[发明专利]超低晶种量的铝酸钠溶液分解制备粗粒氢氧化铝的方法有效

专利信息
申请号: 202010822540.3 申请日: 2020-08-13
公开(公告)号: CN111943240B 公开(公告)日: 2021-08-06
发明(设计)人: 李小斌;吴心平;周秋生;刘桂华;齐天贵;彭志宏;王一霖 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: C01F7/14 分类号: C01F7/14
代理公司: 南昌贤达专利代理事务所(普通合伙) 36136 代理人: 金一娴
地址: 410000*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 超低晶种量 铝酸钠 溶液 分解 制备 氢氧化铝 方法
【说明书】:

本发明公开了超低晶种量的铝酸钠溶液分解制备粗粒氢氧化铝的方法,属于冶金技术领域,其包括以下步骤:1)成核‑附聚:将低苛性比铝酸钠溶液与晶种混合均匀,在第一分解温度下搅拌分解;2)再附聚‑长大:将步骤1)所获得浆液进行降温,在第二分解温度下继续搅拌分解,直至分解结束。通过以上步骤可以制备粗粒氢氧化铝产品。本发明晶种用量少,降低生产成本,提高设备产能;同时,工艺简单,易于实现工业生产;氢氧化铝产品粒度较粗,平均粒径d50为50~80μm。

技术领域

本发明涉及铝冶金技术领域,具体涉及超低晶种量的铝酸钠溶液分解制备粗粒氢氧化铝的方法。

背景技术

铝酸钠溶液晶种分解是拜耳法生产氧化铝工艺中非常重要的工序之一。它不仅影响氧化铝产品的数量和质量,而且直接影响生产效率及其他工序。铝酸钠溶液的晶种分解过程普遍存在氢氧化铝晶种循环量大、分解效率低、产品粒度难以满足砂状氧化铝的要求、设备多、投资大、动力消耗大等问题,铝酸钠溶液的晶种分解过程一直是拜耳法生产氧化铝的“瓶颈”。

为了强化铝酸钠溶液的分解过程,国内外学者开展了大量的研究,但主要集中在提高分解率和改善产品质量等方面,至今未见无循环晶种的铝酸钠溶液分解方法的报道。中国专利公开号CN 101234773A,公开日2008年8月6日,发明名称为一种利用铝酸钠溶液生产氢氧化铝的方法,该发明采用铝酸钠溶液与甲醇混合制备氢氧化铝产品。中国专利公开号CN 104803404A,公开日2015年7月29日,发明名称为一种过饱和铝酸钠溶液种分强化的方法,通过加入活性晶种和添加剂,能明显提高分解率,但并没有有效减少循环晶种用量。中国专利公开号CN 104817100A,公开日2015年8月5日,发明名称为一种制备砂状氧化铝的方法,该发明通过两段分解制备了产品质量高的砂状氧化铝。

在铝酸钠溶液连续晶种分解工业生产中,需要添加大量的氢氧化铝晶种这成了工业生产中不争的事实。目前的晶种分解方法中,有大量的晶种在流程中循环。一日产千吨氧化铝的拜耳法厂,当晶种系数为2时,流程中循环的氢氧化铝晶种数量达到1.4~1.8万吨。这既消耗大量的人、材、物力,又由于种子未经洗涤,添加大量的晶种无疑会导致种子附液增多,增加设备负荷。

发明内容

本发明相比于现行铝酸钠溶液晶种分解技术具有突破性进展,主要基于以下发现:在铝酸钠溶液晶种分解过程中,同时发生二次成核、颗粒附聚、结晶长大、晶粒破裂和晶粒磨蚀等物理化学作用,这几种作用往往同时发生,但其发生的程度因条件的不同而不同。其中长大与附聚使Al(OH)3颗粒变粗,而成核、破裂和磨蚀使颗粒变细。本专利发明人发现:1)在晶种分解原液中只添加少量晶种,即能有效诱导铝酸钠溶液离子结构发生变化,使铝酸钠溶液中聚合态含铝阴离子转变成氢氧化铝结晶的有利生长基元,从而能大幅度促进氢氧化铝的成核过程;2)控制合适的氢氧化铝浆液固含和相对较高的体系温度,铝酸钠溶液分解初期快速成核过程所产生的大量细小粒子能很好地发生颗粒附聚,获得粒度分布较集中的较粗颗粒;3)初期(第一阶段)快速成核和颗粒附聚完成后,控制较低的体系分解温度以适当增大铝酸钠溶液的过饱和度,使得较粗的颗粒再次发生附聚,并进一步长大成,获得粗颗粒的氢氧化铝产品。

本发明的技术解决方案如下:

超低晶种量的铝酸钠溶液分解制备粗粒氢氧化铝的方法,包括如下步骤:1)成核-附聚:将铝酸钠溶液与晶种混合均匀,在第一分解温度下搅拌分解;2)再附聚-长大:将步骤1)所获得浆液进行降温,在第二分解温度下继续搅拌分解,直至分解结束,制得粗粒氢氧化铝。

优选地,步骤1)中所述铝酸钠溶液的苛性比值为1.20~1.60,所述第一分解温度为50~70℃,分解时间小于30小时。

优选地,步骤1)中所述晶种的用量为0.1~50g/L。

优选地,步骤2)中所述第二分解温度为40~55℃,分解时间为10~40小时。

优选地,所述晶种的用量为0.1~20g/L。

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