泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，具体为：加入界面吸附调整剂，将含有机物的铝酸钠溶液在30℃～100℃下起泡，使铝酸钠溶液中的有机物富集在泡沫中；泡沫分离后，将铝酸钠溶液中有机物排出。本发明专利技术可实现溶液中有机物脱除率40％以上，减少或平衡拜耳法生产氧化铝时溶液中有机物量，具有溶液中有机物脱除效率高、投资少、成本低和应用前景广阔等特点。

Removal of organic compounds from sodium aluminate solution by foam separation

【技术实现步骤摘要】
泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法
本专利技术涉及一种铝冶金
，具体涉及一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法。
技术介绍
在拜耳法生产氧化铝的过程中，铝土矿中大量的有机物和生产过程添加的部分有机物(如絮剂、消泡剂、助滤剂、减水剂等)会进入铝酸钠溶液中，溶液经长期循环后，铝酸钠溶液中总有机物碳(TOC)可达40g/L。这些有机物会导致氧化铝产出率降低、产品质量下降、碱耗升高、产生异味和产生大量泡沫等。因而，从铝酸钠溶液中脱除有机物一直是氧化铝产业界迫切需要解决的技术难题。铝酸钠溶液中有机物可分为高分子量有机物、中等分子量有机物和低分子量有机物。其中中高分子量有机物在浓碱、高温下分解或降解，最终会生成低分子量有机物或碳酸钠。旨在脱除溶液中有机物，针对上述不同有机物的特点，先后开发了氧化法、燃烧法、沉淀法、吸附法、结晶法、海水法、石灰苛化法、膜法过滤和离子交换法等方法。目前，已工业应用的方法有﹕燃烧法、海水法和石灰苛化法等。燃烧法虽可高效脱除各种有机物，但成本高；海水法虽工艺流程简单，但碱和氧化铝损耗高、脱除有机物效率低；石灰苛化法可高效脱除草酸钠，但属末端脱除有机物的方法，无法消除中高分子量有机物对生产的严重负面影响。因此，迄今仍没有高效的脱除中高分子量有机物方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于，针对铝酸钠溶液有机物脱除效率低、针对性差、成本高等问题，提供了一种高效率、低成本的脱除铝酸钠溶液中有机物的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，包括以下步骤：S1、将含有机物的铝酸钠溶液在30℃～100℃下起泡，使所述铝酸钠溶液中的有机溶剂富集在泡沫中；S2、泡沫分离，将铝酸钠溶液中有机物排出。上述的方法，进一步的，所述S1中所述铝酸钠溶液碱浓度Na2OK40～280g/L，溶液苛性比αk1.4～3.2。上述的方法，进一步的，所述S1中，所述S1中，在所述铝酸钠溶液添加界面吸附调整剂后，再进行起泡。上述的方法，进一步的，所述界面吸附调整剂为腐殖酸钠、葡萄酸钠、酒石酸钠、甘露醇、聚乙二醇和草酸钠中的一种或多种。上述的方法，进一步的，所述S1中所述添加剂的加入量为2～50ppm。上述的方法，进一步的，所述S1中所述起泡时间为5～60min(生产中有大量泵，自动产生大量泡沫，不需气泡发生器)。上述的方法，进一步的，所述方法还包括：S3、将所述泡沫继续在30～100℃下起泡，分离所述泡沫得到二段分离泡沫。上述的方法，进一步的，所述方法还包括：S4、将所述二段分离泡沫继续在30～100℃下起泡，分离所述泡沫得到三段分离泡沫。本申请的创造性在于：在研究如何脱除铝酸钠溶液中有机物时，专利技术人研究发现：(1)中等分子量有机物(碳链C6～C15)主要以羧酸盐的形式存在铝酸钠溶液中，具有较强的表面活性，在30℃～100℃间，Na2O>40g/L的铝酸钠溶液中易起泡，泡沫稳定性好。(2)随碱浓度升高、氧化铝浓度升高或温度降低，铝酸钠溶液中具有表面活性的有机物临界胶束浓度(CMC)显著减小，易生成胶束；而单体有机物(非胶束)易吸附在泡沫上。(3)在铝酸钠溶液中，胶束在泡沫界面上具有排空效应，不利于有机物富集在泡沫上。(4)腐殖酸钠、带羟基的羧酸盐、草酸钠等有机物能提高中等分子量有机物的CMC，不仅可增溶高分子量有机物，而且可有效调整胶束在界面上的吸附，从而有利于各种有机物在泡沫表面上的富集。(5)在氧化铝生产中，富含有机物的铝酸钠溶液经泵输送，易在溜槽、有搅拌的反应槽等设备中产生大量泡沫，起泡时不需加入大量起泡剂。基于上述研究结果，利用铝酸钠溶液中有机物易起泡特性，基于泡沫表面极性，调控铝酸钠溶液中有机物的CMC浓度，调整单体有机物和胶束在界面上排列，从而提高泡沫富集有机物能力，通过泡沫分离，脱除铝酸钠溶液中有机物，从而构建了本专利技术的技术路线。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，铝酸钠溶液中存在多种中等分子量有机物,这些中等分子量有机物主要以羧酸钠盐形式存在。这些有机物具有较高的表面活性，起泡性能良好。同时，在氧化铝生产中，铝酸钠溶液在输送过程时，可产生大量的泡沫，这为短流程泡沫分离有机物奠定了基础。本专利技术提出了泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，具有短流程、经济、高效特点，并可显著减少草酸钠等低分子量有机物对生产的负面影响。(2)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，药剂加入少。一般的泡沫分离需加入起泡剂、抑制剂、调整剂等，而本专利技术利用铝酸钠溶液中大量存在的中等分子量起泡特性好的特点和溶液输送过程中易起泡的特性，可以不加起泡剂、抑制剂和调整剂。仅为了调整溶液中有机物在气液界面的排列，调控胶束的生成浓度和形态，加入了少量的有机界面吸附调整剂。(3)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，富集液有机物浓度高、富集效率高。采用本专利技术，若原液TOC为10g/L左右时，一段富集液中TOC是原液TOC一倍，一段泡沫分离有机物脱除率大于40％；通过两段或三段，富集液中TOC在50g/L以上。(4)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，易嫁接氧化铝生产流程。可在粗液、精液、种分母液或蒸发母液中脱除溶液中有机物；同时，氧化铝生产中有大量的各型搅拌槽，不需增加大量主体设备。(5)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，运行费用低、经济性好。结合氧化铝生产流程，分离泡沫，基于旁路流程，仅处理相当于原液体积的1/10～1/200富集液，投资少，运行费用低，因而经济性好。(6)本专利技术提供了一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，应用前景广阔。世界99％以上、我国95％以上氧化铝均是采用拜耳法生产的，本专利技术的方案可全部应用于所有拜耳法流程中，因而应用前景好。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；若未特别指明，实施例中所用试剂均为市售。本专利技术涉及到的百分号“％”，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指100ml溶液中含有溶质的克数。本专利技术所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。实施例1一种本专利技术的泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，包括以下步骤：(1)取1000mL待处理的铝酸钠溶液(Na2O160.23g/L，Al2O3188.29g/L，αK1.40；TOC5g/L)。(2)在90℃下，加入1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将含有机物的铝酸钠溶液在30℃～100℃下起泡，使所述铝酸钠溶液中的有机溶物富集在泡沫中；/nS2、泡沫分离，将铝酸钠溶液中有机物排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种泡沫分离脱除铝酸钠溶液中有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将含有机物的铝酸钠溶液在30℃～100℃下起泡，使所述铝酸钠溶液中的有机溶物富集在泡沫中；
S2、泡沫分离，将铝酸钠溶液中有机物排出。


2.根据权利要求所述的方法，其特征在于，所述S1中所述铝酸钠溶液碱浓度Na2OK40g/L～280g/L，溶液苛性比αk1.4～3.2。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，在所述铝酸钠溶液添加界面吸附调整剂后，再进行起泡。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述界面吸附调整剂为腐殖酸钠、葡萄酸钠、酒石酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂华，李小斌，齐天贵，彭志宏，周秋生，吴鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43