專利名稱：：氧化鋁回收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物而從含在溶液中的鋁酸根離子和氫氧根離子的第一液流中回收氧化鋁物質(zhì)的方法。本發(fā)明進一步涉及帶有鋁的層狀雙氫氧化物(LDH)使用Bayer方法的改良型改進從鋁土礦中回收氧化鋁物質(zhì)的用途。技術(shù)背景Bayer方法已經(jīng)用來從鋁土礦石中回收氧化鋁物質(zhì)達一個世紀多。所述方法集中于以下可逆反應(yīng)式(1)，分別對于水鋁礦和勃姆石礦或一水硬鋁石礦來說Al(OH)3+OH—eAl(OH)4—(1)A10(OH)+OFT+H紐Al(OH)/(2)顯示傳統(tǒng)Bayer方法的基本執(zhí)行過程的示意性工藝流程圖在圖l中示出。將共混的鋁土礦首先與再循環(huán)廢液的一部分混合并進行研磨處理以降低顆粒尺寸。然后經(jīng)由稱為"脫硅"或"漿料吸持(holding)"的方法處理所得漿料以除去存在于該鋁土礦中的可溶性二氧化硅礦物質(zhì)(通常以不溶性鋁硅酸鈉形式存在)。然后將脫硅的漿料與廢液的剩余部分和經(jīng)由稱為"溶出"的方法提取的鋁土礦的氧化鋁物質(zhì)混合。在溶出中，操控條件以致驅(qū)使反應(yīng)式(1)或(2)向右進行。在溶出期間，游離的苛性劑將來自鋁土礦的鋁礦物質(zhì)溶解以形成濃縮的鋁酸鈉溶液，留下不溶性礦物質(zhì)和雜質(zhì)的泥渣，主要是惰性鐵氧化物和氫氧化物、氧化鈦和硅質(zhì)化合物。由于存在鐵礦物質(zhì)，該泥渣外表上常常是紅色的，并因此通常稱為"紅泥"。通過使用高的溫度和壓力條件幫助溶出并且這些條件又取決于正在處理的礦石的類型?？梢栽诖蠹s100-180。C的溫度下溶出水鋁礦型鋁土礦，但是145'C是最常用的。勃姆石礦或一水硬鋁石型鋁土礦是較不可溶的并且需要大約250-270。C的溫度來進行溶出。也可以通過提高游離苛性劑(氳氧根離子)的濃度而使由反應(yīng)式(1)和(2)表示的平衡朝右邊移動。在典型的氧化鋁精煉廠中，使用蒸汽將脫硅的漿料加熱到溶出需要的溫度。從一系列閃蒸冷卻器中部分地回收這一蒸汽，所述閃蒸冷卻器用來降低離開溶出器的充有泥的母液的溫度和/或壓力。加熱的最后階段使用來自鍋爐(通常是動力室鍋爐)的高壓蒸汽。通常，通過使充有泥的母液流經(jīng)一系列在依次降低壓力下操作的閃蒸器而使用所述閃蒸冷卻器將所述母液的溫度降低到常壓沸點。在閃蒸冷卻之后，以稱為"澄清"的方法將所述母液與泥渣分離。將漿料供給一個或多個沉降槽，在這些沉降槽中，固體顆粒沉到底部并被除去，通常通過泵送到泥洗滌回路而被除去。可以將絮凝劑添加到沉降槽中以改進泥沉降速率和在沉降器溢流液中獲得良好的澄清度。泥洗滌回路依靠逆流傾析方法來回收盡可能多的用于重新使用的鋁酸鈉以使氧化鋁和苛性劑物質(zhì)的損失最小化并且清潔泥渣以致它可以按環(huán)境上可接受的方式處理。隨后離開第一階段泥洗滌槽的洗滌器溢流或者送往沉降槽，或者與沉降器溢流液混合以形成澄清后的母液。通常將來自泥洗滌回路中最后階段的經(jīng)洗滌的泥渣泵送到泥排放池中。將洗滌水(通常是新鮮水)、冷凝液(冷凝蒸汽)或來自泥排放池的再循環(huán)水(稱為"池水(lakewater)")，或上述的結(jié)合供給逆流泥洗滌回路。對溢出沉降槽的經(jīng)澄清的母液進行過濾然后送到沉淀階段，其中反應(yīng)式(1)(下面再次復(fù)制)的平衡朝左邊移動而形成純A1(OH)3，也稱為"水鋁礦"。Al(OH)3+0H>>A1(OH)T(1)通過在過飽和溶液中加入晶種引發(fā)沉淀，并經(jīng)由提高液體的過飽和的條件，如降低溫度，提高鋁酸根離子的濃度，或稀釋溶液來加以促進。經(jīng)由旋液分離器、增稠器或過濾器分離沉淀的水鋁礦。其余液體，在蒸發(fā)以除去隨鋁土礦和各種洗滌步驟進入該過程的多余水份之后，稱為"廢液"，將具有鋁酸根離子和氫氧根離子，所述離子的存在量取決于沉淀階段的溫度、種子表面積和停留時間。為了回收氧化鋁物質(zhì)和苛性劑，將該廢液再循環(huán)到溶出中。因此，再循環(huán)到溶出的廢液具有存在于其中的溶解的氧化鋁。Bayer方法的主要目標是從供給溶出的鋁土礦中提取最大量的氧化鋁物質(zhì)(Al)進入溶液然后在沉淀期間以水鋁礦形式從該溶液中完全地回收這種溶解的氧化鋁。精煉廠的沉淀產(chǎn)率的上限由以下兩者之間的差異給定在溶出溫度下氧化鋁在特定液體中的溶解度和在用于沉淀的溫度下氧化鋁在該液體中的溶解度。然后由此得出，使這一差異最大化是大多數(shù)氧化鋁精煉廠的主要目標。通過提高溫度或苛性劑濃度而提高鋁礦物質(zhì)的溶解度帶來許多不希望的結(jié)果，包括提高硅質(zhì)材料的溶解。在現(xiàn)有技術(shù)中，提高^f汙生自較不可溶的勃姆石礦和一水硬鋁石礦的Bayer液體的氧化鋁含量的一種方法包括在第二溶出步驟中用少量副水鋁礦將該液體"浮選(sweeten)"(在主礦石的溶出之后)。至今，還沒有已知的在溶出之后提高所述液體的氧化鋁濃度的方法。氧化鋁精煉廠中氧化鋁損耗的一個主要原因在于所述液體，它與來自沉降槽的泥渣一起泵送進入泥洗滌回路。這種液體是過飽和的母液，其有效地具有與送到沉淀的母液相同的鋁酸根離子濃度。在逆流泥洗滌回路中每一階段溢出的液體由于洗滌水而逐漸地變冷并且更稀釋。這樣有效地增加所述液體的過飽和，從而根據(jù)反應(yīng)式U)促進了水鋁礦的沉淀。殘渣中的泥顆粒具有高的表面積，這進一步促進了水鋁礦在泥洗滌回路中的此種沉淀。在泥洗滌回路中這樣沉淀的任何氧化鋁損失了，排放到泥排放池中的液體中的任何溶解的氧化鋁也是這樣。需要使氧化鋁精煉廠中氧化鋁物質(zhì)的回收最大化的替代方法。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了從具有溶解狀態(tài)的鋁酸根離子和氫氧根離子的起始濃度的第一液體中回收氧化鋁物質(zhì)的方法，所述方法包括以下步驟a)用非鋁金屬的氫氧化物處理該第一液體以形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物并產(chǎn)生第一液體的經(jīng)處理料流，該第一液體的經(jīng)處理料流的鋁酸根離子的最終濃度小于鋁酸根離子的起始濃度；b)將步驟a)的帶有鋁的層狀雙氫氧化物與第一液體的經(jīng)處理料流分離；和c)其后，使第一液體的經(jīng)處理料流返回到在氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所。所述第一液流可以是得自泥漿洗滌階段的廢液或溢出料流。在一個實施方案中，所述氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所在沉淀之后且在溶出之前。在一個備選或互補實施方案中，氧化鋁精煉廠中的第一場所是泥漿洗滌階段。分離的帶有鋁的LDH可以儲存或銷售或有利地在氧化鋁精煉廠中經(jīng)歷進一步加工以使用儲存在其中的氧化鋁物質(zhì)。因此，在本發(fā)明的一個實施方案中，所述方法還包括以下步驟讓步驟b)的經(jīng)分離的帶有鋁的層狀雙氫氧化物與含碳酸根離子的溶液接觸以形成含所述非鋁金屬的不溶性鹽的漿料和含從所述帶有鋁的層狀雙氫氧化物中釋放出的鋁酸根離子的第二液體。優(yōu)選地，將所述非鋁金屬的不溶性鹽與第二漿料分離以形成經(jīng)澄清的第二液流?？梢詫⒎卿X金屬的經(jīng)分離的不溶性鹽進一步處理以重整步驟a)中使用的金屬氫氧化物和再循環(huán)到精煉廠或者除掉。有利地，所述方法還包括以下步驟將經(jīng)澄清的具有提高的鋁酸根離子濃度的第二液流送回到氧化鋁精煉廠中的第二場所。所述氧化鋁精煉廠中的一個合適的此種第二場所是在溶出之后且在沉淀之前的澄清。在沉淀之前可以將第二液流導(dǎo)入沉降槽或直接地送到精濾器。在溶液中的碳酸根離子的一種適合的源物質(zhì)是池水。優(yōu)選地，所述碳酸根離子溶液包含碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或兩種。碳酸鈉可以作為固體物質(zhì)添加并與第三液流混合以使帶有鋁的LDH分解。如果需要的話，所述方法還可以包括以下步驟通過添加富碳酸鈉的料流或固體物質(zhì)或通過添加二氧化碳，優(yōu)選使用噴射或氣體吸收系統(tǒng)進行，使該含碳酸根離子的溶液的碳酸根濃度提高。有利地，所述碳酸根離子溶液可以是得自泥漿洗滌階段的廢液或溢出料流。在一個實施方案中，在步驟(a)中用來形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物的非鋁金屬是鉤以使所述帶有鋁的LDH是水鋁鉤石。使用這一實施方案，將氫氧化鈣用于步驟a)并且可以通過生石灰在消和溶液中的消和形成，將氫氧化鈣或生石灰直接地添加到第一液體中以就地形成氫氧化4丐?？梢酝ㄟ^在步驟(a)之前或期間添加呈表面活性劑形式的抑制劑而減輕在步驟(a)期間水鋁鉤石形成鋁酸三鉤的不合需要的副反應(yīng)的危險。在一個備選的實施方案中，在步驟(a)中用來形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物的非鋁金屬是鎂并且所形成的帶有鋁的層狀雙氫氧化物是水滑石。本發(fā)明的第二個方面在于帶有鋁的層狀雙氫氧化物作為載體將氧化鋁物質(zhì)從氧化鋁精煉廠中的第一場所輸送到該氧化鋁精煉廠中第二場所的用途。在一個實施方案中，所述氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所在沉淀之后且在溶出之前。在一個備選或互補實施方案中，氧化鋁精煉廠中的第一場所是泥洗滌階段。優(yōu)選地，所述氧化鋁精煉廠中的第二場所是在溶出之后且在沉淀之前的澄清。本發(fā)明的第三個方面在于帶有鋁的層狀雙氫氧化物作為濃縮第一液流的手段的用途。所述第一液流可以是得自泥洗滌階段的廢液或溢出料流。根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了基本上參照圖2或3在此描述的和如圖2或3所示的方法。附圖簡述為了幫助更詳細地理解本發(fā)明的性質(zhì)，現(xiàn)將參照附圖僅示例性地詳細描述改進的苛化方法和設(shè)備的數(shù)個實施方案，在所述附圖中圖1是傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)Bayer方法的基本執(zhí)行過程的簡化流程示意圖；圖2是說明根據(jù)實施例1的本發(fā)明第一實施方案的簡化流程示意圖；和圖3是說明根據(jù)實施例2的本發(fā)明第二實施方案的流程示意圖。優(yōu)選實施方案的詳細描述在整個說明書中，使用氧化鋁工業(yè)中常用的各種術(shù)語。為了清楚，現(xiàn)定義這些術(shù)語。術(shù)語"液體"在整個說明書中用來指含鋁酸根(Al(OH)4—)離子和氫氧根(0H)離子的任何溶液。在Bayer液體中，主成分是鋁酸鈉和氫氧化鈉。"A，，是指所述液體的氧化鋁濃度并且更具體地說是鋁酸鈉在所述液體中的濃度，表示為當量g/L的氧化鋁(A1203)。"C，，是指所述液體的苛性劑濃度，它是所述液體的鋁酸鈉和氫氧化鈉含量之和，表示為當量g/L濃度的碳酸鈉。"A/C"因此是氧化鋁濃度與苛性劑濃度的比例。"游離苛性劑，，是C-A(苛性劑濃度減去氧化鋁濃度)，其中C和A各自表示為當量g/L濃度的碳酸鈉。術(shù)語"廢液，，是指在水鋁礦沉淀階段之后且在溶出之前的任何液流。廢液通常具有低的A/C比例。術(shù)語"原液"或"母液"是指在溶出之后且在沉淀之前的液體。母液通常具有高的A/C比例。"池水，，是從泥排放池(如果使用)返回到精煉廠的經(jīng)澄清的液流并且通常具有最低A的任何液流。池水通常具有高的碳酸根濃度，這歸因于池水與大氣中的二氧化碳的反應(yīng)。"S，，是指蘇打濃度或更具體地說是指"C"和實際的碳酸鈉濃度之和，這種和同樣表示為當量g/L濃度的碳酸鈉。因此，S-C(蘇打濃度減去苛性劑濃度)獲得碳酸鈉(Na2C03)在所述液體中的實際濃度，單位為g/L。Bayer液體的碳酸鹽雜質(zhì)水平按照苛性劑與蘇打的比例，或"C/S"表示。完全苛化的(無碳酸根)Bayer方法液體將具有l(wèi).00的c/s比例。"水鋁礦，，是三氫氧化鋁(Al(0H)3)，它有時在文獻中還稱作"水合物，，或"三水合氧化鋁，，并且有時用化學不正確通式人120331120表示。"TCA，，是鋁酸三鈣CaJAl(OH)6]2,它還通常使用通式3Ca0.A1203.6H20(TCA6)或水泥工業(yè)符號中的C3AH6表示。在合適的條件下，苛性鋁酸鹽溶液將與來自適合的源物質(zhì)如消石灰的釣反應(yīng)而形成熱力學穩(wěn)定且微溶的TCA。這一反應(yīng)最通常用于氧化鋁工業(yè)以制備具有受控顆粒尺寸的TCA晶體，該TCA晶體在精煉廠的精良或安全過濾設(shè)備中用作助濾劑，其中細的殘余泥顆粒從原(或母)液流中"精濾"。對于這一目的TCA的使用，以及改進的TCA助濾劑的產(chǎn)生方法在國際申請?zhí)朠CT/AU01/00886(WO02/11856)中進4亍了描述，該文獻的內(nèi)容在此引入作為參考。"TS"是指溶液中所有鈉鹽之和，表示為碳酸鈉的當量濃度，單位為g/L。在整個說明書中使用的術(shù)語"石灰"是用來指氧化鈣(CaO或"生石灰，，)或氫氧化鈣(Ca(0H)2)的通用術(shù)語，它們或者呈消石灰漿料形式或呈Ca(0H)2的干燥形式(稱為"氫氧化鈣，，)。因此，當將石灰與消和溶液混合時就產(chǎn)生了"消石灰漿料"，所述消和溶液可以是任何水溶液，通常是水。"苛化，，是Bayer方法領(lǐng)域的技術(shù)人員通常用來描述此種方法的術(shù)語，通過該方法從Bayer液體中除去碳酸根并通過添加消石灰和沉淀不溶性碳酸鈣而用氫氧根取而代之。在整個說明書中使用的術(shù)語"苛化"更廣泛地是指其中從液體中除去雜質(zhì)陰離子并用氫氧根離子取而代之的任何方法。"層狀雙氫氧化物"(LDH)是由兩種或更多種不同化合價的金屬的氫氧化物的薄片構(gòu)成的一類化合物。金屬氫氧化物層是帶正電的，所以電中和要求電荷平衡陰離子或"客體"陰離子必須插入層之間。水也通常存在，其既與金屬氫氧化物層的氫氧根離子又與插入的客體陰離子氫鍵鍵合。由于它們的層狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)這些層的分離的能力，和層間區(qū)域的反應(yīng)性，所以LDH可以用于各種陰離子物質(zhì)(有機和無機陰離子物質(zhì))的受控添加或除去。這些化合物的一般通式可以表示為[Mz+3—XM3+X(OH)6]b+[An-b/n]mH20(3)其中，M是金屬，A是層間陰離子，(Kx《l并當z為2或l時，b分別為x或2x-l。在本發(fā)明范圍中，上述結(jié)構(gòu)中的一種金屬是鋁并且這種物質(zhì)在此稱為"帶有鋁的LDH，，，具有下面公式(4)的一般通式[Mz+3-xAl3+x(OH)6]b+DTb/n]mH20(4)其中M是非A1且化合價不是3的金屬陽離子，X是一價電荷平衡陰離子或客體陰離子。應(yīng)清楚地理解，X可以同樣是二價或多價的，僅僅只要電中和得到維持。最常用的天然LDH是稱為"水滑石"("HT")的Mg/Al物質(zhì)。通常，HT化合物將具有[Mg3Al(OH)6]2'X.nH20形式，其中X代表電荷平衡陰離子。許多天然或合成的LDH的結(jié)構(gòu)與HT非常相似，并且包含金屬的完全不同組合的LDH稱為"水滑石"是通常的，即使當Mg和Al不存在于該結(jié)構(gòu)中仍如此。術(shù)語"水鋁鈣石，，("HC")在整個說明書中用來指鋁基LDH，其中在上面公式(4)中的M是鈣。通常，HC化合物將具有[Ca2Al(OH)6]2X.^20形式，其中"X"代表電荷平衡陰離子。水鋁鈣石與水滑石的不同之處在于Ca和Al形成有序結(jié)構(gòu)，而水滑石中的Mg和Al通常隨機分布。本發(fā)明在于形成帶有鋁的LDH以從方便的可再使用的固體形式存在的第一液體中回收溶解的氧化鋁物質(zhì)。使用鋁基LDH作為栽體，可以將氧化鋁物質(zhì)從氧化鋁精煉廠中的第一場所移動到第二場所。本發(fā)明進一步基于實現(xiàn)以下過程對于在液體中形成的每一摩爾鋁基LDH，還從該液體除去了顯著更多摩爾數(shù)的水。LDH因此如同海綿那樣工作，它的作用相當于使所述液體蒸發(fā)并因此加以濃縮，這些化合物此前被忽視但可能有利的特征。有利地，帶有鋁的層狀雙氫氧化物的形成可以用作通過從像海綿的第一液體中除去水而將該第一液流濃縮的手段。通過用非鋁金屬的氫氧化物處理第一液體而從含在溶液中的鋁酸根離子和氫氧根離子的第一液體中除去氧化鋁物質(zhì)，以形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物和產(chǎn)生第一液體的經(jīng)處理料流。作為帶有鋁的層狀雙氫氧化物的形成的直接結(jié)果，第一液體的經(jīng)處理料流具有的鋁酸根離子的最終濃度小于鋁酸根離子的起始濃度。然后將該帶有鋁的層狀雙氫氧化物與第一液體的經(jīng)處理料流分離。然后將經(jīng)處理的第一液體(已從其中除去了固態(tài)帶有鋁的LDH)的經(jīng)澄清的料流送往氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所，優(yōu)選在溶出之前和沉淀之前。分離的帶有鋁的層狀雙氫氧化物可以儲存或銷售或有利地在氧化鋁精煉廠中經(jīng)歷進一步加工以使用儲存在其中的氧化鋁物質(zhì)。讓所分離的帶有鋁的層狀雙氫氧化物與含碳酸根離子的溶液接觸以形成含所述非鋁金屬的不溶性鹽的漿料和含從所述帶有鋁的層狀雙氫氧化物中釋放出的鋁酸根離子的第二液體。由于與含碳酸根離子的溶液接觸而分解的帶有鋁的LDH,該第二液體的鋁酸根離子濃度得到提高。然后可以將所述非鋁金屬的不溶性鹽與第二漿料分離以形成第二液體的經(jīng)澄清的料流?？梢詫⒎卿X金屬的分離的不溶性鹽進一步處理，例如使用煅燒處理，以重整用來形成帶有鋁的LDH的金屬氫氧化物。將通過以下實施例和試驗性試驗結(jié)果進一步描述和說明本發(fā)明各種方面的優(yōu)點。這些實施例和試驗性試驗結(jié)果是各種可能的執(zhí)行過程的說明并且無論如何不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說不言而喻的是，不存在一種形式的Bayer方法，每個氧化鋁精煉廠必須根據(jù)許多因素，最值得注意的是正在加工的鋁土礦的性質(zhì)，改變所使用的具體工藝條件。本發(fā)明因此不受以下實施例中描述的沉降槽、泥洗滌器、苛化器、固體-液體隔板的具體數(shù)目和類型的限制。雖然其它類型的鋁基LDH同樣可以用來實踐或試驗本發(fā)明的各種方面，為了方便和清楚起見，將以下描述限制到作為一種優(yōu)選的帶有鋁的LDH的水鋁鈣石(HC)。本發(fā)明同樣適用于其它帶有鋁的LDH如Li/Al或Mg/Al物質(zhì)并且同樣適用于從水鋁礦、勃姆石礦或一水硬鋁石型鋁土礦中回收氧化鋁物質(zhì)。實施例l:從溶出的進料回收氧化鋁在圖2的簡化工藝流程圖中對本發(fā)明的第一實施方案進行了說明。以一般方式將鋁土礦研磨和脫硅然后供給漿料槽12以在溶出之前制漿。使用傳統(tǒng)的Bayer方法，還將來自沉淀的廢液料流供給漿料槽12。在本發(fā)明的這個實施方案中，將在沉淀之后呈全部或部分廢液料流形式的第一液體轉(zhuǎn)移到反應(yīng)容器14。反應(yīng)容器14內(nèi)的攪拌條件不是決定性的，但是反應(yīng)容器14的內(nèi)容物應(yīng)該優(yōu)選是完全懸浮的。通過將生石灰和漿料溶液添加到消和器16中而在該消和器16中形成消石灰漿料。然后將該消石灰漿料添加到反應(yīng)容器14中，在那里，它與第一液體中的鋁酸根離子反應(yīng)以形成帶有鋁的LDH(在這一實施例中是水鋁鈣石)，和第一液體的經(jīng)處理料流，該料流的氧化鋁濃度小于供給反應(yīng)容器14的廢液中的鋁酸根離子的起始濃度。當水鋁鈣石在反應(yīng)容器14中形成時，鋁酸根離子從第一液體中除去并被俘獲在該水鋁4丐石結(jié)構(gòu)內(nèi)。不希望受到理論的束縛，應(yīng)該理解的是水鋁鈣石按照下面化學方程式(5)在反應(yīng)容器M中形成4Ca(0H)2+2A1(0H)「+2X.+nH20o[Ca2Al(OH)J2X2nH20+40H—(5)方程式(5)中的電荷平衡陰離子用一價陰離子X-來表示并且因此用正作為客體陰離子插入水鋁鈣石的LDH結(jié)構(gòu)的一價陰離子使方程式(5)平衡?？捎糜谌魏蜝ayer液體的一種可能的一價陰離子是氫氧根離子(OH-)。應(yīng)清楚地理解，X可以是存在于第一液體中的任何陰離子物質(zhì)，包括二價或更高價的陰離子，在這種情況下，方程式(5)將需要重寫以使電荷平衡。例如，如果電荷平衡陰離子是存在于大多數(shù)Bayer液體中的碳酸根離子，則帶有碳酸根的水鋁鈣石按照下面方程式(6)形成4Ca(OH)2+2A1(OH)「+C02—3+nHz0e[Ca2Al(OH)6]2C03'nH20+40『(6)按照方程式6的水鋁鈣石的形成由以下條件促進高石灰濃度、高鋁酸根離子濃度、高碳酸根離子濃度和低氫氧根濃度。水鋁鉤石形成將繼續(xù)直到氫氧化釣或鋁酸根離子幾乎完全消耗。為了維持電中和，陰離子必須插入該結(jié)構(gòu)內(nèi)。碳酸根，優(yōu)選的陰離子，將繼續(xù)吸收到該結(jié)構(gòu)中直到材料停止形成，或幾乎所有碳酸根已從溶液中除去。在低的碳酸根濃度下，其它的陰離子因此可以插入該結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而引起B(yǎng)ayer液體中其它雜質(zhì)鹽的苛化過程。后一方面是國際申請?zhí)朠CT/AU00/00208(W000/56660)的主題，該文獻的內(nèi)容在此引入作為參考。方便地，水鋁鈣石是固態(tài)物質(zhì)，然后可以通過將反應(yīng)容器14的產(chǎn)物導(dǎo)向固態(tài)/液體分離器18如壓濾器而將所述固態(tài)物質(zhì)與第一液體的經(jīng)處理料流分離?？梢允褂萌魏芜m合的固體/液體分離器18,包括重力沉降、旋流分離或離心分離進行所述固體/液體分離步驟，但是通過過濾獲得最佳性能。這一過濾完成起來簡單，因為存在于第一漿料中的水鋁鉤石固體的形態(tài)促進容易分離。第一液體的經(jīng)澄清的經(jīng)處理料流具有"C，，濃度的凈增加和"A"濃度的減少。第一液流的經(jīng)處理料流因此還具有降低的A/C比例，這使得它是比現(xiàn)有技術(shù)的廢液料流更理想的用于與供給漿料槽12的鋁土礦混合的液體。這是因為與具有更高"A"和更低"C，，的等同液體相比，降低的"A，，和提高的"C"的組合允許每單位體積液體從該鋁土礦中溶解出更大量的氧化鋁。在反應(yīng)容器14中形成水鋁鈣石的另一個有利的結(jié)果是從第一液體中除去水，除去的水量取決于當LDH結(jié)構(gòu)形成時插入該結(jié)構(gòu)中電荷平衡陰離子的類型。當X是碳酸根時，相對于從該液體中除去的兩摩爾鋁酸根離子，將至少五摩爾水引入水鋁鈣石結(jié)構(gòu)中，其中消耗了四摩爾氫氧化鈣.進入水鋁鈣石結(jié)構(gòu)的水的除去部分地使廢液料流脫水，這等同于附加的蒸發(fā)。這種節(jié)約是顯著的，因為在典型氧化鋁精煉廠中水鋁鈣石的形成可以使得每小時許多噸水繞過溶出階段，其中它將另外降低氧化鋁的溶解度并改為輸送到其中稀釋幫助沉淀的原液。在溶出之前水的除去具有還降低進入溶出器的液體體積的f1ow-on作用。因此改進了溶出性能并使在通往溶出器的路徑上待加熱的負荷得到降低。在溶出器中加熱所需要的蒸汽的量與所循環(huán)的液體的量成正比并且相對于每單位所循環(huán)的液體的氧化鋁的產(chǎn)率與苛性蘇打濃度成正比。在本發(fā)明的又一個實施方案中同樣可以將干熟石灰添加到反應(yīng)容器14中。應(yīng)該進一步指出的是，當將生石灰(Ca0)代替消石灰漿料直接添加到反應(yīng)容器14中時，沒有發(fā)現(xiàn)本發(fā)明方法的化學方面有本質(zhì)區(qū)別，因為形成氫氧化鈣的消和反應(yīng)優(yōu)先于上面方程式(5)或(6)表示的反應(yīng)。然而，當使用生石灰時反應(yīng)容器14中進行的反應(yīng)的效率可能比當使用消石灰漿料時差，顯然是因為形成的反應(yīng)產(chǎn)物傾向于抑制4丐向顆粒表面的擴散。這能導(dǎo)致一些石灰保持未反應(yīng)。隨著溫度升高，在低溫下相當穩(wěn)定的水鋁鈣石變得越來越不穩(wěn)定。對于最佳結(jié)果，應(yīng)該在低到中溫的條件下，通常^-120。C下進行水鋁釣石的形成。溫度的準確上限是氧化鋁、碳酸根和游離氫氧根濃度的函數(shù)，但是如果溫度維持在70。C-80。C之間，大多數(shù)液體會獲得最佳性能。如果選擇過高的溫度，或過高的游離苛性劑濃度，則存在由于不希望的TCA的形成阻止反應(yīng)的傾向，該TCA充當擴散屏障并從呈不容易再使用的形式的液體中掠奪氧化鋁物質(zhì)。TCA形成還傾向于阻止氫氧化鈣的完全反應(yīng)，從而產(chǎn)生具有未反應(yīng)石灰的核的顆粒，這使反應(yīng)的效率降低。碳酸根濃度是較不重要的，但是碳酸根濃度越低，方法中這一步驟可以操作的最高溫度越低。適合的液體將具有0-400g/L(優(yōu)選40-200g/L)的"S"濃度，和0-0.95(優(yōu)選大于O.2)的A/C比例。完成這一反應(yīng)需要的停留時間不是決定性的，通常為5-90分鐘。然而，如果使用正確的液體組成和溫度，更長的停留時間將沒有可覺察的消極影響。反應(yīng)容器14中的停留時間不是決定性的。通常發(fā)現(xiàn)反應(yīng)在小于五分鐘內(nèi)完成，但是高達2小時的停留時間幾乎沒有或沒有不利影響。優(yōu)選的停留時間為5-30分鐘。過度的停留時間可能導(dǎo)致TCA的不希望的形成，尤其是在高溫下更是如此，這導(dǎo)致效率降低。類似地，為了使TCA的形成危險最小化，這一反應(yīng)器中的溫度不應(yīng)該超過120。C,優(yōu)選應(yīng)該為20-IO(TC，更優(yōu)選70-80°C。當水鋁鈣石形成時從第一液體的經(jīng)處理料流中除去的氧化鋁物質(zhì)可以在精煉廠內(nèi)的另一個適合的場所返回，在那里將鋁酸根離子、氫氧根離子和水再次引入所述工藝是有利的。將使用固體/液體分離器18從第一液體的經(jīng)處理料流中分離的固體水鋁鈣石供給苛化器22,在那里，讓它與含碳酸根離子的溶液接觸。在苛化器22中，水鋁鈣石按照方程式(7)分解形成含在下面的不溶性化合物碳酸鈣和第二液體的漿料，所述第二液體含從水鋁鈣石中釋放的鋁酸根離子[Ca2Al(OH)6]2X2.nH20+4C032V>4CaC03+2A1(OH)4—+60H+線O+2X—(7)與含碳酸根離子的溶液締合的陽離子可以是任何適合的物質(zhì)，其中優(yōu)選作為鈉陽離子的鈉已經(jīng)用于Bayer方法中的其它地方并因此可以容易地處理。碳酸根離子的一種此類源物質(zhì)是本領(lǐng)域中稱為"天然堿，，的化合物，它是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物。含碳酸根離子的另一種適宜的溶液是第二液流，如來自圖2所示的泥洗滌回路24的任一溢出料流。在這個實施方案中，在苛化器22中使用待苛化的第二液流的一部分作為碳酸根離子的源物質(zhì)將使用固體/液體分離器18從第一液體的經(jīng)處理料流中分離的水鋁鈣石再漿料化。第二液流的溫度應(yīng)該在40-180。C之間，更優(yōu)選在100。C-140。C之間。該液體可以是任何"S"濃度在40-350g/L之間的加工料流。然而，"S"濃度為100-160g/L的更稀的液體將獲得最佳性能。在一個實施方案中，將第二液體加熱到接近常壓沸點，然后送往竒化器22,在那里在103。C下將它保持"分鐘-4小時，優(yōu)選2小時，在此期間發(fā)生方程式(7)描述的反應(yīng)。苛化器22內(nèi)的攪拌條件應(yīng)該加以控制使得所有固體是懸浮的，但是應(yīng)該避免過度攪拌以使不希望的TCA的形成最小化而不是使更合乎需要的碳酸鈣物質(zhì)最小化。優(yōu)選地，塞流反應(yīng)器用來做苛化器22，但是攪拌的反應(yīng)器容器是完全足夠的。在另一個實施方案中，將再漿料化的水鋁鉀石加熱到較高溫度，通常大約100。C-180。C，更優(yōu)選120。C-140。C，并需要1-40分鐘的停留時間?？梢酝ㄟ^添加富含碳酸鈉的料流或固體物質(zhì)使第二液流的碳酸根離子濃度得到增補。這可以按各種方式提供，如經(jīng)由鹽析蒸發(fā)器，作為天然堿(以增補輸入設(shè)備的現(xiàn)有的苛性劑)提供，或通過連接來自氧化有機除去方法如濕氧化或電解的出料提供。備選地，可以以苛性劑濃度為代價如下提高碳酸鈉濃度使用噴射或其它適合的氣體吸收系統(tǒng)使該液體與二氧化碳反應(yīng)。如果需要的話，如果添加碳酸鈉以充當碳酸根離子的源物質(zhì)，則可以在苛化器22中使用水同樣將水鋁鈣石再漿料化。值得注意的是，在Bayer液體中且在碳酸根存在下，水鋁鈣石按照兩個可能的反應(yīng)分解，其中形成碳酸鈣的與碳酸根的所希望的反應(yīng)，和其中TCA形成的不希望反應(yīng)。分解速度和形成的物質(zhì)取決于與HC物質(zhì)接觸的溶液的組成和該溶液的溫度。TCA形成是不希望的，因為這導(dǎo)致氧化鋁物質(zhì)以不溶性固體形式從方法中除去。另一方面，碳酸鈣形成不導(dǎo)致任何氧化鋁物質(zhì)損失并且具有可能經(jīng)由煅燒使石灰再生的進一步利益。如國際申請?zhí)朠CT/AU99/00757(WO00/18684)所揭示，該文獻的內(nèi)容在此引入作為參考，可以作為任選的特性添加適合的抑制劑以降低不希望的水鋁鈣石形成TCA的反應(yīng)。適合的抑制劑不會顯著影響水鋁鈣石與碳酸根反應(yīng)形成碳酸鈣。不希望受到理論的束縛，這據(jù)理解是因為水鋁鈣石與鋁酸根和氫氧根離子的反應(yīng)形成TCA是受擴散控制的，而HC與碳酸根的反應(yīng)(方程式(7))屬于化學控制。因此，在HC表面的活性部位吸附的化合物將抑制在這種部位處的活性物質(zhì)的擴散，從而阻止反應(yīng)。另一方面，雖然這吸附了的分子的存在也可能部分地抑制與碳酸根的反應(yīng)，但是效果將小得多。HC與碳酸根的反應(yīng)速度的這一微小降低可以適當?shù)赝ㄟ^提高已知幫助方程式(7)的任何因素來克服，其中提高溫度可能是最有效的且實現(xiàn)起來簡單。在本文中，幾乎任何類別的表面活性劑可以用作抑制劑，只要它使水鋁鈣石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。例如，可以使用糖如蔗糖和葡萄糖，和多糖如淀粉。然而，陰離子型有機表面活性劑是最有效的。這類化合物的非唯一性實例列表包括以下材料，它們的鹽和衍生物任何陰離子型均聚物或共聚物(例如聚丙烯酸和其與丙烯酰胺的共聚物，或帶有異羥肟酸酯官能團的聚合物)，異羥肟酸，腐殖酸和丹寧酸，磺化木質(zhì)素，脂肪酸，磺化羧酸，羧酸和多幾基羧酸。抑制劑的添加可以在帶有鋁的LDH正要到達的場所之前任一點進行。可以將所述抑制劑與供給反應(yīng)容器14的液體一起添加，與供給反應(yīng)容器14的石灰一起添加，或添加到消和器16中。當水鋁鈣石形成時將所述抑制劑注入反應(yīng)容器14中也是可能的，或?qū)⑺鲆种苿┨砑拥紹ayer精煉廠內(nèi)的其它場所也是可能的，只要所述材料的顯著比例加入到反應(yīng)容器14。具體抑制劑的劑量率是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠經(jīng)由實驗確定的因素。用TCA抑制劑劑量加料完全是任選的但是提供提高的性能。在水鋁釣石分解在苛化器22中形成不溶解碳酸鈣之后，將所得漿料泵送給固體/液體分離設(shè)備30如壓力潷析器、重力沉降槽、旋風分離器、離心機或優(yōu)選過濾器。使用固體/液體分離設(shè)備30從漿料中分離的碳酸釣固體可以廢棄或洗滌并鍛燒以重新產(chǎn)生生石灰。再生的生石灰可以用作消和器16的進料。用鋁酸根離子、水和氫氧根離子增強得自固體/液體分離器30的經(jīng)澄清的第二液體并送往沉降器32或液體精濾器34。這樣將氧化鋁物質(zhì)輸送到母液中，在該母液中，可以在沉淀過程中將它們回收。正在添加的水也通過提高過飽和幫助沉淀?？梢赃_到的最大C/S比受氫氧根濃度的影響大大超過受鋁酸根濃度影響，所以如果供給這一方法的液體具有高的A/C比例(即，低的游離苛性劑)則具有一定的益處。然而，如果鋁酸根濃度過高，方程式(7)的速率受到損害。優(yōu)選的A/C范圍為0.5-0.7。根據(jù)上面的描述，很明顯用于這一實施方案的本發(fā)明方法允許從供給溶出的液體中除去氧化鋁物質(zhì)并改為輸送給母液以幫助沉淀。水鋁鈣石正用作將鋁酸根離子從精煉廠中的第一場所輸送到第二場所方便栽體。此外，水鋁鈣石用作一種手段，用這種手段從一個場所的液體中相對于每摩爾以容易分離的固體物質(zhì)形式存在的水鋁鈣石除去數(shù)摩爾水并且將它回收到另一個場所的液體中。這種氧化鋁"來回移動"方法可以甚至在精煉廠中在較低的碳酸根負荷下操作將碳酸鈉礦石(例如天然堿或碳鈉石(Natrite))引入苛化器原料流中，形成精煉廠的苛性劑的替換或補充供應(yīng)。備選地，二氧化碳可用來如下降低目標料流的苛性(C/S):使用任何適合的氣體夾帶反應(yīng)器或噴射系統(tǒng)使該液體與氣體反應(yīng)。在重新制漿之前，碳酸根離子的源物質(zhì)的預(yù)處理實驗結(jié)果試驗l:從廢液中除去氧化鋁將來自氧化鋁精煉廠的廢液的樣品收集，過濾并將921.4g(680mL)的試樣稱量加入4個1000ml聚丙烯瓶子中的每一個中。將瓶子密封，放入恒溫控制的滾動瓶水浴中，并且一遍接一遍地滾動直到瓶子的內(nèi)容物在70。C的水浴溫度下平衡。如下制備消石灰漿料的試樣將62.2g熟石灰(85。/?？衫玫腃a(OH)2)稱量加入250mL聚丙烯并瓦子，添加210g熱去離子水，密封該瓶子并搖動以形成漿料。從水浴中一次取出一個廢液的樣品，打開并添加消石灰漿料。然后密封液體瓶子并送回到水浴并在"70。C下一遍接一遍地滾動90分鐘。然后取出瓶子，液體取樣用于分析并通過真空過濾收集固體。然后在過濾器上用室溫去離子水洗滌收集的固體，并脫水以荻得看起來干燥的壓實濾餅。將濾餅儲存在密封的塑料袋中用于后續(xù)的氧化鋁回收步驟。取出濾餅的試樣用于分析。對取樣進行XRD以確定存在的相。將所述看起來干燥的濾餅的另一部分在真空和110。C下干燥以確定殘留水分含量。進一步使用XRF分析干燥濾餅的元素組成。分析經(jīng)處理和未經(jīng)處理的廢液樣品的氧化鋁(A)、苛性劑(C)、蘇打(S)、總蘇打(TS)含量，還測定在25。C下的密度。試驗l的結(jié)果概括在下表l中，其中已經(jīng)在質(zhì)量平衡方面進行了校正以考慮分析除去的樣品。表l:液體分析<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>根據(jù)表l給出的結(jié)果，從溶液中除去了廢液的大約lr/。的氧化鋁含量并俘獲在水鋁鈣石固體中。除去的實際量受反應(yīng)物(在這種情況下，石灰)的可獲得性限制。消石灰固體的大約83.6y。的可獲得Ca(OH)2含量轉(zhuǎn)變成水鋁鈣石。XRD分析表明濾餅中固體的剩余部分主要是未反應(yīng)的羥鉤石，和痕量TCA(鋁酸三鈣)。存在可忽略的方解石。在這一實驗中使用水分散消石灰漿料中的熟石灰以確保定量分析的精確度。在實踐中，水的添加不是必要的，因此當在氧化鋁精煉廠中使用該方法時，由這一實驗程序所引起的液體的稀釋可以避免。這一實施例證實已經(jīng)從溶液中除去了氧化鋁和水并被俘獲在水鋁4丐石固體中，而同時提高了經(jīng)處理液體的苛性。試驗2:進入第l泥洗滌器溢流液的氧化鋁的回收將氧化鋁精煉廠第一洗滌器溢流液的樣品收集，過濾，并將l578.7g(1300mL)稱量加入卩升攪拌下的Monel高壓釜容器。將該液體加熱到10rC并在^0rpm下攪拌。將l.8mL濃葡萄糖酸鈉溶液添加到該溢流液中以獲得60mg/L的濃度。將根據(jù)上述試驗l制備的潮濕水鋁釣石濾餅的樣品66.4g稱量加入2S0mL聚丙烯瓶子中，然后制漿并與總共119.6g室溫去離子水一起沖到該高壓釜里。將該反應(yīng)器密封并允許反應(yīng)在103。C下在300rpm的攪拌下進行120分鐘。在取出液體試樣用于分析之后，收集反應(yīng)器的整個內(nèi)容物，并通過真空過濾收集固體。在過濾器上用室溫水洗滌濾餅，脫水直到看起來是干燥的，并儲存在塑料袋中用于稍后的分析。取出濾餅的取樣用于分析。對取樣進行XRD以確定存在的相。將所述看起來干燥的濾餅的另一部分在真空和110。C下干燥以確定殘留水分含量。進一步使用XRF分析千燥濾餅的元素組成。分析經(jīng)處理和未經(jīng)處理的第一洗滌器溢流液樣品的氧化鋁(A)、苛性劑(C)、蘇打(S)、總蘇打(TS)含量，還測定在25。C下的密度。試驗2的結(jié)果概括在下表2中，其中已經(jīng)在質(zhì)量平衡方面進行了校正以考慮分析除去的樣品。表2:液體分析<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>根據(jù)表2,根據(jù)上述試驗1形成的水鋁鉤石濾餅已經(jīng)與第一洗滌器溢流液中的碳酸根離子起反應(yīng)形成碳酸鉤，并且將水和氧化鋁釋放到溶液中。試驗2證實反應(yīng)能夠?qū)X酸根離子釋放到對于水鋁礦已經(jīng)高度過飽和的溶液中，并且氧化鋁可以因此在溶出之前從液體"來回移動"或轉(zhuǎn)移，并在另一種液體后溶出中回收?？梢赃@樣轉(zhuǎn)移的氧化鋁的量通過存在于第二液體(在這一實施例中，第一洗滌器溢流液)中的碳酸根的量和這種液體可以達到的最大苛性(C/S)控制。固體的XRD分析表明產(chǎn)物幾乎只是方解石，具有痕量的殘余水鋁4丐石和TCA，沒有羥鈣石。不存在羥鈣石表明在水鋁鈣石形成的第一個步驟中未能反應(yīng)的任何石灰有用地在這一步驟中耗盡。在這一實驗中使用水分散熟石灰以確保定量分析的精確度。在實踐中，這種水不是必要的，因此由它所引起的液體的稀釋可以避免。實施例2-泥洗滌回路現(xiàn)參照圖3描述本發(fā)明的第二個實施方案，其中同樣的設(shè)備用同樣的參考編號表示。在逆流泥洗滌回路24中，來自第一泥洗滌器40的洗滌器溢流的氧化鋁濃度相當高，通常多達從澄清階段中的沉降槽32溢出的母液的大約一半。使用逆流傾析，將泥渣從第一洗滌器40泵送到第二洗滌器42，依此類推，直到第n洗滌器44,同時將新鮮水或池水首先導(dǎo)入泥洗滌回路24中的最后一個(第n個)洗滌器々4并溢出到第n-l個洗滌器46,依此類推直到第一泥洗滌器40。在傳統(tǒng)的Bayer方法中，氧化鋁物質(zhì)由于沉淀在泥洗滌回路中損失，以及在隨泥到泥渣處理區(qū)的液體中以可溶形式損失。在泥洗滌回路的所有階段中的洗滌器溢流液，如大多數(shù)液體那樣，相對于水鋁礦是過飽和的。隨著洗滌的每個連續(xù)階段，洗滌溢流液變得逐漸地冷卻并且更稀釋，導(dǎo)致氧化鋁由于沉淀到泥顆粒上而損失。在該第二實施方案中，使用如上實施例1所述的相同方法在反應(yīng)容器14中形成水鋁4丐石，唯一差別是這一實施方案中供給反應(yīng)容器的第一液體是來自第n-l洗滌器46的洗滌器溢流。應(yīng)該理解的是，來自其它泥洗滌器中任一個的洗滌器溢流液同樣可以使用，然而，當從第2至第n-l個洗滌器中任一個或每個中取得洗滌器溢流液時，經(jīng)由水鋁鉤石回收氧化鋁物質(zhì)是最有效的，并且當?shù)谝灰后w是來自泥洗滌回路中第一或最后洗滌器的溢流時，是最不利的。使用來自第一洗滌器40的溢流是無意義的，因為來自第一洗滌器40的溢流液在任何情況下供給沉降槽32。到最后(第n)洗滌器的溢流液的氧化鋁濃度通常與池水相似并且因此太低而不具實際利益。此外，在這一階段除去氧化鋁對阻止泥洗滌回路上游水鋁礦的沉淀幾乎沒有作用。以上面實施例l描述的方式使用固體/液體分離器18除去反應(yīng)容器14中形成的水鋁4丐石，且使第一液體的澄清的經(jīng)處理料流(其中已經(jīng)除去了氧化鋁物質(zhì))返回到下一個串聯(lián)的洗滌器，在這一實施例中，在它將通常已經(jīng)返回的點處返回到第n-2個洗滌器48。由于HC的形成和除去，從泥洗滌回路24回收氧化鋁物質(zhì)，所述氧化鋁物質(zhì)可能已經(jīng)由于沉淀而損失或與隨泥一起的液體以可溶形式廢棄。水的除去也幫助降低過飽和。將來自固體/液體分離器18的分離的水鋁鈣石固體送往苛化器22，其中通過以上面實施例l所述的方式讓該水鋁鈣石與含碳酸根離子的溶液接觸以使該水鋁鈣石分解和形成碳酸鈣而從該水鋁鈣石中回收氧化鋁物質(zhì)。在這個實施方案中，將來自苛化器32的漿料送往固體/液體分離器30。讓使用固體/液體分離器30從漿料中除去的固體返回到泥洗滌回路24并讓來自該固體/液體分離器30的經(jīng)澄清的處理過的第二液體返回到沉降器32或精濾器34。應(yīng)清楚地理解，雖然在圖3中僅正在處理一個洗滌器溢出料流以回收氧化鋁，但是本發(fā)明同樣適用于各自在一個或相應(yīng)的多個反應(yīng)容器14中被處理的多個洗滌器溢出料流的處理。還應(yīng)清楚地理解，上面實施例l和2中描述的方法同樣可以獨立地使用或彼此結(jié)合地使用。實驗結(jié)果試驗3:從第2泥洗滌器溢流液中除去氧化鋁收集氧化鋁精煉廠的第2泥洗滌器的溢流液樣品，過濾并將786.3g(680mL)試樣稱量加入4個1000mL聚丙烯瓶子中的每一個中。將瓶子密封，放入恒溫控制的滾動瓶水浴中，并且一遍接一遍地滾動直到瓶子的內(nèi)容物在8(TC的水浴溫度下平衡。如下制備消石灰漿料的試樣將62.^熟石灰(85。/?？衫玫腃a(OH)2)稱量加入25GmL聚丙烯瓶子，添加212.5g熱去離子水，密封該瓶子并搖動以形成消石灰漿料。從水浴中一次取出一個洗滌器溢流液的樣品，打開并添加消石灰漿料。然后密封液體瓶子并送回到水浴中并在80。C下一遍接一遍地滾動60分鐘。然后取出瓶子，取得液體試樣用于分析并通過真空過濾收集固體。然后在過濾器上用室溫去離子水洗滌收集的固體，并脫水以獲得看起來干燥的壓實濾餅。將濾餅儲存在密封的塑料袋中，用于后續(xù)的氧化鋁回收步驟。取出濾餅的試樣用于分析。對取樣進行XRD以確定存在的相。將所述看起來干燥的濾餅的另一部分在真空和110。C下千燥以確定殘留水分含量。進一步使用XRF分析干燥濾餅的元素組成。分析經(jīng)處理和未經(jīng)處理的笫2洗滌器溢流液樣品的氧化鋁(A)、苛性劑(C)、蘇打(S)、總蘇打(TS)含量，還測定在25。C下的密度。試驗3的結(jié)果概括在下表3中，其中已經(jīng)在質(zhì)量平衡方面進行了校正以考慮分析除去的樣品。表3:液體分析<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>根據(jù)表3，從溶液中除去了液體的大約33。/。的氧化鋁含量并俘獲在水鋁4丐石固體中。除去的實際量受反應(yīng)物(在這種情況下，石灰)的可用性限制。消石灰固體的大約83.5。/。的可獲得Ca(0H)2含量轉(zhuǎn)變成水鋁《丐石，XRD分析表明固體的剩余部分是未反應(yīng)的羥鈣石。存在可忽略的方解石或TCA(鋁酸三鈣)。在這一實驗中使用水分散熟石灰以確保定量分析的精確度。在實踐中，這種水不是必要的，因此由它所引起的液體的稀釋可以避免。從上述實施例可以看出，氧化鋁和水都已從溶液中除去并俘獲在水鋁4丐石固體中。試驗4:進入第l泥洗滌器溢流液的氧化鋁的回收將氧化鋁精煉廠的笫l泥洗滌器的溢流液的樣品收集，過濾，并將1600g稱量加入2升攪拌的Monel高壓釜容器。將該液體加熱到103。C并在300rpm下攪拌。將l.8mL濃葡萄糖酸鈉溶液添加到該液體中以獲得60mg/L的濃度。將在前一個步驟中制備的潮濕水鋁鈣石濾餅的樣品(66.5g)稱量加入250mL聚丙烯瓶子中，然后制漿并與總共115g室溫去離子水一起沖到該高壓釜里。將該反應(yīng)器密封并允許反應(yīng)在103。C下在300rpm的攪拌下進行120分鐘。在取出液體試樣用于分析之后，收集反應(yīng)器的整個內(nèi)容物，并通過真空過濾收集固體。在過濾器上用室溫水洗滌濾餅，脫水直到看起來是干燥的，并儲存在塑料袋中用于稍后的分析。取出濾餅的試樣用于分析。對取樣進行XRD以確定存在的相。將所述看起來干燥的濾餅的另一部分在真空和no。c下干燥以確定殘留水分含量。進一步使用XRF分析干燥濾餅的元素組成。分析經(jīng)處理和未經(jīng)處理的第l泥洗滌器溢流液樣品的氧化鋁(A)、苛性劑(C)、蘇打(S)、總蘇打(TS)含量，還測定在25。C下的密度。試驗4的結(jié)果在下表4中給出，其中已經(jīng)在質(zhì)量平衡方面進行了校正以考慮因分析而除去的樣品。表4:液體分析<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>在這一實施例中，在來自前一個步驟的第2洗滌器溢流中形成的水鋁4丐石濾餅已經(jīng)與第l洗滌器溢流中的碳酸根離子起反應(yīng)形成碳酸鈣，并且將水和氧化鋁釋放到溶液中。這一實驗證實反應(yīng)能夠?qū)X酸根離子釋放到已經(jīng)相對于水鋁礦是過飽和的溶液中?？梢赃@樣轉(zhuǎn)移的氧化鋁的量通過存在于目標液體(第一洗滌器溢流)中的碳酸根的量和這種液體可以達到的最大苛性(c/s)控制。試驗5:通過添加碳酸鈉提高第l泥洗滌器溢流液的氧化鋁回收容量將來自氧化鋁精煉廠的第l泥洗滌器的溢流液的樣品收集，過濾，并將1629g稱量加入2升攪拌的Monel高壓釜容器。將無水碳酸鈉(42.3g)添加到該液體中并允許溶解同時在S00rpm和80。C下攪拌該混合物。取得該溶液的樣品用于分析并將剩余部分加熱到103。C。將1.8mL濃葡萄糖酸鈉溶液添加到該液體中以獲得60mg/L的濃度。將根據(jù)上述試驗3制備的潮濕水鋁鉤石濾餅的242.2g樣品稱量加入500mL聚丙烯瓶子中，然后制漿并與總共2Wg室溫去離子水一起沖到該高壓釜里。將該反應(yīng)器密封并允許反應(yīng)在103。C下在300rpm的攪拌下進行120分鐘。在取出液體試樣用于分析之后，收集反應(yīng)器的整個內(nèi)容物，并通過真空過濾收集固體。在過濾器上用室溫水洗滌濾餅，脫水直到看起來是干燥的，并儲存在塑料袋中用于稍后的分析。取出濾餅的試樣用于分析。對取樣進行XRD以確定存在的相。將所述看起來干燥的濾餅的另一部分在真空和110。C下干燥以確定殘留水分含量。進一步使用XRF分析干燥濾餅的元素組成。分析試驗5的經(jīng)處理和未經(jīng)處理的第1洗滌器溢流液樣品的氧化鋁(A)、苛性劑(C)、蘇打(S)、總蘇打(TS)含量，還測定在25。C下的密度。試驗5的結(jié)果概括在下表5中，其中已經(jīng)在質(zhì)量平衡方面進行了校正以考慮分析除去的樣品。表5:液體分析<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>根據(jù)表5，在來自試驗3的第2洗滌器溢流中形成的水鋁釣石濾餅已經(jīng)與第1洗滌器溢流中的碳酸根離子起反應(yīng)形成碳酸鉤，并且將水和氧化鋁釋放到溶液中。通過用碳酸鈉強化第l洗滌器溢流液，可以回收到該液體的氧化鋁的量相對于前一個實施例顯著地提高(11.6g對3.lg)。類似地，將氧化鋁回收到液體如第l洗滌器溢流的容量可以通過用二氧化碳處理該液體以降低初始苛性來提高。雖然已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的數(shù)個實施方案，但是對化學工程領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下可以作出許多改變和修改。例如，雖然上述電荷平衡陰離子通常是碳酸根或氫氧根離子，它們可以同樣是硫酸根、草酸根或任何其它的陰離子物質(zhì)，這些物質(zhì)由于第一液體的具體條件而插入鋁基LDH結(jié)構(gòu)。如果，例如，電荷平衡陰離子是硫酸根，它將分解以在溶液中產(chǎn)生不溶性碳酸鉤、鋁酸鈉、苛性劑(NaOH)和硫酸鈉。本發(fā)明同樣適用于從將以別的方式導(dǎo)致不可回收的氧化鋁損失或降低氧化鋁溶解效率的任何液流中回收氧化鋁物質(zhì)。所有這些修改和改變認為是在本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明的性質(zhì)應(yīng)由上述描述和所附權(quán)利要求書確定。應(yīng)清楚地理解，雖然在此涉及了許多現(xiàn)有技術(shù)出版物，這種參考并不是承認在澳大利亞或在任何其它國家中這些文獻形成本領(lǐng)域中的公知常識的一部分。在發(fā)明陳述和隨后的本發(fā)明的說明中，除了由于表達語言或必要的含意而使語境另有需要的地方，詞語"包括"或"包含，，以包括在內(nèi)的意義來使用，即是說明在本發(fā)明的各種實施方案中所述特征的存在，而不是排除其它特征的存在或增加。權(quán)利要求1.從具有溶解狀態(tài)的鋁酸根離子和氫氧根離子的起始濃度的第一液體中回收氧化鋁物質(zhì)的方法，所述方法包括以下步驟a)用非鋁金屬的氫氧化物處理該第一液體以形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物并產(chǎn)生第一液體的經(jīng)處理料流，該第一液體的經(jīng)處理料流的鋁酸根離子的最終濃度小于鋁酸根離子的起始濃度；b)將步驟a)的帶有鋁的層狀雙氫氧化物與第一液體的經(jīng)處理料流分離；和c)其后，使第一液體的經(jīng)處理料流返回到在氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所。2.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一液體是得自泥洗滌階段的廢液或溢出料流。3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所在沉淀之后且在溶出之前。4.權(quán)利要求3的方法，其中氧化鋁精煉廠中的第一場所是泥洗滌階段。5.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，還包括以下步驟讓步驟b)的經(jīng)分離的帶有鋁的層狀雙氬氧化物與含碳酸根離子的溶液接觸以形成含所述非鋁金屬的不溶性鹽的漿料和含從所述帶有鋁的層狀雙氫氧化物中釋放出的鋁酸根離子的第二液體。6.權(quán)利要求5的方法，還包括以下步驟將所述非鋁金屬的不溶性鹽與所述漿料分離以形成第二液體的經(jīng)澄清料流。7.權(quán)利要求6的方法，還包括以下步驟將所述非鋁金屬的經(jīng)分離的不溶性鹽加以處理以將步驟a)中使用的金屬氫氧化物的水溶液再生。8.權(quán)利要求6或7的方法，還包括以下步驟將笫二液體的經(jīng)澄清料流返回到氧化鋁精煉廠中的第二場所。9.權(quán)利要求8的方法，其中所述氧化鋁精煉廠中的第二場所是在溶出之后且在沉淀之前的澄清。10.權(quán)利要求5-9中任一項的方法，其中所述含碳酸根離子的溶液是得自泥洗滌階段的池水、廢液或溢出料流。11.權(quán)利要求10的方法，其中所述含碳酸根離子的溶液包含碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或兩種。12.權(quán)利要求5-ll中任一項的方法，還包括以下步驟通過添加富碳酸鈉的料流或固體物質(zhì)將該含碳酸根離子的溶液的碳酸根濃度提高。13.權(quán)利要求5-ll中任一項的方法，還包括以下步驟通過添加二氧化碳使該含碳酸根離子的溶液的碳酸根濃度提高。14.權(quán)利要求13的方法，其中使用噴射或氣體吸收系統(tǒng)進行添加二氧化碳的步驟。15.上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述非鋁金屬是鉤，所述帶有鋁的層狀雙氫氧化物是水鋁鈣石。16.權(quán)利要求15的方法，其中用于步驟a)的氫氧化鈣是通過在消和溶液中消和生石灰而形成的。17.權(quán)利要求15的方法，其中用于步驟a)的氫氧化鈣是按干燥形式或作為氫氧化鈣添加的或是在將生石灰添加到第一液體中后就地形成的。18.上述權(quán)利要求中任一項的方法，還包括以下步驟在步驟(a)之前或期間添加表面活性劑以抑制水鋁鈣石物質(zhì)形成鋁酸三鈣的不合需要的反應(yīng)。19.權(quán)利要求1-14中任一項的方法，其中所述非鋁金屬是鎂，所迷帶有鋁的層狀雙氫氧化物是水滑石。20.帶有鋁的層狀雙氫氧化物作為栽體將氧化鋁物質(zhì)從氧化鋁精煉廠中的第一場所輸送到該氧化鋁精煉廠中第二場所的用途。21.根據(jù)權(quán)利要求20的帶有鋁的層狀雙氫氧化物的用途，其中所述氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所在沉淀之后和在溶出之前。22.根據(jù)權(quán)利要求21的帶有鋁的層狀雙氫氧化物的用途，其中氧化鋁精煉廠中的第一場所是泥洗滌階段。23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的帶有鋁的層狀雙氫氧化物的用途，其中　所述氧化鋁精煉廠中的第二場所是在溶出之后且在沉淀之前的澄清。24.帶有鋁的層狀雙氫氧化物作為濃縮第一液體的手段的用途。25.根據(jù)權(quán)利要求24的帶有鋁的層狀雙氬氧化物的用途，其中所述第一液體是得自泥洗滌階段的廢液或溢出料流。26.基本上參照圖2或3在此描述的和如圖2或3所示的方法。全文摘要描述了從第一液體回收氧化鋁物質(zhì)的方法，所述第一液體具有起始濃度的處于溶解狀態(tài)下的鋁酸根離子和氫氧根離子。用非鋁金屬的氫氧化物處理該第一液體以形成帶有鋁的層狀雙氫氧化物并產(chǎn)生第一液體的經(jīng)處理料流，第一液體的經(jīng)處理料流的鋁酸根離子的最終濃度小于鋁酸根離子的起始濃度。將該帶有鋁的層狀雙氫氧化物與第一液體的經(jīng)處理料流分離。其后，使第一液體的所述經(jīng)澄清的處理料流返回到在氧化鋁精煉廠內(nèi)的第一場所。讓分離的帶有鋁的層狀雙氫氧化物與含碳酸根離子的溶液接觸以形成含所述非鋁金屬的不溶性鹽的漿料和含從所述帶有鋁的層狀雙氫氧化物中釋放出的鋁酸根離子的第二液體。文檔編號C01F7/04GK101151212SQ200680010268公開日2008年3月26日申請日期2006年2月10日優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日發(fā)明者S·P·羅森堡申請人:必拓鋁業(yè)澳大利亞股份有限公司