[其他]按拜耳法生產氫氧化鋁時減少堿液雜質的方法

無效

• 申請號: 88102321
• 申請日: 1988-04-15
• 公開（公告）號: CN88102321A
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發明（設計）人: 格雷戈里·P·布朗;奧托·曾柏
• 申請（專利權）人: 瑞士鋁公司
• 主分類號: B01D13/02
• 分類號: B01D13/02;C01F7/46
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹恒興,楊劍俠

本發明涉及采用拜耳法生產氫氧化鋁時減少溶于含水堿液中無機和有機雜質的方法。

拜耳法所用的主要原料為鋁土和泡堿液，含有不需要的有機和無機物質，尤其是采用鋁土溶液時，這類不需要的物質以后以各種方式對該方法產生有害影響。它們均屬于酸性化合物，如氯化物、磷酸鹽、硫酸鹽、釩酸鹽、氟化物，和/或有機鹽或有機酸，尤其是草酸鹽和腐殖酸。

因為采用拜耳法時，在循環中不同階段的堿液濃度各不相同，如果不從該方法中將這些雜質排除，則其在不同部位上的濃度可達到臨界值。這些雜質與工藝方法和經濟效益連系在一起，因為它們以鈉鹽形式存在，大量累積的結果，導致堿液的苛性和含量的降低，從而降低了堿液的生產能力和該方法的經濟效益。此外，由于不需要的物質沉積在罐、管、熱交換器和其他設備上，因此有礙于該方法的實施，為了使生產效率恢復到規定指標，必須進行凈化處理。如果沉積層的厚度達到用機械方法也不能充分將其去除，或雜質沉積在用機械方法不能處理的部位時，可能就要采取耗資較大的凈化處理方法，例如采用酸洗法處理。

此外，由于雜質會增加堿液的粘度，從而提高泵的損耗，因而也降低了拜耳法的經濟效益，還有氫氧化物的沉淀及其分離也會對該方法帶來不利影響。

除上所述，各種雜質有其共同缺點之外，各自還有其許多特殊的缺點。有機雜質，其中多數為長鏈腐殖酸或其衍生物或反應產物，會使氫氧化鋁染上淺灰色。鋁土分解時由于腐殖酸和其他有機酸的溶解和分解而生成的草酸鹽也具有特殊的影響。這種草酸鹽可達到飽和狀態，離析時增加了氫氧化鋁結晶的困難和對結晶附聚物的物理性質有不利影響。

為了改變雜質的臨界極限值和控制循環堿液的濃度，許多方法已為公眾所知。根據美國專利US-PS4335082，用次氯酸鈉或其他氧化劑處理拜耳法所用的堿液，將有機物質進行分解。在德國專利DE-OS2415872中建議加入鈣化合物，將腐殖酸作為不溶解的鈣化合物沉淀。美國專利US-PS4046855和4101629建議以類似方法采用鎂或鋇化合物進行沉淀反應。在去除腐殖酸從而將草酸鹽作為草酸鈉沉淀的同時，前面所述的后幾種方法由于堿液失去穩定性，也可用于去除草酸鹽。此外，根據美國專利US-PS3649185的建議，還可通過加入苛性蘇打提高堿液的濃度，從而使草酸鹽沉淀。采用類似的方法還可對無機雜質進行鹽析，通過蒸發結晶進行鹽析的方法過去已經使用，現在仍有其重要意義。

上述建議的方法所需實施費用相當高，加入的化學藥品價格昂貴，或需要增加堿液的消耗，因而使生產成本提高，并且產品質量并不總能得到保證。

因此，本發明人的任務在于提供適宜的方法解決這些問題。該方法以較為經濟的方式，在采用拜耳法生產氫氧化鋁時減低溶解于含水堿液中無機和有機雜質，使其濃度保持很低的極限值，而且在實際上不影響拜耳法的采用。

解決本發明任務的方法：采用至少一個陰離子選擇滲透膜和/或至少一個陽離子選擇滲透膜和至少一個可解離水的雙極性膜，對堿液進行電滲析，生成添加到拜耳法循環堿液的堿液組分和由該方法中排除的雜質組分。雜質組分主要包括含雜質堿液中的雜質的陰離子酸性殘基。

本發明方法的其他有效形式為：

本發明可采用由1個陽離子選擇滲透膜或陰離子選擇滲透膜和1個雙極性膜組成的至少2個并聯的部件進行電滲析，在這種條件下，將含雜質堿液加到由1個離子選擇膜和雙極性電極中與該膜相同電荷的一側構成的1個或1組滲析池中。

上述方法中含雜質堿液還可加到由陽極和/或陰極和其各自相鄰的膜構成的滲析池中。

本發明可采用由1個陰離子選擇滲透膜和1個雙極性膜組成的至少2個并聯的部件進行電滲析，在這種條件下，將含雜質堿液加到由陰離子選擇膜和雙極性電極中陰極一側構成的一個或一組滲析池中。

本發明可采用由1個與陽極相鄰的陽離子選擇滲透膜和1個陰離子選擇滲透膜以及配置在其間的雙極性電極組成的1個或多個部件進行堿液的電滲析，在這種條件下，將含雜質堿液加到由陽極和陰極以及相鄰的離子選擇滲透膜構成的滲析池或由陰離子選擇滲透膜和陽離子選擇滲透膜構成的一個或一組滲析池中。

本發明在陰離子選擇滲透膜和陰極之間還可插入陽離子選擇滲透膜。

上述方法中含雜質的堿液至少有一部分處于拜耳法的循環狀態并經孕育劑洗滌后生成的堿液。

上述方法中含雜質的堿液至少有一部分處于拜耳法的循環狀態并經赤泥洗滌后生成的堿液。

在電滲析拜耳法的堿液時，本發明采用雙極性膜，其反應通式為：