在两种状态引入晶种以生产大颗粒氧化铝的工艺制造技术

使用分级罐组两次种晶从拜耳法铝酸钠以高产率生产大颗粒氧化铝的工艺．有下述三步：聚结步骤引入含Ｎａ－［２］Ｏ１１０～１７５克／升的过饱和液，种晶量为２０～１２０克／升．温度６５～８０℃，第二步选择性地保留罐中形成的大颗粒使干固体含量为３００～８００克／升，在本步取出全部产品氢氧化铝，在称作消耗溶液的第三步种晶量为４００～８００克／升悬浮液，即固体含量为４８０～１２００克／升液体，在本步末尾将液体与细颗粒分离，部分细颗粒洗涤后作为第一部的晶种，另一部分作为本步骤晶种．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及从用碱和铝土矿反应的拜耳法（Bayer）生产的碱金属铝酸盐的过饱和溶液，用在两种状态引入晶种的方法使氢氧化铝沉淀，高效率地生产大颗粒氧化铝的工艺，所产小于45微米的氧化铝颗粒不超过10%。在专门文献中广泛叙述的拜耳（Bayey）过程是生产氧化铝的基本过程，氧化铝可由熔融电解法变成铝。在拜耳过程中，利用氢氧化钠溶液在加热条件下处理铝土矿，并由此引起氧化铝溶解并且生成铝酸钠过饱和溶液。未反应的矿渣构成的固相红泥分离之后，用以后称为“晶种”的氢氧化铝在铝酸钠过饱和溶液中普遍播种晶，从而引起氢氧化铝（Al（OH）3）沉淀。用碱和铝土矿反应的拜耳法生产氢氧化铝，在工业上有若干变异方法，通常分为两大类，一类被称为欧式法，另一类是美式法。在欧式法中，是在分解有很高浓度的苛性Na2O的铝酸钠溶液的操作过程中实现氢氧化铝的沉淀;在每升被分解的铝酸钠溶液中有130～170克的Na2O。在要分解的铝酸钠溶液中，苛性Na2O的浓度的表示法是以克/每升的形式表示Na2O的总量，即包括铝酸钠的形式也包括氢氧化钠的形式。按照这样的工艺，作为晶种，大约350克/升～600克/升的氢氧化铝的悬浮量引到要分解的铝酸钠溶液中，溶液进行分解的温度不超过55℃。此方法能高效率地生产氧化铝，每升铝酸钠溶液中可获得80克氧化铝。但是按此方法生成的氢氧化铝一般是细颗粒，目前认为经焙烧所得到的氧化铝的性质对电解有妨碍，因为它产生粉末。-->在美式法中，用分解低苛性Na2O浓度的铝酸钠水溶液实现氢氧化铝的沉淀，每升要分解的铝酸钠溶液中不超过110克的Na2O。一定数量的氢氧化铝作为晶种引入铝酸钠溶液中，所用数量少于欧式法，大约每升被分解的铝酸盐溶液中含100～200克;比较起来美式法分解时的温度较高，例如70℃。所有这些操作条件的应用，使得用美式法生产的氢氧化铝的颗粒尺寸比用欧式法生产的颗粒尺寸大;并且生成的大颗粒，经分类焙烧后所得到的氧化铝属于“粗砂”状态，其颗粒尺寸能满足用熔融电解法生产铝的需要。但由于相反效果，上述美式操作条件使得产量比欧式法降低很多，生产粗砂状态氧化铝时，一般在每升铝酸盐溶液中获得50克左右的Al2O3。曾试图用降低分解温度和在被分解的铝酸钠溶液中投入更多数量的Al（OH）3作为晶种方法来增加生产效率，其结果不再产生粗砂状氧化铝颗粒，而得到较小颗粒的氧化铝。这方面的大量文献证实，长期以来已经根据欧式法和美式法进行了许多努力，试图得到一种生产大颗粒尺寸氢氧化铝的工艺，同时保持欧式法的高生产效率。先前发表的工艺中，一些属于在分解的开始就投入全部晶种，实例是美国专利3607113号，和3649184号以及我们的专利申请FR-A-2529877号，但大多数工艺是分二次引入晶种，即在分解的开始使用少部分晶种，而余下的部分晶种在约6～24小时内添加。本专利技术属于在两种状态引入晶种类型的工艺。首次提出在两种状态引入晶种方法的是美国专利USA-2657978号，其目的是使大颗粒氢氧化铝的产率提高，其过程包括分两次引进氢氧化铝作为晶种，第一次引进恰当数量的晶种以满足生产大颗粒晶体的需要，而第二次引进不同量的新晶种。但此方法的结果，只是稍微提高了产率，因此在工业生产上并不十分理想。另一个在两种状态引入晶种的方法（FR-A-2440916）提供了铝酸-->钠饱和溶液的两阶段分解：第一阶段分解过程包括在铝酸钠溶液中引入控制量的悬浮细晶种，这种状态在77℃～66℃的温度下发生。然后，在第二分解阶段，在经冷却的第一阶段分解生成的悬浮液中引入足够量的大颗粒晶种，以此种方法在要分解的溶液中，两种状态引入的氢氧化铝晶种的总量至少为130克/升，最多为400克/升。要求提高生产率的改进的本质部分与分解过程完全无关，这已被分解更高饱和度溶液的结果所证明。事实上，用上述方法不能要求达到利用欧式法分解的生产率，其原因是：根据上述专利给出的例子，所用晶种的数量实际上较低，与欧式法至少需要600克/升和FR-A-2529877号专利申请需用2000克/升相比，它少于每升溶液400克。另外，分解容器含有的氧化铝包含有较大比率的大颗粒，从而构成的晶种的比表面积较低。最后，分解过程中溶液的浓度较低：每升溶液中有125克的Na2O，而欧式法中为每升溶液150～170克。产率大体上是随溶液浓度而按比例变化。法国专利FR-A-1391159和美国专利US-A-4305913为铝酸钠过饱和溶液在74～85℃的分步式分解提出了两个较接近的工艺，在每升被分解的铝酸钠溶液中使用70～140克的晶种。然而，尽管这些方法生产的氧化铝在颗粒尺寸上明显成功，但与欧式法比较其产率较低。这至少有如下两个原因：一个是所用晶种的数量非常小：每升铝酸盐溶液少于200克，大多数欧式法是600克，而专利申请FR-A-2529877是2000克。另一个原因是钠碱浓度低：140克的Na2O（相当于每升240克Na2CO3），而欧式分解法是150克～170克。另外，上述的工艺方法还包含并联的液体流程和串联的固体流程，晶种有许多等级，需要多次的分级和固液分离装置。这使得基本投资过高，操作相对复杂。-->因此，试图得到美式法的质量和欧式法的产率，也就是以高生产效率生产粗颗粒（粗砂型）氧化铝的分解过饱和铝酸钠溶液的方法的许多偿试随之而来。因而，本
的人员不得不去判别，所提工艺方法提供的不完全的解决方案，即当为了达到适用颗粒尺寸的氧化铝，总是使氧化铝的高生产效率降低，这是不能令人满意的，也就是在工业上本
的人不会去采用。因此，在法国专利2318113（等于CA1098284）中，提出生产大颗粒氧化铝的生产率水平接近欧式法。不过此种方法不含任何集结步骤，而是用结晶生长的方式提高晶体的尺寸。现在，已经无可辨驳地证实了由结晶生长方式得到的氧化铝颗粒比集结晶种和从中生长的结晶而得到的氧化铝的颗粒脆得多。在我们的专利申请FR-A-2529877（PECHINEY）中，提出了生产氢氧化铝的一种工艺方法，其中产生的小于45微米的氢氧化铝的颗粒不超过10%，并提高了生产率;它由下列步骤组成，在以串联方式构成一个连续步骤的拜耳（Bayer）法的分解区形成700克/升，更可取的是800克/升～2000克/升碱金属铝酸盐的高比例固态物质的悬浮液;然后在分解区使用不挑选的氢氧化铝晶体种晶;然后在最后的分级段分类，大颗粒的部分作为产品，其余保留在悬浮液中，经过新的分离操作，构成不需选择的晶种循环到分解区。欧洲专利申请EP-A-102403叙述了由五个连续步骤构成的工艺方法，此方法的一种变换实例包括在两种状态种晶：依据此方法，由浓度为200～300克/升的氢氧化钠（看做Na2CO3）混合而成的过饱和铝酸钠溶液，穿过温度在80～65℃之间的以系列方式串联排列的凝聚器。在这一过程中同时以氧化铝水合物的形式加入部分氧化铝;在第一凝聚器中加细晶种悬浮液，看作氧化铝的铝酸盐在第一凝聚器中的固体量为10～50克/升。含有凝聚物的铝酸钠溶液然后穿过串联结-->晶器组第一级，在每个结晶器中，搅拌部分氢氧化铝使得至少总体积的80%具有高比率的固体物质，并且其余体积的上部所具有的固体比率以氧化铝计不超过20克/升本文档来自技高网...

【技术保护点】
从用碱和铝土矿反应的拜耳法生产的铝酸钠饱和溶液，用在两种状态引入晶种的方法使氢氧化铝在串联容器中沉淀，高效率地生产“粗砂”状的大颗粒氧化铝的工艺，其特征在于：在第一步骤中，把每升含有１１０～１７５克ＮａＯ的过饱和铝酸盐溶液引入容器，在６ ５～８０℃的温度下，在每升铝酸盐溶液中引入数量为２０～１２００克的清洗过的晶种；第二步，在容器中选择性地保留形成的氢氧化铝大晶粒，使悬浮液的每升干物质含量在３００～８００克之间，用于生产氧化铝的氢氧化铝全部在第二步骤进程中或第二步骤 结尾取出；第三步称为溶液消耗阶段，引入数量为每升悬浮液４００～８００克，也就是每升溶液４８０～１２００克的晶种，在第三步末尾，实现固液分离，一方面将分离出的耗尽铝酸盐的溶液以已知方式循环，另一方面，将分离出的细颗粒氢氧化铝的小部分洗 涤后作为晶种循环到凝聚步骤，其余的作为晶种循环到溶液消耗步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 1984-11-22 84 181351、从用碱和铝土矿反应的拜耳法生产的铝酸钠饱和溶液，用在两种状态引入晶种的方法使氢氧化铝在串联容器中沉淀，高效率地生产“粗砂”状的大颗粒氧化铝的工艺，其特征在于：在第一步骤中，把每升含有110～175克NaO的过饱和铝酸盐溶液引入容器，在65～80℃的温度下，在每升铝酸盐溶液中引入数量为20～1200克的清洗过的晶种；第二步，在容器中选择性地保留形成的氢氧化铝大晶粒，使悬浮液的每升干物质含量在300～800克之间，用于生产氧化铝的氢氧化铝全部在第二步骤进程中或第二步骤结尾取出；第三步称为溶液消耗阶段，引入数量为每升悬浮液400～800克，也就是每升溶液480～1200克的晶种，在第三步末尾，实现固液分离，一方面将分离出的耗尽铝酸盐的溶液以已知方式循环，另一方面，将分离出的细颗粒氢氧化铝的小部分洗涤后作为晶种循环到凝聚步骤，其余的作为晶种循环到溶液消耗步骤。2、根据权利要求1所述工艺，其特征在于：晶种清洗后的部分可以全部添加在第一步的开始，也可以经分级后细颗粒晶种添加在第一步的开始，中等颗粒晶种添加在第二步开始。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯维里尔，
申请(专利权)人：皮奇尼铝公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]