在拜耳法中通过添加异羟肟酸化聚合物去除悬浮固体制造技术

一种改进的拜耳法生产氧化铝的方法，拜耳法产生一沉降器进料物流和一进入洗涤器序列初始阶段、含有悬浮固体的物流，该改进方法包括１）将所述物流之一或两者与有效量的Ａ）含有异羟肟酸或其盐侧基、分子量低于约７，０００，０００的第一水溶性聚合物混合，然后与Ｂ）有效量的ｉ）丙烯酸水溶性阴离子絮凝剂和ｉｉ）含有异羟肟酸或其盐侧基、分子量高于所述第一聚合物的第二水溶性聚合物构成的混合物混合，从而使悬浮固体絮凝，所述的混合物包含约１０至约９０重量百分比的第二聚合物和约９０至１０重量百分比阴离子絮凝剂，２）从物流中去除絮凝后的悬浮固体。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在拜耳法中通过添加异羟肟酸化聚合物去除悬浮固体本专利技术涉及利用拜耳法来生产氧化铝的方法。更具体地说，本专利技术涉及通过加快从沉降器溢流和/或洗涤器序列进料流去除悬浮固体而实现的拜耳氧化铝生产法的改进，即通过令沉降器进料流或进入洗涤器序列第一阶段的进料流先与a)含有异羟肟酸基团或其盐的低分子量聚合物接触，然后与b)阴离子聚合絮凝剂和另一种含有异羟肟酸基团或其盐的高分子量聚合物的混合物接触。技术背景最常用的氧化铝生产方法是拜耳法。在典型的工业规模拜耳法中，铝土矿原料被磨成细粉。然后将粉化后的矿石加入浆料混合器中，在浆料混合器中用废液和添加的苛性碱制备成固体含量为50％的浆料。然后稀释该铝土矿浆料，并传送通过一系列浸煮器，在其中约300-800°F和100-2000p.s.i.的条件下，从矿石中提取出氧化铝总可得量的98％，其中可能同时包含氧化铝的三水合和一水合形式。浸煮器的排放液流经一系列闪蒸罐或吹卸槽，在其中将浸煮后的浆料冷却至约230°F并降至常压，同时回收热量和冷凝液。闪蒸后的铝酸盐溶液中约含1-2％固体，其中包含铝土矿与用于浸煮矿石的碱性原料反应后留下的不溶性残留物和在浸煮过程中沉淀出的不溶性成份。较粗的固体颗粒通常可用“捕沙”旋风分离器去除。为了将细小的固体颗粒与溶液分离，一般将浆料加到泥浆沉降器(又称滗析器、残留物增稠器或倾斜增稠器)的中心孔中，在其中接受絮凝剂例如聚丙烯酸(盐)聚合物的处理。随着泥浆的沉降，澄清的铝酸钠溶液，又称“青”液或“母”液，溢过位于泥浆沉降器顶端的堰，然后继续进行后续加工步骤。沉降下来的固体(“红泥”)从泥浆沉降器的底部排出，并通过一逆流清洗环路(又称“洗涤器序列”)以进一步回收铝酸钠和碳酸钠。从沉降器中溢出的铝酸盐溶液通常每升仍然含有50至200毫克(mg)的悬浮固体。然后通常通过过滤进一步澄清该溶液，以获得每升(L)含10毫克悬浮固体的滤液。然后从该滤液中沉淀出三水合氧化铝晶体形式的较纯的氧化铝。残留的液相或废液用补给的苛性碱再生后返回到初始浸煮步骤用作补给的矿石的浸煮剂。在通过过滤步骤之后，悬浮固体的含量必需足够低，以便通过沉淀步骤生成符合全部行业标准的氧化铝产品。-->前文所述的不溶性成份最好以较快的速度从浆料中分离，以便增强拜耳法的整体效率。该目的通常利用前文所述的大沉降器、滗析器、残留物增稠器等来达到。分离过程本身必须彻底而完全，仅有少量残留物作为分散相残留在溶解的铝酸盐溶液中。沉降器、滗析器、残留物(或倾斜)增稠器(后文统称“沉降器”)的直径可能超过49米。其中有些是多层结构的，但是目前使用的几乎都是单层式的。在操作中，沉降器的进料液被加在沉降器的当中，澄清后的溶液在外缘溢出。沉降器进料液通过加料管加入沉降器，加料管伸入位于沉降器顶部中心的加料孔。随着溶液径向流过沉降器，水平速度和垂直速度变得很慢，于是固体即红泥由于其比重大于溶液而沉降到底部。沉降速度越快，可在沉降器中处理的物料就越多。溢出沉降器的溶液中含有极少量的固体，而在底流中可含高达35％的固体。但是，溢流中包含了大部分作为产品回收的Al2O3。按一定角度安装了刮板的旋转装置缓慢地将沉积在沉降器底部的固体刮到通常位于沉降器底部中心的锥形排放口。沉降器进料液中的细小固体很缓慢地沉降，除非通过添加絮凝剂使之形成直径通常为几毫米的絮凝体来加速其沉降。这样提高了质量与曳力之比，由此使得絮凝体较快地沉降。来自沉降器的沉降固体然后在前述逆流清洗环路(洗涤器序列)中接受处理，以通过洗涤进一步去除其中的红泥。为此，使用滗析系统，即使用设计与沉降器类似的洗涤增稠器。洗涤操作分10阶段完成，固体物逆向流动以回收可溶物，而溢流洗涤器序列每一阶段返回到它的前一阶段。加入洗涤器序列各阶段的絮凝剂可提高固体的分离率，众所周知在前期阶段使用的絮凝剂不同于近期阶段所使用的，参见例如本文引用参考的美国专利4,678,585。为了回收尽可能纯的产品，必须将沉降器的溢流澄清化。对溢流进行所谓的精制过滤(polish filtration)(有时也称澄清压滤(clearpressing))，由此去除残留的固体。为此也可以使用稳态过滤器。因为最终产品将被用于纯度至关重要的应用场合例如牙膏，为使产品纯度尽可能高，一般希望将固体减至约0.5mg/L以下。多年来，降低包含拜耳法沉降器溢流的物流中和进入洗涤器序列初始阶段，即引入来自最后的沉降器的红泥浆料的第一分离阶段的物流中的悬浮固体含量一直是一个主要问题。在克服上述问题并切实加速悬浮固体从拜耳法物流中分离以及对组分实施更有效的分离的方法中，其中之一是1988年8月30日美国专利4,767,540所揭示的方法。在该专利中公开的是向拜耳法物流中单独或与阴离子絮凝剂一起加入含有异羟肟酸或其盐侧基的水溶性聚合物。含有异羟肟酸基团的聚合物可以单独、在加入阴离子絮凝剂之后、之前或同时加到拜耳法苛性铝酸盐操作物流中，-->阴离子絮凝剂例如常用的聚丙烯酸盐聚合物。该处理方法被证明与当时的现有技术相比降低了操作物流中的悬浮固体含量。但是，所述的美国专利4,767,540并没有公开本专利技术所述的在使用低分子量异羟肟酸化聚合物后再使用阴离子絮凝剂和高分子量异羟肟酸化聚合物的混合物。专利技术概述现在发现，处理进入拜耳法初级沉降器的进料(或浸煮器排放料)和/或进入洗涤器序列初级阶段的进料，即令所述料液先与A)含有异羟肟酸侧基和/或异羟肟酸盐基团的低分子量聚合物接触，然后与B)阴离子絮凝剂和另一种含有异羟肟酸或其盐基团的高分子量聚合物的混合物接触，具有意想不到的优点。正如在洗涤器序列中过滤速度更快和/或红泥絮凝效率更高所显示的，按照该顺序加入添加剂可生成更为澄清的沉降器溢流。详细说明根据本专利技术，提供的是一种在拜耳法中提高沉降器溢流的过滤速度和/或洗涤器序列初始阶段絮凝效率的方法，即在进入沉降器或进入洗涤器序列初始阶段的进料中加入a)含有异羟肟酸基团或其盐的水溶性低分子量聚合物，然后加入b)阴离子絮凝剂和另一种含有异羟肟酸或其盐基团的高分子量水溶性聚合物的混合物，由此去除残留的过滤后的固体。本专利技术方法使用的阴离子絮凝剂较好的是丙烯酸均聚物或含有至少80％摩尔百分比丙烯酸的丙烯酸共聚物，或者是其碱金属、碱土金属或铵盐，或者是以上所述的混合物。可用的丙烯酸实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸等。可以使用所述丙烯酸与可共聚单双键不饱和共聚单体例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等形成的共聚物和三元共聚物。较好的是，阴离子絮凝剂是某种丙烯酸盐的均聚物或共聚物。本专利技术使用的水溶性阴离子絮凝剂和水溶性异羟肟酸化聚合物在拜耳法条件下都必须足够稳定有效，这些条件例如高温和强碱性条件，通常为185-225°F，80-400g/l的总碱含量(以碳酸钠当量表示)。任何水溶性的含异羟肟酸或异羟肟酸盐基团的聚合物均可用于本专利技术。对可用的聚合物最好的举例是含有结构式(I)侧基的那些：-->其中的R是氢原子或阳离子。这类聚合物是本领域众所周知的，并可通过含有酯、酰胺、酐、腈等侧基的聚合物与羟胺或其盐的反应衍生得到。本专利技术使用的可异羟肟酸化的聚合物的实例是丙烯酸类、甲基丙烯酸类、巴豆酸类等，酸性酯聚合物，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进的拜耳法生产氧化铝的方法，拜耳法产生一沉降器进料物流和一进入洗涤器序列初始阶段、含有悬浮固体的物流，该改进方法包括1)将所述物流之一或两者与有效量的A)含有异羟肟酸或其盐侧基、分子量低于约7,000,000的第一水溶性聚合物混合，然后与B)有效量的i)丙烯酸水溶性阴离子絮凝剂和ii)含有异羟肟酸或其盐侧基、分子量高于所述第一聚合物的第二水溶性聚合物构成的混合物混合，从而使悬浮固体絮凝，所述的混合物包含约10至约90重量百分比的第二聚合物和约90至10重量百分比阴离子絮凝剂，2)从物流中去除絮凝后的悬浮固体。2.根据权利要求1所述的方法，其中的A)和B)被加在沉降器进料物流中。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的包含异羟肟酸或其盐基团的聚合物衍生自包含酯、酰胺、酐或腈类侧基的聚合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一聚合物的异羟肟酸化程度在约1至100摩尔百分比之间。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述阴离子絮凝剂为丙烯酸(盐)聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·科尔，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：