部裝有排氣箱，排氣箱連于通往下一個槽子的管道和再循環溢流口。

圖1和圖2是本發明的設備的圖解立面圖。

圖1為本發明的不用任何攪拌的分解槽，圖2為改進的設備。