[发明专利]酯的酯交换方法

说明书

技术领域

本发明涉及至少一种包含至少一个酯基的组分与至少一种包含至少一 个羟基的组分进行酯交换的方法。

背景技术

在根据拜耳法生产铝的过程中，Al₂O₃借助于氢氧化钠浓溶液由磨得很 细的铁铝氧石中释放出来。在加入晶核后，纯的Al₂O₃(三水铝矿)从得到 的铝酸钠溶液中析出来，在经过进一步处理的步骤后从中获得电解的金属 铝。有混合物残留，从化学上来分析，其主要是由三氧化二铁、氢氧化铁、 氧化钛、氧化铝残渣、石英砂、氧化钙、氧化钠和残余氢氧化钠浓溶液组 成。由于由三氧化二铁导致的红色，因此这种残余物被称为“红泥”。

根据使用的铁铝氧石的质量，每生产一吨铝就不可避免地伴随1-1.5吨 的红泥。由此导致每年产生的量为数百万吨，并与已经存在的红泥废料一 起带来严重的环境和处理问题。主要的问题是红泥的高碱性，因为其含有 pH值为11-13的氢氧化钠浓溶液。此外，有毒铝离子与铁化合物对地表水 具有很大的危害，另外加剧了环境的相容储存能力。目前，主要是通过将 其贮藏在密封的处置场来处理红泥。收集其中的氢氧化钠浓溶液并在拜耳 法中再利用。但是，因为需要大面积的处置场和工厂，以及由运输红泥产 生的高额费用，这种贮藏方式是十分昂贵的。另外，由沉积产生的长期费 用是难以计算的，也带来另外的经济问题。

迄今为止，已做出了许多尝试将被认为是废料的红泥转化为可再利用 的原料进行经济利用。其中，首先，每个有效的方法都旨在降低高碱性的 pH值，但其次，也应当尽可能利用包含在红泥中的潜能，全面利用所得到 的组分。由于生产过程导致红泥粒子具有非常小的直径，其平均为0.1-1μm， 因此该处理被恶化。

由Virotec International LTD发明的一个新方法，“Basecon^TM技术”， 通过用海水转化红泥实现了将pH值降低到约9，从而为脱碱红泥开辟了各 种应用的可能性，如用作絮凝剂或酸性废水或酸性土壤的处理剂。

在该方法的范围内每年利用约1百万吨的情况相当于每年不到2％的产 量，因而其并不适于处理每年量都在增加的红泥，并且对于已经沉积的红 泥废料毫无办法，这在该方法中是不利的。此外，被认为是不利的是，大 范围使用红泥中所含的各种材料的情况没有出现，因而并没有充分利用现 有的经济和生态潜力。

因此，本发明的目的是提供一种方法可以对已沉积的和每年新增的红 泥尽可能地进行材料利用。

发明内容

本发明的目的通过用红泥作为反应促进组分进行酯与醇的酯交换的方 法得到了解决，所述方法包括权利要求1的特征。

本发明方便的优势进展和重要的进一步进展将在其它的权利要求中进 行描述。

根据本发明，红泥在一种或多种包含至少一个酯基的化合物与一种或 多种包含至少一个羟基的化合物的酯交换方法中作为促进反应的组分。这 样的方法具有不同的优势。除了大量氢氧化钠浓溶液之外，红泥还含有各 种金属氧化物和氢氧化物，因而作为一种高碱性和催化活性的反应组分将 醇类化合物转化为醇盐，使得可以发生酯交换反应。除了该碱性酯的醇解， 同时，由于红泥中的残余水还进行碱性酯水解，其中包含酯基的组分断裂 为相应的羧酸和醇。在该反应中，由于氢氧离子的消耗使红泥的pH值下降。 通常情况下，反应过程中碱性组分的消耗具有明显的缺陷，因为或者碱性 组分不断被替换或者将不得不放弃对催化剂的再利用。然而，在本发明的 方法中，这些事实得到有利的利用，因为红泥基本上可以无限量得到，并 且红泥中的碱性组分没有成本，相反是问题的实质所在，将被尽可能多地 消耗。因此根据本发明的方法在一步中提供了酯交换产品、游离的醇化合 物、游离羧酸盐和脱碱红泥，它们相互之间通常可以很容易得分离。用这 种方式，本发明的方法可以对红泥进行全面的材料利用得到各种可再度利 用的材料，其中已沉积的或新生成的红泥都能被大量利用。