[发明专利]用于分离浆料的絮凝剂添加率及混合速率

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离加工浆料（process slurry）、特别是在制备氧化铝的装置中以湿法冶金法例如拜耳法（Bayer process）制备的加工浆料的固体和液体组分的方法及装置。

更具体而言，本发明涉及一种用于将絮凝剂添加到加工浆料、特别是一种湿法冶金法的加工浆料（例如拜耳法浆料）中以促进浆料的固体/液体分离的方法及装置。

本发明特别且非排他性地涉及一种用于将絮凝剂添加到拜耳法装置的溶出单元中制备的加工浆料中以促进浆料的固体/液体分离的方法及装置。本发明的以下描述侧重于拜耳法浆料。然而，需强调的是，本发明具有比其更宽泛的应用且通常涉及湿法冶金法的加工浆料。

背景技术

拜耳法包括以下主要方法步骤。

(a)将铝土在溶出单元中溶出到苛性钠中并形成一种以下形式的高温和高压的加工浆料(i)溶液中包含铝酸钠的液体和(ii)固体物质，主要为液体中带有的惰性铁氧化物和钛氧化物以及二氧化硅化合物的颗粒。

(b)分离加工浆料中的固体和液体组分。

(c)从液体中沉淀出三水合氧化铝。

(d)煅烧沉淀的三水合氧化铝并形成氧化铝。

在溶出单元中制备的高温和高压的加工浆料由所述单元排放出并在递降压力下运行的串联的罐中快速冷却至大气压力。将在闪蒸罐中产生的闪蒸蒸汽有益地用于拜耳法中，通常用于预热溶出罐中使用的苛性钠。

固体/液体分离步骤(b)包括使用沉淀罐以分离加工浆料中的固体和液体组分。通常将絮凝剂例如淀粉或合成聚合物添加到罐中的加工液体中以促进罐中固体的沉淀。

重要的是，在固体/液体分离的步骤(b)中从加工浆料分离的液体是高纯度的，这是因为随液体进入到氧化铝回收过程的后续步骤——即沉淀和煅烧步骤——中的杂质降低所得氧化铝的纯度和/或使后续回收步骤的操作更加困难。

例如，液体中的无机悬浮固体的存在可能导致氧化铝受例如铁的污染，而溶解的有机物质例如腐殖酸酯的存在可能影响回收过程中的沉淀。

以上讨论的内容在澳大利亚或其它地区内不应被当做对公知常识的承认。

美国专利US4,678,585描述了一种用于从拜耳法氧化铝回收回路中絮凝化赤泥的方法，包括将具有不同组成的絮凝剂以在后续步骤中减少的剂量添加到所述回路的第一步和后续步骤中。

发明内容

申请人已进行了与固体/液体分离步骤(b)相关的研究与开发工作。

申请人在该研究与开发工作中发现，在使絮凝剂和浆料混合——通常为剧烈混合——的条件下，将絮凝剂——通常为少量的絮凝剂——添加至拜耳法的溶出步骤中制备的加工浆料里以促进加工浆料中固体物质聚集体的形成将改善后续沉降罐中固体/液体的分离。

更具体而言，申请人发现，在不同阶段以及不同程度的混合下添加絮凝剂甚至进一步改善了随后沉降罐中的固体/液体分离。

本发明提供了一种分离湿法冶金法制备的加工浆料中的固体和液体的方法，所述加工浆料包含液体中带有的固体物质，所述方法包括：

(a)预处理步骤：将絮凝剂添加到加工浆料中，并通过在所述步骤的早期阶段中选择比所述步骤后期阶段更高程度的混合来混合絮凝剂和浆料，以及

(b)固体/液体分离步骤：使浆料的固体物质——包括固体物质的聚集体——与液体进行分离以制备出澄清液体和带有一些夹带的液体的固体物质的方法产品。

预处理步骤(a)的总体目的是促进浆料中固体物质聚集体的形成，从而促进步骤(b)中固体物质和液体的分离。在预处理步骤中将絮凝剂和加工浆料混合的目的是：(i)提高浆料中絮凝剂和固体物质之间接触的几率以及(ii)保持固体物质——包括形成的固体物质的任何聚集体——在浆料中的分散(优选均匀分散)，并且以此使在预处理步骤中使用的装置里的固体物质沉淀最小化，以及(iii)使聚集体增长到适于促进沉降罐中的固体物质——包括固体物质的聚集体——与液体分离的大小。

选择混合程度的目的是(i)在预处理步骤的早期阶段中增加固体物质和絮凝剂接触的几率，以及(ii)促进聚集体的形成同时保持固体物质——包括可能形成的任何聚集体——在加工浆料中的分散。

预处理步骤(a)可以包括在该步骤过程中改变絮凝剂的剂量率。预处理步骤(a)可以包括在该步骤的早期阶段中选择比该步骤的后期阶段中更高的剂量率。