[其他]拜爾液的純化

無效

• 申請號: 85109376
• 申請日: 1985-12-26
• 公開（公告）號: CN85109376A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 威廉姆·J·羅;約翰·T·馬利托
• 申請（專利權）人: 諾爾科化學公司;卡瑟鋁和化學公司
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 張元忠,崔曉光

本發明與拜耳液的純化有關，更確切地說，它涉及到一種除去或至少減少拜耳液中有機雜質含量的方法。

許多氧化鋁制品的前體，（包括經還原法制造金屬鋁所用的煅燒氧化鋁）都是三水合氧化鋁，而三水合氧化鋁通常是從含氧化鋁的礦石，如礬土得到的。為了從礬土獲得氧化鋁，通常采用的方法是眾所周知的拜耳法。此法是在高溫和高壓下用苛性堿介質消化礬土。礬土的消化產生飽和的鋁酸鈉液，一般稱為“富集液”。通過沉淀法從這種富集液回收氧化鋁，通常還要加入氧化鋁晶種。礬土存在于世界上的許多地方。不同的地區，這種礦石的組成可能是不同的。許多礬土含有有機雜質，這些有機雜質在消化過程中會與礦石中的氧化鋁一起被提取出來，并沾污得到的液體。礬土中存在的大多數有機雜質是由高分子量的化合物組成，如腐殖酸，而其中的一部分在用苛性堿消化期間將分解成較低分子量的化合物，因而產生一整系列的溶于拜耳液中的有機鹽類。溶于拜耳液中的這類有機雜質的一部分是由發生顏色的化合物組成，例如腐殖酸鹽，結果富集液通常會具有暗紅色。由于在拜耳法的消化階段苛性堿液不斷循環使用，所以拜耳液中的有機雜質含量將不斷增加。有機雜質的聚集可達到相當高的水平，以致嚴重干擾三水合氧化鋁的經濟而有效的生產，除非這種聚集可以防止或至少對其加以控制。

由于拜耳液中有機雜質含量的控制是生產三水合氧化鋁的一個重要方面，所以已經研究出幾種控制這類有機雜質的方法。已在美國專利4，046，855（Schepers等）中提出的一種方法是，把拜耳液與一種含鎂的化合物接觸，生成氫氧化鎂和氫氧化鋁的混合沉淀，這樣即可除去拜耳液中的有機雜質。根據該專利，這種沉淀是通過物理吸附或化學吸附而除去某些有機雜質。鎂化合物可在拜耳法的任何階段加入，可在消化之前加入，最好加到消化好的泥漿中。盡管這一方法能夠除去至少是一部分有機雜質，但是沉淀的氫氧化物混合物的生成給操作帶來了諸多不便。一方面，這種沉淀的氫氧化物混合物含有氫氧化鋁，這樣會使氧化鋁的產量減少。另一方面，必須將這種沉淀混合物與余下的處理液分開，這就要牽涉到附加的操作步驟和/或在一定程度上增加需要處理的總泥漿量。

在美國專利4，101，629（Mercier等）中提出的一種方法是，把一種含鋇的化合物加到拜耳液中，該含鋇化合物作為鋁酸鋇而沉淀，這種沉淀物質也可以包括拜耳液中存在的有機雜質的鋇鹽。正象前面所討論過的那篇專利一樣，這一方法也涉及一種化合物的沉淀，這種沉淀也必須從處理液中除去，因而需要沉降和/或過濾裝置，增加了操作步驟。此方法可以通過煅燒的方法將濾出的含鋇化合物回收和重新使用，然而，眾所周知的鋇鹽毒性可以造成一種難以令人接受的環境和/或健康危害，這是無法用該法所得到的純化結果來加以辨護的。

在美國專利4，215，094（Inao等）中推薦一種銅催化的濕式氧化法，使有機雜質氧化，然后加入一種含硫化合物，使銅催化劑作為沉淀而除去。上述氧化作用是在高溫和高壓條件下，在催化劑和分子氧存在下完成的。這一方法的不利之處在于，消化時必須使用高溫和高壓，這就要使用昂貴的壓力容器和消耗大量的能量。此外，必須把銅催化劑從處理過的液體中除去，以避免沾污。在除去硫化銅的操作中，可能造成環境和/或健康危害。在美國專利4，275，042（Lever）中提出把草酸鈉一拜耳液中的有機雜質之一-從廢拜耳液中除去。在該專利中，是通過向廢拜耳液中加入一種陽離子螯合劑以除去廢拜耳液中溶解的草酸鈉。這種陽離子螯合劑（更可取的是一種具有中等鏈和長鏈烷基并有單一的陽離子電荷的簡單季氮化合物）與拜耳液中存在的腐殖質生成一種難溶的產物，因而就草酸鈉而言，此時的廢拜耳液是失穩的，這種失穩使得部分草酸鹽雜質沉淀。盡管美國專利4，275，042中所指出的這一方法能夠除去廢拜耳液中的一部分有機雜質，但是難溶的螯合劑-腐殖酸產物將在廢拜耳液的表面上形成一種油狀浮膜，而且難于從廢拜耳液中除去。用常規的過濾方法不能從廢拜耳液的表面除去這種油層。要想除去這種油層，必須采用適合于這一特定目的的裝置，或是采用能夠處理半膠體表面層的過濾方法。結果，與此法聯系在一起的這些困難表明這一方法是不能實際應用的。