專利名稱：：用于改進(jìn)氫氧化鋁生產(chǎn)的組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及改進(jìn)的來自拜耳法的氫氧化鋁晶體的生產(chǎn)。具體而言，本發(fā)明涉及用于增加氫氧化鋁晶體的粒度而不會(huì)過度降低收率的組合物和方法。
背景技術(shù)：
：通過采用電解還原法氫氧化鋁(也稱為三水合氧化鋁)被用來生產(chǎn)原鋁金屬(primaryalummummetal)。氫氧化鋁通過稱為拜耳法的沿用已久的步驟來以工業(yè)規(guī)才莫生產(chǎn)。在這個(gè)方法中，包括從工藝溶液(processliquor)中結(jié)晶和沉淀所溶解的氬氧化鋁的值的步驟，對(duì)于鋁值(aluminumvalue)的經(jīng)濟(jì)的回收率是關(guān)^t性的。通過最優(yōu)化兩種有生產(chǎn)意義的參數(shù)收率和平均粒度，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的回收率。增加從拜耳法溶液中回收的氬氧化鋁的收率和粒度的努力未能提供有生產(chǎn)意義的產(chǎn)品的最優(yōu)化。在過去幾年中，隨著能量成本的急劇上升，氫氧化鋁的加工者繼續(xù)尋求用于生產(chǎn)商業(yè)上可接受的氫氧化鋁產(chǎn)品的最優(yōu)參數(shù)。盡管已努力確定化學(xué)添加劑和方法以減少粒度過小的氧化鋁顆粒的數(shù)量并同時(shí)維持過程效率，然而還沒有人在增加從拜耳法溶液中所回收6的氧化鋁的收率和粒度方面是完全成功的。這些努力嘗試的產(chǎn)品包括助濾劑例如促凝劑或絮凝劑，可任選地含有聚丙烯酸(PAA)、結(jié)晶調(diào)節(jié)劑以及脫水劑。例如，歸屬于Nalco的美國專利第4,737,352號(hào)(在下文指'352專利)公開了一種方法，其通過在工藝的沉淀期(precipitationphase)期間將分散在油中的表面活性劑的混合物添加到母液(pregnantliquor)中，來提供小粒度晶體的減少的百分比和較粗的氫氧化鋁晶體的收率的增加。此專利的權(quán)利要求將表面活性劑限于妥爾脂肪酸(tallfattyacid)。然而，'352專利的說明書公開了如具有至少一種飽和的或不飽和的四個(gè)碳烷基主鏈的任何脂肪酸的表面活性劑，所述碳烷基主鏈任選地含有至少一個(gè)官能團(tuán)。另外，此說明書公開了一種一樣有優(yōu)勢(shì)的官能化的Q烷基脂肪酸；沒有要求所述脂肪酸的權(quán)益，并且沒有通過實(shí)際地或建設(shè)性地付諸實(shí)施來公開或教導(dǎo)這種脂肪酸的優(yōu)點(diǎn)。此說明書定義了用表面活性劑/油混合物來處理熱的腐蝕性的拜耳法綠液的改進(jìn)的方法。此說明書沒有教導(dǎo)、描述或間接地提示脂肪酸的碳鏈的長度是給予新穎性的因素。含有多于十個(gè)碳的脂肪酸鏈的兩種商業(yè)的晶體生長調(diào)節(jié)劑被商業(yè)化并且在實(shí)例中被稱為商品1和商品2,所述實(shí)例舉例說明了在改進(jìn)的氫氧化鋁生產(chǎn)中教導(dǎo)脂肪酸鏈長的創(chuàng)造性步驟。'352專利公開了一類在油中的脂肪酸，其產(chǎn)生改進(jìn)的商品。本文所描述的脂肪酸組合物涉及來自于在此類專利中所描述的那些的給予意想不到的結(jié)果的脂肪酸物種。"ProductionofAlumina(氧化鋁的生產(chǎn))，，的美國專利6,168,767(在下文指'767專利)中，也公開了從拜耳法溶液回收的氧化鋁的收率和粒度的局限性。公開了水溶性的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑制劑，其含有聚烷氧基非離子型表面活性劑的第一種組合物，以及含有非聚烷氧基表面活性劑或其前體的第二種組合物。環(huán)氧乙烷(EO)單元確定為聚烷氧基非離子型表面活性劑中的制劑的主要組分，優(yōu)選形成環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷(PO)單元。'767專利公開了含有"基本上無礦物油或硅油，，的組合物，并且正式強(qiáng)調(diào)了"結(jié)晶調(diào)節(jié)劑的優(yōu)點(diǎn)...是它們不需要油的存在。，，(例如參見第2欄，21-25行；第4欄，25-35行；第5欄，21-33行)。當(dāng)與現(xiàn)今在大多數(shù)拜耳加工廠中的大多數(shù)結(jié)晶調(diào)節(jié)劑制劑中所使用的表面活性劑/油混合物相比時(shí)，這些組分的成本效益和它們的可接受性(acceptance)仍然是有問題的。母液中草酸鹽的存在也在氧化鋁回收中影響粒度和產(chǎn)物收率參數(shù)。草酸鹽是污染物，其可以充當(dāng)產(chǎn)生過多小的氫氧化物晶體的晶種位點(diǎn)(seedsite),因而降低了平均粒度。此外，企圖除去草酸鹽雜質(zhì)的篩選方法也會(huì)除去氧化鋁，因而降低了產(chǎn)物收率。在任何回收方法中都必須考慮這些現(xiàn)象。盡管在世界范圍內(nèi)努力通過持續(xù)和向前發(fā)展拜耳法來滿足需求，然而對(duì)于改進(jìn)的氧化鋁產(chǎn)品的工業(yè)需求仍未實(shí)現(xiàn)。發(fā)明概述為了滿足上文說明的長期未滿足的但未解決的需求，已開發(fā)了用于在拜耳法中獲得具有增加的粒度和收率的氫氧化鋁晶體的方法和組合物。通過添加乳化的C8-do脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物來實(shí)現(xiàn)這種結(jié)果，所述脂肪酸碳主鏈不含有官能團(tuán)。依賴工藝系統(tǒng)的參數(shù)，在于水中被乳化之前，將Q-Cu)結(jié)晶調(diào)節(jié)劑溶于油載體中。因而，本文所描述和教導(dǎo)的組合物包括作為活性成分的表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，它們具有Q至C,o的飽和的或不飽和的、支鏈的或無支鏈的碳原子的烷基鏈長度，不含官能團(tuán)的所述碳原子溶解在油載體中，所述油載體具有高于盛行的水合氧化鋁結(jié)晶的溫度的沸點(diǎn)。依照本文所描述的方法來乳化這種脂肪酸/油混合物并且隨后將其加入到拜耳法溶液中。所描述和教導(dǎo)的第二種組合物包括作為活性成分的表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，它們具有Q至Cu)的飽和的或不飽和的、支鏈的或無支鏈的碳原子的烷基鏈長度，所述碳原子不含官能團(tuán)。依照本文所描述的方法來乳化這種脂肪酸并且將其加入到溶液中。以有效地改變氫氧化鋁晶體的輕度分布以致所得到的晶體具有產(chǎn)物細(xì)料的減少形成而不會(huì)造成氫氧化鋁的總產(chǎn)物收率的實(shí)質(zhì)的減少的量將適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶調(diào)節(jié)劑組合物并入本方法中。附圖簡述圖1是來自于沒有結(jié)晶調(diào)節(jié)劑的情況下產(chǎn)生的空白試驗(yàn)的鋁晶體的分別在lOOx和5000x下獲取的一對(duì)掃描電鏡(SEM)顯微照片。圖2是來自于使用12mg/m"商品化的調(diào)節(jié)劑的試驗(yàn)的鋁晶體的分別在100x和500x下獲取的一對(duì)SEM顯微照片。圖3是來自于使用12mg/m2本發(fā)明的C8-C10脂肪酸調(diào)節(jié)劑的試驗(yàn)的鋁晶體的分別在100x和500x下獲取的一對(duì)SEM顯微照片。發(fā)明詳述盡管本發(fā)明容許有許多不同形式的實(shí)施方式，但是本公開的內(nèi)容將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，在這個(gè)條件下本發(fā)明公開內(nèi)容將被認(rèn)為是本發(fā)明的原理的范例且并非用于將本發(fā)明的寬范圍限定于所說明的實(shí)施方式。下述內(nèi)容是應(yīng)用于當(dāng)貫穿本說明書使用時(shí)的相關(guān)術(shù)語的定義。li:這個(gè)術(shù)語用來修飾數(shù)值，而且應(yīng)解釋為等于指定數(shù)字或在指定數(shù)字的2個(gè)整數(shù)內(nèi)的數(shù)值。商品1和商品2:描述了具有大于十個(gè)碳的脂肪酸鏈的商品化的晶體生長調(diào)節(jié)劑(CGM)，如上面所引用的'352專利的實(shí)施例中所確定和使用的。結(jié)晶調(diào)節(jié)劑組合物:用于產(chǎn)生含有C8-C10脂肪酸的所述添加劑的原料的明細(xì)表、說明和指定比例。具有Cs-Cm碳原子的烷基鏈長度的脂肪酸:描述了可從ProctorandGamble得到的產(chǎn)品C-810L。它幾乎是無色的、帶有輕微淺黃色的澄清液體。它具有154g/mol的平均分子量和下述脂肪酸鏈長度的近似成分(approximatecomposition):C6<6%、C853畫60%、C1034-42%以及C12<2%。碳鏈可以是飽和的或不飽和的、支鏈的或無支鏈的，并且不含有官能團(tuán)。許多其他商業(yè)的脂肪酸產(chǎn)品為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知并將適當(dāng)?shù)赜糜诒景l(fā)明。油載體:包括可以選自例如石蠟油、環(huán)烷油或燃料油的脂肪族的或芳香族的化合物的疏水性液體。包括從生產(chǎn)烷醇(alkylalcohol)中殘留的殘?jiān)驓堄鄰U料的油載體也是合適的。這些材料通常包括氬曱?；磻?yīng)物(烯烴)、終產(chǎn)物(醇)、和醚以及酯副產(chǎn)物的混合物。適合作為油載體的材料可以以純的形式或任何比例的混合物來使用。重氧鎦分(Heavyoxofraction)(HOF):是對(duì)本發(fā)明有用的溶劑。HOF主要包括從生產(chǎn)烷醇中殘留的殘余廢料。高沸點(diǎn)的烷醇底沉積物包括在此類中，并且含有氬曱?；磻?yīng)物(烯烴)、終產(chǎn)物(醇)、和醚以及酯副產(chǎn)物的混合物。重量百分比:IOO克組合物或混合物內(nèi)的一種試劑的總重量分?jǐn)?shù)。另一組分的相應(yīng)分?jǐn)?shù)是100減去后者。不含有官能團(tuán)的附著物:具有氫和碳的任何長度的任何烷基鏈，且只有氫和碳是組成該鏈的原子。熱的拜耳法溶液:具有高于100g/LNa2CO3的游離堿度水平和高于室溫或25。C的溫度的拜耳法內(nèi)的任何溶液。廢液:描述了拜耳法中在最終分類階段之后返回消化的拜耳液。超過對(duì)照分位數(shù)粒度的增加的百分比(％):粒度分布通常由三種分位數(shù)d(O.l)、d(0.5)和d(0.9)來給出。因此，總顆粒體積(或質(zhì)量)的10%、50%和90%分別小于表中所給定的粒度。超過對(duì)照分位數(shù)粒度的增加的百分比(％)以各自的分位數(shù)粒度除以對(duì)照分位數(shù)粒度表示，是所加入的添加劑和對(duì)照之間的差值。有效量:有效量被認(rèn)為是當(dāng)相比于未給劑量的對(duì)照樣品時(shí)提供在一種或所有三種分位數(shù)方面的增加的任何添加劑的任何劑量。增加的產(chǎn)物收率:描述了在沉淀運(yùn)行結(jié)束時(shí)獲得在沉淀容器內(nèi)較高的氬氧化鋁固體含量的時(shí)候。這通常由對(duì)于相應(yīng)容器的、較低的氫氧化鋁液體的濃度來指示。工藝溶液實(shí)施例采用用于氫氧化鋁沉淀的母液(料)，其是在拜耳法中除去赤泥后所獲得的熱腐蝕性溶液。無需理解全部的拜耳法，就可以理解本發(fā)明的概念C8-d。脂肪酸在存在或缺乏油載體的情況下，在水中乳化。赤泥分離后的綠液是熱的腐蝕性濾液，商業(yè)生產(chǎn)的綠液含有以溶解的鋁S吏鈉計(jì)的鋁值。將這種溶液和再循環(huán)的細(xì)顆粒三水合氧化鋁晶種裝入適當(dāng)?shù)某恋沓鼗蛞幌盗羞B接的池中。在這里，在攪拌下冷卻裝入料以施壓于內(nèi)含物，引起氫氧化鋁晶體沉淀在構(gòu)成了生長位點(diǎn)的晶種上。不需要完全消除細(xì)顆粒材料(例如約325目或更小)。在沉淀之后，需要?dú)埩舻木ХN源用于再循環(huán)以在連續(xù)過程中用于下一代的重復(fù)生長。簡單地說，沉淀過程包括成核作用，然后是(a)最初的晶體生長以及(b)這些晶體聚集成粗的或砂粒樣的氫氧化鋁顆粒，其隨后將被干燥并通常纟皮煅燒以獲得作為有價(jià)值的商品的A1203。脂肪酸/油載體的表征示例性的C8-Cu)脂肪酸是可從ProctorandGamble得到的產(chǎn)品C-810L,其以150g/L的濃度分散在商業(yè)上可得到的石蠟烴油(para伍nichydrocarbonoil)ESCAID110中。如歸屬于Nalco的美國專利第4,737,352號(hào)中所描述的，其中首次描述了一般的妥爾油脂肪li/油制劑，該發(fā)明實(shí)際上不受包括有專利權(quán)的工藝參數(shù)的不同的有專利權(quán)的沉淀技術(shù)的影響。這是非常重要的，因?yàn)樗_立了不考慮在沉淀池內(nèi)所保持的有專利權(quán)的工藝參數(shù)，本發(fā)明實(shí)踐上僅需要混合和在線注入組成處理的乳劑。乳劑的組分是(A)C8-do脂肪酸連同(B)用于脂肪酸的油載體，以及(C)按重量計(jì)差不多85%的水。油僅需要是作為表面活性劑的溶劑，并具有確實(shí)高于正在經(jīng)歷沉淀的熱的拜耳綠液的溫度的沸點(diǎn)。有利的是，脂肪酸可以ii含有至少一種不含任何官能團(tuán)的八個(gè)碳的主鏈，所述官能團(tuán)通常修飾這些化合物。由于C8-d。是可溶于油的，選擇哪種油的唯一的限制是油具有高于約200°F的沸點(diǎn)。油載體可以是選自石蠟系列的一種，其可以是芳香油(例如環(huán)烷油)或其可以是這些物質(zhì)的任何混合物。例如，Q-Ck)未改性的脂肪酸在作為油載體的低芳香油或石蠟油中的乳劑(以重量比約15:85),在水中乳化且具有從約1ppm至約50ppm的劑量。在下述實(shí)施例中進(jìn)行的試驗(yàn)證明了通過采用所教導(dǎo)和描述的方法和組合物獲得的改進(jìn)的商品。用于評(píng)估C8-C10脂肪酸效力的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理、比較的預(yù)處理和試驗(yàn)如下沉淀試驗(yàn)添加劑評(píng)估所有的沉淀試驗(yàn)都在Intronics溫控水浴器中以10rpm顛倒旋轉(zhuǎn)的250-mLNalgene⑧瓶中進(jìn)行。為了改善的精密度，將具有1.30kg/L(~72°C)密度的母液按重量計(jì)(200mL=260.0g)加入到瓶中。相對(duì)于晶種的總表面積，用微量注射器將添加劑(mg/m勺加入到適當(dāng)?shù)钠康纳w上，并且然后將瓶放置在旋轉(zhuǎn)水浴器中，在72。C平衡(20分鐘)。平衡后，將瓶取出，迅速加入所需量的晶種(50g/L,基于溶液體積)，并且立即返回水浴器。將水浴器溫度設(shè)置到72°C。使瓶旋轉(zhuǎn)過夜，持續(xù)15小時(shí)。15小時(shí)完成后，將瓶取出，并且對(duì)于每個(gè)瓶，通過針筒式濾器來過濾20-mL漿料樣品并且用于溶液分析。為防止任何進(jìn)一步的沉淀，將10mL葡萄糖酸鈉溶液(400g/L)加入到剩下的漿料中并充分混合。固體通過真空過濾來收集并且用熱的去離子水來徹底洗滌以及在ll(TC干燥。在MalvernParticleSizer上測定粒度分布和比表面積，這在本領(lǐng)域是熟知的。粒度分布通常由三種分位數(shù)給出d(O.l)、d(0.5)和d(0.9)。這些分別代表了總顆粒體積(或質(zhì)量)小于約10%、50%和90%的粒度。通過比較(1)未給劑量的對(duì)照樣品；(2)作為比較的實(shí)施例1的加入烴溶液CGM的樣品；以及(3)加入實(shí)施例2的基于水的C8-C10/油載體混合物的樣品，來第一次評(píng)估樣品(表1)。然后通過比較(1)未給劑量的對(duì)照樣品；(2)商品CGM;以及(3)加入實(shí)施例3-5的基于水的C8-C10/油混合物的樣品，來評(píng)估樣品(表2)。制備為乳劑的C8-C10脂肪酸CGM制劑下面的結(jié)果比較了制備為烴溶液和水乳膠的本發(fā)明的CGM產(chǎn)品。適當(dāng)?shù)腃GM產(chǎn)品可以制備為油包水型或水包油型的乳劑。然而，優(yōu)選CGM制劑制備為微乳劑。微乳劑在結(jié)構(gòu)上顯著不同于普通的乳劑。乳劑主要由在水中分離的油滴或在油中的水滴組成，且在兩相間具有明顯的轉(zhuǎn)變。微乳劑具有從10nm至600nm范圍內(nèi)的粒度，使得它們呈現(xiàn)為澄清或乳色的單相制劑。不像普通的乳劑，微乳劑是熱力學(xué)上穩(wěn)定的。這意味著只要組分是完整的，當(dāng)組分被放在一起并保持穩(wěn)定時(shí)，微乳劑自發(fā)地形成。因此，它們的生產(chǎn)可以簡化為簡單的捏合，而不需要昂貴的高能量混合。而且，微乳劑不易于分離或沉降，這導(dǎo)致它們的長期的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。一旦它們凍結(jié)或暴露于高溫，僅需溫和的混合來恢復(fù)微乳劑。在下文提供實(shí)施例和結(jié)果。比較的實(shí)施例1(烴溶液)15%C8-C10脂肪酸混合物，可從ProctorandGambleChemicals得到，商品名稱為C-810L，以及85%石蠟油(脫芳烴脂肪族流體(dearomatizedaliphaticfluid)),可從ExxonMobilCorporation得到，商品名稱為Escaid110。實(shí)施例2(乳劑)15%C8-C10脂肪酸混合物，可從ProctorandGambleChemicals得到，商品名稱為C-810L,30%石蠟油(脫芳烴脂肪族流體)，可從ExxonMobilCorporation得到，商品名稱為Escaid110，5%乙氧基化CIO-C16醇乳化劑，以及45%水。實(shí)施例3(乳劑)15%C8-C10脂肪酸混合物，可從ProctorandGambleChemicals得到，商品名稱為C-810L,30%CIO醇蒸餾殘?jiān)?，可從NalcoCompany得到，商品名稱為NALCO99DA115,15%乙氧基化丙氧基化C14-C18醇乳化劑，可從NalcoCompany得到，商品名稱為NALCO60096,20。/。pH調(diào)節(jié)劑(50%氫氧化鉀)，可從Nalco(R-192)得到，以及20%水。實(shí)施例4(乳劑)15%C8-C10脂肪酸混合物，可從ProctorandGambleChemicals得到，商品名稱為C-810L,20%C10醇蒸餾殘?jiān)蓮腘alcoCompany得到，商品名稱為NALCO99DA115,25%乙氧基化丙氧基化C14_C18醇乳化劑，可從NalcoCompany得到，商品名稱為NALCO60096,18。/。pH調(diào)節(jié)劑(50%氬氧化鉀)，可從Nalco(R-192)得到，以及22%水。實(shí)施例5(乳劑)15%C8-C10脂肪酸混合物，可從ProctorandGambleChemicals得到，商品名稱為C-810L，45%乙氧基化丙氧基化C14-C18醇乳化劑，可從NalcoCompany得到，商品名稱為NALCO60096,10。/。pH調(diào)節(jié)劑(50%氫氧化鉀)，可從Nalco(R-192)得到，以及30%水。如表1所示，實(shí)施例2的乳劑具有類似于實(shí)施例1烴的晶粒粗大化效果。表l:C8-C10脂肪酸產(chǎn)品在72。C對(duì)拜耳氳氧化鋁的粒度的影響。烴溶液和水乳劑的比4交。實(shí)施例劑量(mg/m2)分位數(shù)粒度，pm對(duì)照分位數(shù)粒度的平均值上的增加％d(0.1)d(0.5)d(0.9)d(0.1)d(0.5)d(0.9)對(duì)照1—4370111對(duì)照2—4470112平均值一4370112比專交的實(shí)施例134775119比較的實(shí)施例134876120平均值34776120887實(shí)施例234675119實(shí)施例234775120平均值34775120877結(jié)果顯示，在3mg/m2劑量時(shí)，C8-C10乳劑產(chǎn)品是如C8-C10烴溶液產(chǎn)品同樣有效的CGM,在所有三種分位數(shù)情況下增加了粒度。下面的表2顯示，實(shí)施例3和實(shí)施例4的乳劑在各種劑量下對(duì)于粒度具有類似于現(xiàn)有商品的晶粒粗大化效果。表2:C8-C10脂肪酸乳劑產(chǎn)品在72。C于各種劑量水平下對(duì)拜耳氫氧化鋁的粒度的影響。相比于現(xiàn)有商品的結(jié)果。15實(shí)施例劑量(mg/m2)分位數(shù)粒度，nm超過對(duì)照分位數(shù)粒度的增加％d(0.1)d(0.5)d(0.9)d(0.1)D(0.5)d(0.9)對(duì)照1—40.865.3103.9對(duì)照2—41.366.2105.1平均值41.165.8104.5商品142.868.6108.0443商品344.270.2111.0876商品545.371.8113.31098實(shí)施例3142.968.4108.6443實(shí)施例3344.270.1110.7876實(shí)施例3545.171.9113.31098實(shí)施例4143.168.6109.2554實(shí)施例4344.971.4111.5987實(shí)施例4545.972.5114.412109實(shí)施例5143.268.8108.6554實(shí)施例5345.472.0112.71098實(shí)施例5546.475.6116.0131211結(jié)果顯示，實(shí)施例3的C8-C10乳劑在三種劑量下增加粒度與商品同樣有效。實(shí)施例4和實(shí)施例5對(duì)于每種分位數(shù)在所有三種劑量水平下增加粒度比商品更有效。進(jìn)行下面的試驗(yàn)以支持該論點(diǎn)在一系列直鏈脂肪酸中，在C8_C10鏈長范圍內(nèi)獲得最佳的CGM性能。沉淀試驗(yàn)脂肪酸鏈長的影響從Aldrich(www.aldrich.com)購買純度》899%的脂肪酸，其包括丁酸(C4)、己酸(C6)、辛酸(C8)、癸酸(CIO)、十四烷酸(C14)和十八烷酸(C18)。Escaid110脂肪族溶劑用作油載體。三水合氧化鋁C31(來自Alcoa,0.38m2/g的BET比表面積)用作沉淀的晶種。來自北美氧化鋁工廠的廢液和AlcoaC31用于制備母液。葡萄糖酸鈉(純度97%)用于瓶試驗(yàn)剛一結(jié)束后就終止進(jìn)一步的晶體生長。下列試驗(yàn)參數(shù)用來模擬拜耳法中普通的沉淀?xiàng)l件。16母液A/C=0.66~0.70沉淀溫度72°C沉淀時(shí)間15h晶種加入量C31=50g/LCGM劑量3mgCGM/m2晶種表面(在母液中為60ppm)用于制備Nalgene⑧瓶樣品的步驟與先前所論述的一致，因而在此不再重復(fù)。結(jié)果報(bào)告在下面的表3中。C4、C6、C8、CIO、C14和C18脂肪酸各自在R-4277(EscaidIIO)烴油中制備為15:85的溶液，并用于CGM瓶試驗(yàn)以測定它們的晶粒粗大化性能。表3中所示的結(jié)果表明，酸鏈的長度對(duì)于晶粒粗大化具有重要影響，但對(duì)收率僅有少許影響。隨著脂肪酸中碳鏈的長度的增力口，對(duì)于C8和C10脂肪酸來說，沉淀的粒度會(huì)急劇增加而且隨后會(huì)逐漸減小。這與新專利申請(qǐng)的權(quán)利要求相符。在較低粒度范圍(d0.1)內(nèi)，這種性能更明顯。d(O.l)與制成的粒度為從0pm至45pm(約45jim的部分)范圍內(nèi)的顆粒的體積百分比緊密相關(guān)，這是通常在工業(yè)中使用的特征。在依靠系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)顆粒數(shù)量運(yùn)行它們的方法的高晶種加入量精煉廠中，這是特別關(guān)鍵性的。表3:相對(duì)于空白，脂肪酸鏈的長度對(duì)于沉淀物粒度測量和收率的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>最后，測試C8-C10脂肪酸促進(jìn)在拜耳液中形成草酸鹽球狀物(oxalateball)的能力。制備含有15。/。C-810和85n/。HOF的實(shí)施例6，并相對(duì)于表1的比較的實(shí)施例1來研究實(shí)施例6。粗晶種和細(xì)晶種兩者都用來自北美氧化鋁工廠的溶液來測試。拜耳液中草酸鹽球狀物的形成對(duì)拜耳液的組成、工藝添加劑(processadditive)和沉淀?xiàng)l件等非常敏感，所述拜耳液的組成包括有機(jī)物和無機(jī)物。因而，草酸鹽球狀物形成的條件是不可預(yù)知的，如經(jīng)常在研究實(shí)驗(yàn)室和商業(yè)操作中遇到的。為了確定草酸鹽球狀物形成的條件，首先進(jìn)行了一些診斷試驗(yàn)(CGM類型、晶種類型和草酸鹽摻料(oxalatespike))。從表5中所顯示的結(jié)果，可以推斷出a.在所有試驗(yàn)條件下沒有可見的草酸鹽球狀物形成；b.只要當(dāng)摻入草酸鹽(以增強(qiáng)推動(dòng)力)時(shí)才出現(xiàn)草酸鹽沉淀。當(dāng)工廠溶液中摻入lg/1草酸鹽時(shí)沉淀出約2g/l草酸鹽；c.與比較的實(shí)施例l相比，從所沉淀的草酸鹽的量，A[NaOX]初始-度液,C8-C10脂肪酸可以輕微地穩(wěn)定草酸鹽(~0.2g/1);以及d.在三種類型的晶種，即粗晶種、細(xì)晶種和C31(見表4)之間，在草酸鹽沉淀方面沒有顯著差異。表4:用于試驗(yàn)的晶種樣品的粒度參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表5:草酸鹽沉淀。用于沉淀的溶液A161g/L、C227.6g/L、S277.7g/L、A/C0.711、NaOx3.2g/L。(對(duì)比實(shí)施例6和比較的實(shí)施例1)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>承[NaOx]初始=[NaOx]L丁p+[NaOx]摻八的通常草酸鹽沉淀為不可見的針狀物，其可能是由于沉淀了太多的草酸鹽針狀物或者由于加入太少的CGM。為促進(jìn)草酸鹽形成可見的球，試驗(yàn)了以降低的水平0.5g/l摻入草酸鹽。表6中所顯示的結(jié)果表明a.在試驗(yàn)條件下CGM類型極大地影響草酸鹽球狀物的形成。用實(shí)施例6的CGM會(huì)形成較大的草酸鹽球狀物，對(duì)于比較的實(shí)施例1,觀察到較小的草酸鹽球狀物，然而用對(duì)照(空白)試驗(yàn)沒有可見的草酸鹽球狀物形成；b.實(shí)施例6可以穩(wěn)定約0.3g/l草酸鹽(相對(duì)于比較的實(shí)施例1);以及c.晶種類型顯示出對(duì)草酸鹽沉淀和草酸鹽球狀物的形成有少許影響。表6:草酸鹽沉淀。用于沉淀的溶液A153.6g/L、C220.2g/L、S266.9g/L、A/C0扁、NaOx3.2g/L。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>"NaOx]初始=[NaOx]LTp+[NaOx]捧入的為了進(jìn)一步觀察草酸鹽球狀物的形態(tài)，將沉淀送去掃描電鏡(SEM)分析。沉淀的SEM顯微照片顯示在圖1-3中。在圖1中所顯示的空白試驗(yàn)中(沒有CGM),草酸鹽針狀物并入三水合物中，而用細(xì)晶種和粗晶種兩者均沒有觀察到明顯的草酸鹽球狀物。關(guān)于比較的實(shí)施例l，參考圖2，形成了與三水合物共沉淀的草酸鹽3求狀物(達(dá)到200pm)。關(guān)于實(shí)施例6，如圖3中所顯示的，觀察到達(dá)到500jim的整齊的草酸鹽球狀物。SEM顯微照片還在視覺上顯示了用實(shí)施例6形成的草酸鹽球狀物具有較少的被捕集在其中的三水合物。這可導(dǎo)致通過草酸鹽去除系統(tǒng)的較少的氧化鋁損失。盡管為了說明的目的在上文已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，應(yīng)理解，這樣的詳述僅是為了說明的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在其中進(jìn)行各種變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的精神和范圍只可能由權(quán)利要求限定。權(quán)利要求1.一種用于從拜耳法母液中回收氫氧化鋁晶體的方法，所述方法包括下列步驟制備結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，其包括C8至C10脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸的碳主鏈不含有官能團(tuán)，任選地，油載體，以及水，乳化所述結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，以及將所乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑添加到所述母液中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)劑進(jìn)一步包括乳化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)劑進(jìn)一步包括pH-調(diào)節(jié)劑。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中油載體與乳化劑的比不超過2。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述乳化劑以按重量計(jì)大于0%至約50%范圍內(nèi)的量存在。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)劑的含水量是在按重量計(jì)大于0%至約85%的范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)劑的含水量是在按重量計(jì)從約38%至約68%的范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述乳化劑包括非離子型表面活性劑。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述非離子型表面活性劑包括具有約1000分子量的乙氧基化丙氧基化C4-C18醇。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)劑的油載體含量是在按重量計(jì)從約60%至約99%的范圍內(nèi)。11.一種用于通過將結(jié)晶調(diào)節(jié)劑添加到拜耳法母液中而從所述母液回收氫氧化鋁晶體的方法，其中所述結(jié)晶調(diào)節(jié)劑包括以下兩者中之一(a)表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸具有不含官能團(tuán)的Cs至d。碳原子的烷基鏈長度，溶于具有高于約200°F的沸點(diǎn)的油中，并且在水中乳化；或者(b)表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸具有C8至do碳原子的烷基鏈長度，所述碳原子不含官能團(tuán)，并且在水中乳化。12.—種用于通過將乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑添加到拜耳法母液中而從所述母液回收氫氧化鋁晶體的方法，所述乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑含有Q至do脂肪酸添加劑和水，其中所述脂肪酸不含有官能團(tuán)；任選地其中所述調(diào)節(jié)劑進(jìn)一步包括用于溶解所述脂肪酸的油載體。13.—種用于通過將乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑添加到拜耳法母液中而從所述母液回收氫氧化鋁晶體的方法，其中所述乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑包括(a)表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸具有Cs至do碳原子的烷基鏈長度，所述碳原子不含官能團(tuán)；(b)油，其具有高于約200。F的沸點(diǎn)，所述脂肪酸溶解于其中；(c)以按重量計(jì)不超過約50%的量的乳化劑；(d)pH-調(diào)節(jié)劑；以及(e)以按重量計(jì)在從0%至約85%范圍內(nèi)的量的水。14.一種用于從拜耳法母液中回收氫氧化鋁晶體的乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，所述調(diào)節(jié)劑包括(a)表面活性劑脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸具有C8至Cu)碳原子的烷基鏈長度，所述碳原子不含官能團(tuán)；以及(b)以按重量計(jì)在從大于0%至約85%范圍內(nèi)的量的水。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，其進(jìn)一步包括油，其含有溶解在其中的所述脂肪酸；以及以按重量計(jì)不超過50%的量的乳化劑。16.用改進(jìn)的拜耳法生產(chǎn)的氫氧化鋁晶體，其具有減少產(chǎn)物的細(xì)料形成，同時(shí)發(fā)生通過權(quán)利要求1所述的方法生產(chǎn)的氫氧化鋁的粒度分布的向上變化。17.—種用于從拜耳法母液中回收氬氧化鋁晶體的方法，其包括下列步驟制備結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，其包括C8至Cu)脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸的碳主鏈不含有官能團(tuán)，4壬選地，油載體，以及任選地，用于乳化所述調(diào)節(jié)劑的水，以足以有效并且同時(shí)從所述母液中沉淀草酸鹽^M犬物的量將所述結(jié)晶調(diào)節(jié)劑加入到所述母液中，以及除去所述草酸鹽球狀物，其中所述草酸鹽球狀物基本上不含有氬氧化鋁晶體。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中草酸鹽球狀物沉淀成從約200|am至約700|im的范圍的粒度。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述草酸鹽球狀物沉淀成大于約300(im的粒度。20.—種用于從拜耳法母液中回收氫氧化鋁晶體的方法，所述方法包括以下步驟制備結(jié)晶調(diào)節(jié)劑，其包括Q至d。脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物，所述脂肪酸的碳主鏈不含有官能團(tuán)，任選地，油載體，其用于溶解所述脂肪酸，以及水，其用于和所述脂肪酸一起乳化，以足以從所述母液中沉淀出具有至少200pm范圍內(nèi)的粒度的草酸鹽球狀物的量將所述結(jié)晶調(diào)節(jié)劑添加到所述母液中，以及除去所述草酸鹽球狀物。全文摘要一種用于在拜耳法母液中生產(chǎn)氫氧化鋁晶體的改進(jìn)的方法和組合物，包括添加含有C8-C10脂肪酸、其前體、其鹽或其混合物的乳化的結(jié)晶調(diào)節(jié)劑。脂肪酸結(jié)晶調(diào)節(jié)劑的烷基鏈不含有官能團(tuán)。所述調(diào)節(jié)劑在存在溶解所述脂肪酸的烴油的情況下和缺乏溶解所述脂肪酸的烴油的情況下，產(chǎn)生商業(yè)上可行的產(chǎn)物。此外，以乳化形式或者作為純的脂肪酸而制備的所述調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)大于200μm的草酸鹽聚集體的形成，所述草酸鹽聚集體可以以最少的三水合物的損失而容易地篩選出。文檔編號(hào)C01F7/02GK101443274SQ200780017519公開日2009年5月27日申請(qǐng)日期2007年5月14日優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日發(fā)明者劉建軍,大衛(wèi)·H·斯林克曼,狄美特·L·庫茲涅索夫,詹姆士·A·康特申請(qǐng)人:納爾科公司