本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體地，涉及處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法。

背景技術(shù)：

在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的過程中，礦石和石灰中CO₂在生產(chǎn)過程中與NaOH反應(yīng)生成Na₂CO₃，Na₂CO₃逐漸積累會降低循環(huán)效率，增加了生產(chǎn)成本；會在設(shè)備和管道上析出，影響正常生產(chǎn)，所以拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的Na₂CO₃升高到一定濃度后必須排除，使之保持在一個較低的水平。傳統(tǒng)的處理方法是通過開啟強(qiáng)制蒸發(fā)器提高蒸發(fā)母液濃度，促進(jìn)Na₂CO₃晶體析出，通過過濾分離的Na₂CO₃晶體和附液與石灰乳反應(yīng)，得到NaOH返回到拜耳法生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行配料，苛化渣直接經(jīng)赤泥沉降排到赤泥堆場。傳統(tǒng)處理方法有以下缺點(diǎn)：1、石灰消耗量大。2、石灰乳的添加造成氧化鋁的損失和生產(chǎn)成本的提高。

由此，對高蒸母液的處理方法有待研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種處理處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法，利用該方法利用鋁灰回收高蒸母液中的碳酸鈉，實現(xiàn)以廢制廢，實現(xiàn)資源的回收利用。

需要說明的是，本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列工作而完成的：

在電解鋁生產(chǎn)和鋁加工過程中，會產(chǎn)生總鋁1～12％的鋁灰。鋁灰的主要成份有氧化鋁70％左右、氮化鋁12％左右、單質(zhì)鋁3％左右。鋁灰是一種危險廢棄物。Na₂CO₃與鋁灰燒結(jié)能將鋁灰中的鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉，而拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中產(chǎn)生的Na₂CO₃升高到一定濃度后必須排除，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用鋁灰處理氧化鋁生產(chǎn)過程中的Na₂CO₃，即回收了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中大量的碳酸鈉，又回收了鋁灰中的有價物質(zhì)，并使危險廢棄物轉(zhuǎn)化率一般廢棄物，便于有毒危險廢棄物的處理。

因而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：將所述高蒸母液進(jìn)行沉降分離，以便得到濃縮母液和碳酸鈉；將鋁灰與碳酸鈉進(jìn)行燒結(jié)處理，以便得到熟料，其中，所述熟料中含有鋁酸鈉；將所述熟料進(jìn)行制漿處理，以便得到漿液；將所述漿液進(jìn)行精濾處理，以便得到鋁酸鈉溶液；將所述鋁酸鈉溶液進(jìn)行晶種分解處理，以便得到氫氧化鋁和所述高蒸母液。

根據(jù)本發(fā)明實施例的處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法，利用危險廢棄物鋁灰處理氧化鋁生產(chǎn)過程中的高蒸母液中的大量Na₂CO₃，即省去碳酸鈉苛化的工藝，并回收了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中大量的碳酸鈉，又回收了鋁灰中的有價物質(zhì)，并使危險廢棄物鋁灰轉(zhuǎn)化為一般廢棄物，便于有毒危險廢棄物的處理。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述鋁灰與所述碳酸鈉按質(zhì)量比1：(1-1.2)進(jìn)行所述燒結(jié)處理。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述燒結(jié)處理的溫度為700-1600攝氏度。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述燒結(jié)處理的溫度為1100-1200攝氏度。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述燒結(jié)處理的時間為10-60分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述燒結(jié)處理是利用氣態(tài)懸浮焙燒爐、回轉(zhuǎn)窯或電爐進(jìn)行的。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，進(jìn)一步包括：在所述制漿處理前，對所述熟料進(jìn)行磨細(xì)處理，以便得到熟料細(xì)粉。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述熟料細(xì)粉的平均粒徑為30-100μm。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法的流程示意圖；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

S100沉降分離

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將高蒸母液進(jìn)行沉降分離，得到濃縮母液和碳酸鈉。高蒸母液中含有大量的碳酸鈉，通過沉降處理，使碳酸鈉析出，相對于濃縮母液，鋁灰與碳酸鈉晶體的反應(yīng)活性更高。其中，需要說明的是，高蒸母液來自于拜爾法生產(chǎn)氧化鋁過程中的母液。

S200燒結(jié)處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將鋁灰與碳酸鈉進(jìn)行燒結(jié)處理，得到熟料，其中，該熟料中含有鋁酸鈉。鋁灰的主要成份包括氧化鋁70％左右、氮化鋁12％左右和單質(zhì)鋁3％左右。將鋁灰與碳酸鈉進(jìn)行燒結(jié)處理，二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下

AlN+3H₂O＝＝Al(OH)₃+NH₃↑

2Al+Na₂CO₃+O₂→Na₂O·Al₂O₃+CO₂↑

Al₂O₃+Na₂CO₃→Na₂O·Al₂O₃+CO₂↑

從而，利用危險廢棄物鋁灰與Na₂CO₃反應(yīng)，即省去高蒸母液的碳酸鈉苛化的工藝，并且回收了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中大量的碳酸鈉，又回收了鋁灰中的有價物質(zhì)，并使危險廢棄物轉(zhuǎn)化率一般廢棄物，便于有毒危險廢棄物的處理。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，鋁灰與碳酸鈉按質(zhì)量比1：(0.8-1.2)進(jìn)行燒結(jié)處理。由此，要確保鋁灰與碳酸鈉充分反應(yīng)，碳酸鈉適當(dāng)過量保證氧化鋁回收率。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，燒結(jié)處理的溫度為700-1600攝氏度。由此，在該溫度條件下，鋁灰與碳酸鈉的反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，燒結(jié)處理的溫度為1100-1200攝氏度。由此，鋁灰與碳酸鈉的反應(yīng)活性顯著提高，明顯縮短了反應(yīng)時間，加快了高蒸母液處理的進(jìn)程。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，燒結(jié)處理的時間可以根據(jù)燒結(jié)處理的溫度以及燒結(jié)反應(yīng)物的量決定，通常地，燒結(jié)處理的時間為10-60分鐘。例如燒結(jié)溫度在800攝氏度以下要燒結(jié)30分鐘以上，氧化鋁才能充分反應(yīng)；當(dāng)燒結(jié)溫度在1100攝氏度左右時，燒結(jié)20分鐘左右氧化鋁就能充分反應(yīng)；1500攝氏度以上，燒結(jié)10分鐘左右氧化鋁就能充分反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，進(jìn)行燒結(jié)處理的裝置不受特別的限制，只要燒結(jié)溫度和時間能達(dá)到，使反應(yīng)充分完成即可，可以根據(jù)生產(chǎn)條件和反應(yīng)原料的特性等選擇不同的裝置。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，燒結(jié)處理可以利用氣態(tài)懸浮焙燒爐、回轉(zhuǎn)窯或電爐進(jìn)行。具體地，氣態(tài)懸浮焙燒爐要求入料含水低，停留時間短；電爐能耗高，不適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)；回轉(zhuǎn)窯對入料要求低，燒結(jié)時間有保障。

S300制漿處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將熟料進(jìn)行制漿處理，得到漿液。制漿就是將固體鋁酸鈉溶解進(jìn)入到溶液里面，直接用水就可以將鋁酸鈉溶解。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，在稀釋漿液槽中進(jìn)行該制漿處理。由此，便于漿液的混合和調(diào)配。

S400精濾處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將漿液進(jìn)行精濾處理，得到鋁酸鈉溶液。由此，通過精濾處理，去除漿液中的雜質(zhì)，使后續(xù)得到的氫氧化鋁和高蒸母液的雜質(zhì)含量更低，品質(zhì)更佳。

S500晶種分解處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，將鋁酸鈉溶液進(jìn)行晶種分解處理，得到氫氧化鋁和高蒸母液。由此，鋁酸鈉溶液中的鋁以氫氧化鋁的形式析出，從而，從鋁酸鈉溶液中分離回收鋁，而得到高蒸母液可以循環(huán)利用，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鋁灰中鋁的回收率達(dá)80％以上，不僅實現(xiàn)了鋁灰無害化，而且，回收了鋁灰中高經(jīng)濟(jì)價值的鋁，變廢為寶。

參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進(jìn)一步包括：

S600磨細(xì)處理

根據(jù)本發(fā)明的實施例，在制漿處理前，對熟料進(jìn)行磨細(xì)處理，得到熟料細(xì)粉。通過磨細(xì)處理，使固體鋁酸鈉充分溶解為溶液，有利于制漿處理。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，熟料細(xì)粉的平均粒徑為30-100μm。由此，熟料細(xì)粉的溶解性好，有利于后續(xù)的制漿處理。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當(dāng)熟料細(xì)粉的平均粒徑為60μm左右時，鋁酸鈉的溶劑性更佳，利用該熟料細(xì)粉進(jìn)行制漿處理得到的漿液的效果好。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的方案進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

利用本發(fā)明實施例的方法處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液，具體步驟如下：

(1)將拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中的高蒸母液進(jìn)行沉降分離，得到濃縮母液和碳酸鈉。

(2)將碳酸鈉進(jìn)行壓濾處理，得到濾餅。

(3)將50g鋁灰與53g濾餅在1150℃下燒結(jié)30分鐘，得到熟料。

(4)將熟料加200ml水溶解，進(jìn)行調(diào)漿，得到漿液。

(5)將漿液過濾后分析液相成分，其中，鋁酸納為51.11g/l，則氧化鋁的產(chǎn)出率為71.05％。

由此，危險廢棄物鋁灰處理氧化鋁生產(chǎn)過程中的高蒸母液中的大量Na₂CO₃，即省去碳酸鈉苛化的工藝，并回收了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中大量的碳酸鈉，又回收了鋁灰中的有價物質(zhì)，并且鋁的回收率高，達(dá)到71.05％，同時，使危險廢棄物鋁灰轉(zhuǎn)化為一般廢棄物，便于有毒危險廢棄物的處理。

實施例2

利用本發(fā)明實施例的方法處理氧化鋁生產(chǎn)中高蒸母液，具體步驟如下：

(1)將拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中的高蒸母液進(jìn)行沉降分離，得到濃縮母液和碳酸鈉。

(2)將碳酸鈉進(jìn)行壓濾處理，得到濾餅。

(3)將50g鋁灰與40g濾餅在1150℃下燒結(jié)30分鐘，得到熟料。

(4)將熟料加200ml水溶解，進(jìn)行調(diào)漿，得到漿液。

(5)將漿液過濾后分析液相成分，其中，鋁酸納為66.21g/l，則氧化鋁的產(chǎn)出率為82.35％。

由此，危險廢棄物鋁灰處理氧化鋁生產(chǎn)過程中的高蒸母液中的大量Na₂CO₃，即省去碳酸鈉苛化的工藝，并回收了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中大量的碳酸鈉，又回收了鋁灰中的有價物質(zhì)，并且鋁的回收率高，高達(dá)82.35％，同時，使危險廢棄物鋁灰轉(zhuǎn)化為一般廢棄物，便于有毒危險廢棄物的處理。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。