[其他]红泥中铝酸钠的回收方法

说明书

本发明涉及拜耳（Bayer）精炼铝矾土法中的红泥浸渍液中的铝酸钠的回收方法。

人所共知，拜耳法中铝矾土反应后的不溶性残渣红泥是在水中经再悬浮进行洗涤的，以便提取呈浓缩铝酸钠溶液状态的浸渍液。洗涤过的红泥就抛弃了，富集浸渍液的洗涤水重新送进拜耳法的流程中去，一般是加入到铝矾土反应后铝酸钠溶液的稀释工序中去。

红泥的洗涤一般是采用逆流洗涤沉降倾析法，其洗涤效率是随洗涤次数和用水量而变化的。如果我们希望控制在红泥抛弃之前红泥中铝酸钠的损失，这就必须使用大量的洗涤水，但这种洗涤水就是作为铝矾土反应后的稀液，如不经过预先浓缩是不可能直接进入拜耳法的流程中的。浓缩是通过蒸发操纵来实现的，但是这一操作需要消耗大量的能量，而在这一情况下可能引起使某些装置长期不能运转，从而限制了氧化铝生产线的总产量。

有经验者必须寻找就产品的收率和增加额外的操作费用的经济效的权衡方案。

从增加按照拜耳法生产氧化铝中所得残渣利用价值观点出发，申请人研究了一种用来自抛弃前红泥的浸渍液中的极稀的铝酸钠溶液中制备冰晶石和锥冰晶石的方法。

众所周知，通过氢氟酸同铝酸钠溶液作用以生产冰晶石态（Al₃3NaF）和锥冰晶石态（AlF₃·5/3NaF）的双氟化物，铝酸钠溶液中的氧化铝的浓度至少为100克/升。这一铝酸钠溶液一般是通过再溶解氧化铝的三水合物即三水合铝或水铝矿于约100℃的含钠水溶液中获得。这一方法由于所采用的原料的性质和消耗能量大的缘故，所以是很昂贵的方法，正是因为这样，故许多合成冰晶石的生产方法主张采用回收氟和氢氟酸作原材料。

因此，法国专利1202322介绍一种主要从生产金属铝的电解槽中来的尾气中回收氟和氢氟酸蒸汽的方法，氟的捕集是通过水洗涤尾气取得的。被吸收的氟形成稀的氢氟酸溶液，这种溶液作为洗涤水循环使用，直到富集的HF重量含量达到3～10%。

然后将这样回收的稀氢氟酸溶液在加温的情况下或者直接同浓铝酸钠溶液接触沉淀出冰晶石;或者在第一步中同悬浮于水中的三氢氟化铝接触形成溶解于氢氟酸溶液中的三氟化铝，然后在第二步中用浓的碱液中和，沉淀出冰晶石。冰晶石的沉淀收率可达到90%，通过加入固体的氯化钠或极浓的氯化钠溶液来降低钠和铝的复化物的溶解度，则其沉淀收率还可提高（参见法国专利2103484）。

在法国专利2075063中还提出一种类似的反应方法，不同的是尾气氟和氢氟酸蒸汽的捕集是以干法实现的，也即使尾气直接与铝酸钠颗粒接触。

这些方法的共同点是利用含有铝酸钠、氢氧化钠、铝酸钠、氢氧化铝等的固态或浓溶液的化合物与用作回收原料的氟和氢氟酸结合。在这种情况下，这些方法的经济效益只限于能回收到氟的可能性，也即在生产或利用氟产品的地方。

本发明方法包括从浓度极稀的铝酸钠溶液中沉淀出冰晶石和锥冰晶石，在该铝酸钠溶液中氧化铝的浓度可低至0.7克/升，Al₂O₃/Na₂O的浓度比值在0.35至0.6之间，其中以游离态或结合态的溶液中的Al₂O₃和Na₂O各自浓度以克/升表示。该稀的铝酸钠溶液与氢氟酸溶液接触以形成冰晶石和锥冰晶石，沉淀是调定PH值在3.5至9.5之间进行的。在这种条件下，以冰晶石状态沉淀的铝（氢氧化铝态）是定量的，其收率可达到94%。损失的部分是同实验条件下冰晶石的溶解度相一致的。当通过沉淀倾析或离心分离把固相和液相分开以后，使含有冰晶石和一小部分锥冰晶石的固相，其RP值在0.54至0.6之间，经过干燥然后在温度从100℃逐渐升高至500℃下锻烧。

在研究过程中，本申请人首先从氧化铝的工业生产线上取出刚要被抛弃之前的许多红泥样品。这一从最后逆流洗涤塔出来的红泥浆在冷却状态下过滤，以便取得最后洗涤的浸渍液。在过滤液中，氧化铝的含量在3至6克/升之间变化，RP＝Al₂O₃/Na₂O保持在0.45在0.6之间。这就作为该工业生产线上的标准洗涤条件。