一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法

文档序号:1840820 发布日期:2021-11-16 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法 (Method for purifying sodium aluminate solution in alumina production process ) 是由 尹中林 路晓涛 武国宝 于 2021-09-16 设计创作,主要内容包括:本发明特别涉及一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法,属于氧化铝生产技术领域,方法包括:将待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置进行处理,获得高杂质浓度的铝酸钠溶液和低杂质浓度的铝酸钠溶液;将高杂质浓度的铝酸钠溶液进行蒸发、过滤,获得结晶和过滤铝酸钠溶液;将低杂质浓度的铝酸钠溶液和过滤铝酸钠溶液进行回用;采用阳离子交换膜扩散渗析法处理拜耳法蒸发母液或种分母液铝酸钠溶液,在一定的工艺技术条件下,无需通电或者引入其它杂质成分,即可高效的分离、脱除铝酸钠溶液中的草酸钠和碳酸钠,流程简单。(The invention particularly relates to a method for purifying a sodium aluminate solution in the production process of aluminum oxide, which belongs to the technical field of aluminum oxide production and comprises the following steps: sending the sodium aluminate solution to be purified and the diffusion liquid into a cation exchange membrane diffusion dialysis device for treatment to obtain the sodium aluminate solution with high impurity concentration and the sodium aluminate solution with low impurity concentration; evaporating and filtering the sodium aluminate solution with high impurity concentration to obtain crystallized and filtered sodium aluminate solution; recycling the sodium aluminate solution with low impurity concentration and the filtered sodium aluminate solution; the method adopts a cation exchange membrane diffusion dialysis method to treat the Bayer process evaporation mother liquor or the seed precipitation mother liquor sodium aluminate solution, can efficiently separate and remove sodium oxalate and sodium carbonate in the sodium aluminate solution under certain process technical conditions without electrifying or introducing other impurity components, and has simple flow.)

一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法

技术领域

本发明属于氧化铝生产技术领域,特别涉及一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法。

背景技术

随着我国氧化铝工业的快速发展,国内铝土矿品位下降,杂质含量升高,矿石中碳含量增加尤为明显。拜耳法生产氧化铝过程中,矿石中的含碳矿物在溶出过程进入溶液,经过长期积累会造成生产系统草酸盐和碳酸盐浓度升高,对生产造成不利影响。

系统草酸盐含量升高,在晶种分解过程中草酸钠与氢氧化铝一起结晶析出,会造成氢氧化铝产品粒度细化、分解率降低、立盘过滤困难、产品氧化铝中氧化钠含量升高,降低氧化铝产品质量;严重时还会导致分解槽垮槽,影响正常生产。从拜耳法溶液中排除草酸钠的方法主要包括:溶液燃烧法、结晶法、沉淀法、种子洗涤加海水中和等。不过,溶液燃烧法能耗较高,热量损失多,需要增设溶液焙烧设备、二氧化碳废气处理设备,建厂投资成本大;结晶法蒸发过程需消耗能量,脱除效率较低;沉淀法需使用石灰脱除草酸盐,石灰消耗量大,利用率低,会造成氧化铝损失,微量钙杂质进入产品中会降低产品纯度;种子洗涤加海水中和法占地面积较大,且需要以临海作为基础条件。

系统碳碱含量升高,会造成溶出矿浆闪蒸过程中出料不畅,溶出汽耗增加;蒸发过程强制效排盐压力增加,不仅造成蒸发汽耗升高,且强制效由于碳碱结晶析出,蒸发能力衰减迅速,清洗周期大大缩短;生产系统中浆体粘度增大,输送浆体物料的电耗增加;铝酸钠溶液粘度增加后,导致分解率下降,氧化铝产量下降。从生产系统中排除碳碱方法主要有高浓度蒸发结晶排盐、赤泥洗液苛化法排盐、钡盐苛化法排盐等。不过,高浓度蒸发结晶排盐运行成本较高,影响蒸发产能,不利于长时间运行;赤泥洗液苛化法排除碳酸钠效果缓慢,会造成氧化铝损失;钡盐苛化法排盐所用Ba(OH)2、BaO价格高,使用成本较高,同时,钡盐的再生回收建设投资高,且易污染环境。

因此,如何更加简易、高效地脱除生产系统草酸盐和碳酸盐,降低其对生产的不利影响,一直是困扰拜耳法生产氧化铝的技术难题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法,以简易、高效地脱除生产系统草酸盐和碳酸盐,降低其对生产的不利影响。

本发明实施例提供了一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法,所述方法包括:

将待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置进行处理,获得高杂质浓度的铝酸钠溶液和低杂质浓度的铝酸钠溶液;

将所述高杂质浓度的铝酸钠溶液进行蒸发、过滤,获得结晶和过滤铝酸钠溶液;

将所述低杂质浓度的铝酸钠溶液和所述过滤铝酸钠溶液进行回用;

其中,所述待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比为1:1-2.5,所述待净化铝酸钠溶液和所述扩散液逆向流动。

可选的,所述待净化铝酸钠溶液为拜耳法流程中的蒸发母液或种分母液。

可选的,所述蒸发母液的苛性碱浓度Nk为220g/L-280g/L,所述蒸发母液的苛性比αk>2.60。

可选的,所述种分母液的苛性碱浓度Nk为140g/L-180g/L,所述种分母液的苛性比αk>2.60。

可选的,所述扩散液包括拜耳法流程中的平盘洗液、赤泥洗液或水。

可选的,所述平盘洗液和赤泥洗液的苛性碱浓度Nk为10g/L-50g/L,所述平盘洗液和赤泥洗液的苛性比αk>2.60。

可选的,所述阳离子交换膜的使用温度为20℃-80℃。

可选的,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液的苛性比αk为1.5-2.0,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液的苛性比αk>5.0。

可选的,所述方法包括:将所述低杂质浓度的铝酸钠溶液回用至拜耳法溶出系统。

可选的,所述方法包括:将所述过滤铝酸钠溶液回用至拜耳法种分工序进行晶种分解。

本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

本发明实施例提供的氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法,所述方法包括:将待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置进行处理,获得高杂质浓度的铝酸钠溶液和低杂质浓度的铝酸钠溶液;将所述高杂质浓度的铝酸钠溶液进行蒸发、过滤,获得结晶和过滤铝酸钠溶液;将所述低杂质浓度的铝酸钠溶液和所述过滤铝酸钠溶液进行回用;所述待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比为1:1-2.5,所述待净化铝酸钠溶液和所述扩散液逆向流动;采用阳离子交换膜扩散渗析法处理拜耳法蒸发母液或种分母液铝酸钠溶液,在一定的工艺技术条件下,无需通电或者引入其它杂质成分,即可高效的分离、脱除铝酸钠溶液中的草酸钠和碳酸钠,流程简单,能耗及成本低;不仅能够高效脱除生产系统的草酸钠和碳酸钠,还可以大幅度提高拜耳法循环效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的

具体实施方式

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的方法的流程图;

图2是本发明实施例提供的方法的框图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。

在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。

除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:

根据本发明一种典型的实施方式,提供了一种氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法,所述方法包括:

S1.将待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置进行处理,获得高杂质浓度的铝酸钠溶液和低杂质浓度的铝酸钠溶液;

具体而言,采用阳离子交换膜扩散渗析装置对铝酸钠溶液进行处理,将铝酸钠溶液和扩散液按一定的比例分别通入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室和扩散室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A和低杂质浓度的铝酸钠溶液B,原溶液中的大部分的草酸钠和碳酸钠在铝酸钠溶液A中被富集。

作为一种可选的实施方式,待净化铝酸钠溶液选取拜耳法流程中的蒸发母液或种分母液,所述蒸发母液Nk 220-280g/L、αk>2.60,所述种分母液Nk 140-180g/L、αk>2.60。

作为一种可选的实施方式,扩散液选取拜耳法流程中的平盘洗液、赤泥洗液或水,所述平盘洗液和赤泥洗液Nk 10-50g/L、αk>2.60。

作为一种可选的实施方式,所述待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比为1:1-2.5,铝酸钠溶液和扩散液在所述阳离子交换膜的两侧逆向流动;

控制待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比为1:1-2.5,一方面考虑到该技术应用过程的实用经济性,保证后续工艺流程中蒸发能耗不能过高,另一方面要保证较高的杂质净化效率,该比例取值过小的不利影响是会造成经过净化后所得铝酸钠溶液B浓度过低,无法直接返回拜耳法流程,或者造成后续蒸发浓缩能耗过高,不利于该技术的应用,取值过大会造成溶液浓度差减小,杂质净化效果不好。

作为一种可选的实施方式,阳离子交换膜的使用温度为20-80℃。

控制阳离子交换膜的使用温度为20-80℃,一方面保证阳离子交换膜具有好的净化性能,另一方面保证物料具有较好的流动性,该温度取值过大会造成阳离子交换膜性能变差,对杂质离子的净化效果变差,过小的不利影响是低温条件下铝酸钠溶液粘度增大,造成净化效果变差。

作为一种可选的实施方式,经阳离子交换膜扩散渗析分离得到铝酸钠溶液A的αk为1.5-2.0,铝酸钠溶液B的αk>5.0。

S2.将所述高杂质浓度的铝酸钠溶液进行蒸发、过滤,获得结晶和过滤铝酸钠溶液;

具体而言,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶;过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统。

S3.将所述低杂质浓度的铝酸钠溶液和所述过滤铝酸钠溶液进行回用;

具体而言,铝酸钠溶液B直接返回拜耳法溶出系统或者经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统;过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解。

采用阳离子交换膜扩散渗析法处理拜耳法蒸发母液或种分母液铝酸钠溶液实现简易、高效地脱除生产系统草酸盐和碳酸盐,降低其对生产的不利影响的机理在于通过膜分离净化处理,草酸盐和碳酸盐经高效富集进入铝酸钠溶液A中,再经过单独流程进行蒸发、过滤处理,以避免草酸盐和碳酸盐长期在生产流程中积累,对生产造成的各种有害影响。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的氧化铝生产过程中铝酸钠溶液的净化方法进行详细说明。

实施例1

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为145.00g/L,Al2O3浓度为82.25g/L,碳碱浓度NC为20.12g/L,草酸钠浓度为1.04g/L,αk为2.90。

将上述分解母液降温至50℃,使其以0.80L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为43.56g/L,Al2O3浓度为42.50g/L,碳碱浓度NC为10.63g/L,草酸钠浓度为0.53g/L,αk为1.69,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;水以1.32L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为135.69g/L,Al2O3浓度为6.90g/L,碳碱浓度NC为1.18g/L,草酸钠浓度为0.10g/L,αk为32.37,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

实施例2

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为169.00g/L,Al2O3浓度为97.55g/L,碳碱浓度NC为21.50g/L,草酸钠浓度为1.58g/L,αk为2.85。

将上述分解母液降温至50℃,使其以1.00L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为68.94g/L,Al2O3浓度为56.87g/L,碳碱浓度NC为12.87g/L,草酸钠浓度为0.79g/L,αk为1.99,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为10.00g/L,Al2O3浓度为5.98g/L,碳碱浓度NC为3.12g/L,αk为2.75,以1.65L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为144.53g/L,Al2O3浓度为12.21g/L,碳碱浓度NC为5.41g/L,草酸钠浓度为0.27g/L,αk为19.48,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

实施例3

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为175.00g/L,Al2O3浓度为104.68g/L,碳碱浓度NC为20.22g/L,草酸钠浓度为1.14g/L,αk为2.75。

将上述分解母液降温至20℃,使其以1.20L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为104.29g/L,Al2O3浓度为86.73/L,碳碱浓度NC为14.94g/L,草酸钠浓度为0.77g/L,αk为1.98,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为20.00g/L,Al2O3浓度为11.92g/L,碳碱浓度NC为2.22g/L,αk为2.76,以1.20L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为160.52g/L,Al2O3浓度为14.11g/L,碳碱浓度NC为5.28g/L,草酸钠浓度为0.26g/L,αk为18.72,铝酸钠溶液B直接送拜耳法溶出系统。

实施例4

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为240.00g/L,Al2O3浓度为141.00g/L,碳碱浓度NC为35.26g/L,草酸钠浓度为1.29g/L,αk为2.80。

将上述蒸发母液降温至50℃,使其以1.20L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为74.03g/L,Al2O3浓度为73.26g/L,碳碱浓度NC为18.54g/L,草酸钠浓度为0.65g/L,αk为1.66,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;水以1.68L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为219.52g/L,Al2O3浓度为11.57g/L,碳碱浓度NC为2.43g/L,草酸钠浓度为0.15g/L,αk为31.22,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

实施例5

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为270.00g/L,Al2O3浓度为167.60g/L,碳碱浓度NC为35.15g/L,草酸钠浓度为1.37g/L,αk为2.65。

将上述蒸发母液降温至50℃,使其以1.4L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为131.77g/L,Al2O3浓度为109.02g/L,碳碱浓度NC为22.78g/L,草酸钠浓度为0.83g/L,αk为1.99,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为45.00g/L,Al2O3浓度为25.60g/L,碳碱浓度NC为4.35g/L,αk为2.89,以1.96L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为228.63g/L,Al2O3浓度为41.31g/L,碳碱浓度NC为7.41g/L,草酸钠浓度为0.15g/L,αk为9.11,铝酸钠溶液B直接送拜耳法溶出系统。

实施例6

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为240.00g/L,Al2O3浓度为139.33g/L,碳碱浓度NC为30.36g/L,草酸钠浓度为1.36g/L,αk为2.83。将上述蒸发母液降温至60℃,使其以2.4L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为102.12g/L,Al2O3浓度为85.48g/L,碳碱浓度NC为16.22g/L,草酸钠浓度为0.75g/L,αk为1.97,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;水以2.88L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为225.91g/L,Al2O3浓度为17.10g/L,碳碱浓度NC为8.60g/L,草酸钠浓度为0.33g/L,αk为21.73,铝酸钠溶液B直接送拜耳法溶出系统。

实施例7

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为240.00g/L,Al2O3浓度为141.00g/L,碳碱浓度NC为30.48g/L,草酸钠浓度为1.34g/L,αk为2.80。将上述蒸发母液降温至60℃,使其以1.4L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为83.21g/L,Al2O3浓度为68.83g/L,碳碱浓度NC为14.52g/L,草酸钠浓度为0.55g/L,αk为1.99,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为30.00g/L,Al2O3浓度为17.95g/L,碳碱浓度NC为3.15g/L,αk为2.75,以3.08L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为202.97g/L,Al2O3浓度为34.91g/L,碳碱浓度NC为6.75g/L,草酸钠浓度为0.18g/L,αk为9.56,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

实施例8

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为220.00g/L,Al2O3浓度为129.71g/L,碳碱浓度NC为25.53g/L,草酸钠浓度为1.39g/L,αk为2.79。将上述蒸发母液降温至80℃,使其以1.4L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为70.89g/L,Al2O3浓度为64.73g/L,碳碱浓度NC为12.78g/L,草酸钠浓度为0.51g/L,αk为1.80,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为25.00g/L,Al2O3浓度为14.95g/L,碳碱浓度NC为4.23g/L,αk为2.75,以3.50L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为183.03g/L,Al2O3浓度为14.33g/L,碳碱浓度NC为21.01g/L,草酸钠浓度为0.17g/L,αk为21.01,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

对比例1

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为145.00g/L,Al2O3浓度为82.25g/L,碳碱浓度NC为20.12g/L,草酸钠浓度为1.04g/L,αk为2.90。

将上述分解母液升温至85℃,使其以0.80L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为51.86g/L,Al2O3浓度为37.60g/L,碳碱浓度NC为4.61g/L,草酸钠浓度为0.29g/L,αk为2.27,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;水以1.32L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为95.78g/L,Al2O3浓度为16.70g/L,碳碱浓度NC为12.23g/L,草酸钠浓度为0.54g/L,αk为9.43,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

对比例2

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为169.00g/L,Al2O3浓度为97.55g/L,碳碱浓度NC为21.50g/L,草酸钠浓度为1.58g/L,αk为2.85。

将上述分解母液升温至90℃,使其以1.00L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为73.15g/L,Al2O3浓度为53.71g/L,碳碱浓度NC为6.00g/L,草酸钠浓度为0.34g/L,αk为2.24,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为10.00g/L,Al2O3浓度为5.98g/L,碳碱浓度NC为3.12g/L,αk为2.75,以1.65L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为121.58g/L,Al2O3浓度为22.56g/L,碳碱浓度NC为17.16g/L,草酸钠浓度为1.05g/L,αk为8.87,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

对比例3

拜耳法生产过程晶种分解后得到分解母液苛性碱浓度Nk为169.00g/L,Al2O3浓度为97.55g/L,碳碱浓度NC为21.50g/L,草酸钠浓度为1.58g/L,αk为2.85。

将上述分解母液降温至5℃,使其以1.00L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为72.48g/L,Al2O3浓度为53.72g/L,碳碱浓度NC为6.36g/L,草酸钠浓度为0.40g/L,αk为2.22,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为10.00g/L,Al2O3浓度为5.98g/L,碳碱浓度NC为3.12g/L,αk为2.75,以1.65L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为133.94g/L,Al2O3浓度为18.31g/L,碳碱浓度NC为17.99g/L,草酸钠浓度为1.02g/L,αk为12.03,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

对比例4

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为270.00g/L,Al2O3浓度为167.60g/L,碳碱浓度NC为35.15g/L,草酸钠浓度为1.37g/L,αk为2.65。

将上述蒸发母液降温至50℃,使其以1.4L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为210.25g/L,Al2O3浓度为139.08g/L,碳碱浓度NC为19.07g/L,草酸钠浓度为0.66g/L,αk为2.49,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;所述扩散液苛性碱浓度Nk为45.00g/L,Al2O3浓度为25.60g/L,碳碱浓度NC为4.35g/L,αk为2.89,以1.12L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为252.65g/L,Al2O3浓度为31.05g/L,碳碱浓度NC为25.45g/L,草酸钠浓度为0.94g/L,αk为13.38,铝酸钠溶液B直接送拜耳法溶出系统。

对比例5

拜耳法生产过程晶种分解后蒸发得到蒸发母液苛性碱浓度Nk为240.00g/L,Al2O3浓度为141.00g/L,碳碱浓度NC为35.26g/L,草酸钠浓度为1.29g/L,αk为2.80。

将上述蒸发母液降温至50℃,使其以1.20L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的渗析室,得到高杂质浓度的铝酸钠溶液A,所述高杂质浓度的铝酸钠溶液A苛性碱浓度Nk为57.25g/L,Al2O3浓度为55.64g/L,碳碱浓度NC为14.06g/L,草酸钠浓度为0.49g/L,αk为1.69,铝酸钠溶液A进行蒸发析出草酸钠和碳酸钠结晶,过滤后的铝酸钠溶液送现有的拜耳法种分工序进行晶种分解,过滤出的草酸钠和碳酸钠结晶外销或者经苛化后返回氧化铝生产系统;水以3.60L/m2·h进入阳离子交换膜扩散渗析分离器的另一侧扩散室,与所述分解母液逆流经扩散室后得到低杂质浓度的铝酸钠溶液B,所述低杂质浓度的铝酸钠溶液B苛性碱浓度Nk为109.85g/L,Al2O3浓度为5.85g/L,碳碱浓度NC为1.25g/L,草酸钠浓度为0.08g/L,αk为30.88,铝酸钠溶液B经过蒸发浓缩后送拜耳法溶出系统。

实施例1-8和对比例1-5的碳酸钠的分离能力和草酸钠的分离能力如下表:

由上表可得,采用本实施例提供的方法能够高效的分离、脱除铝酸钠溶液中的草酸钠和碳酸钠,碳酸钠的分离能力达79%以上,草酸钠的分离能力达81%以上,通过对比例1-3和实施例1-2的比较以及对比例4和实施例5的比较可得,当阳离子交换膜的使用温度或待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比不在本实施例提供的范围内时,会出现碳酸钠的分离能力和草酸钠的分离能力大幅下降的现象;通过对比例5和实施例4的比较可得,待净化铝酸钠溶液和扩散液送入阳离子交换膜扩散渗析装置的体积比由为1:1.20降为1:3.00,对碳酸钠和草酸钠的分离能力变化不大,但是得到的铝酸钠溶液B的Nk浓度降低了近一倍,实施例4中的铝酸钠溶液B可以直接返回拜耳法流程,而对比例5得到的铝酸钠溶液B则需要蒸发50%液量,才能达到与铝酸钠溶液B同等浓度,返回拜耳法流程,该技术条件下,能耗大,经济性差。

本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:

(1)本发明实施例提供的方法采用阳离子交换膜扩散渗析法处理拜耳法蒸发母液或种分母液铝酸钠溶液,在一定的工艺技术条件下,无需通电或者引入其它杂质成分,即可高效的分离、脱除铝酸钠溶液中的草酸钠和碳酸钠,流程简单,能耗及成本低;

(2)本发明实施例提供的方法不仅能够高效脱除生产系统的草酸钠和碳酸钠,还可以大幅度提高拜耳法循环效率。

最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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