專利名稱：一種鋁酸鈉溶液分解的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的涉及一種鋁酸鈉溶液分解的方法。
背景技術(shù)：
鋁酸鈉溶液分解是氧化鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，也是耗時(shí)最長的工序，它 直接影響到堿的循環(huán)效率、蒸發(fā)水量等工藝能耗指標(biāo)，對產(chǎn)品的理化性能指標(biāo) 也有極大影響。鋁酸鈉溶液種分過程是一個(gè)極為復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程包 括(l)Al(OH)3晶體的長大；(2)Al(OH)3晶種的附聚；(3)次生晶核的生成；(4)Al(OH)3 晶粒的破裂與磨損四個(gè)過程，它們往往同時(shí)發(fā)生，只是在不同的分解階段發(fā)生 的程度不同而己。近年來研究人員從鋁酸鈉溶液分解機(jī)理入手在多個(gè)方面研究 了強(qiáng)化分解過程的方法。
楊重愚在《氧化鋁工藝學(xué)》中指出分解原液的濃度和苛性比值涉及到分解
原液的過飽和度，是影響分解速度、Al(OH)3產(chǎn)出率和產(chǎn)成品粒度和強(qiáng)度的最主 要因素，當(dāng)原液濃度一定時(shí)，降低原液ak是強(qiáng)化種分過程最有效的途徑。
分解溫度也是影響種分分解率的一個(gè)關(guān)鍵因素，趙清杰等在《提高拜耳法
種分分解率的研究》(《輕金屬》2000年第7期)介紹了采用二次降溫分解制度 提高種分分解率的方法，即采取初溫65'C、分解12小時(shí)后采用適宜的降溫設(shè)備 中間急降溫到55t:，再進(jìn)行48小時(shí)自然降溫分解，既提高了分解率又可使產(chǎn)品 氫氧化鋁有較高的強(qiáng)度。
還有人從制備活性晶種、加入添加劑、保持較高的種子添加量等方面提高 種分分解率。這些方法除小部分應(yīng)用于氧化鋁生產(chǎn)外，大部分處于實(shí)驗(yàn)室研究 階段，在技術(shù)、設(shè)備投資及經(jīng)濟(jì)合理性上還存在許多問題，離工業(yè)應(yīng)用距離還 較遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種設(shè)備投資小、 節(jié)能環(huán)保、工藝簡單、實(shí)用性強(qiáng)，能有效提高種分分解率和改善氫氧化鋁產(chǎn)品 粒度分布的鋁酸鈉溶液分解的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于在鋁酸鈉溶液的分解時(shí)，采用超 聲波輻照對鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理。
本發(fā)明的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的對鋁酸鈉溶液進(jìn)
行采用超聲波輻照處理的超聲波頻率為15000~35000Hz。
本發(fā)明的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的對鋁酸鈉溶液進(jìn) 行采用超聲波輻照處理過程，是將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4小時(shí)后進(jìn)行分解的。
本發(fā)明的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的對鋁酸鈉溶液進(jìn) 行采用超聲波輻照處理過程，是在鋁酸鈉溶液分解的同時(shí)開始輻照處理的，輻 照處理每2小時(shí)輻照0.5小時(shí)，其輻照處理4-10次。
本發(fā)明的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的對鋁酸鈉溶液進(jìn) 行采用超聲波輻照處理過程，是首先將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4小時(shí)后開始分 解，且在進(jìn)行分解的同時(shí)開始后每2小時(shí)輻0.5小時(shí)，其輻照處理4-10次。
一種鋁酸鈉溶液分解的方法，有三種(l)只在種分分解過程中使用超聲波 輻照；(2)種分分解前用超聲波對分解原液進(jìn)行輻照預(yù)處理，分解過程中不用超 聲波；(3)將前兩種工藝條件結(jié)合，超聲波既預(yù)處理分解原液，也在分解過程中 使用，其分解的其它工藝條件采用常規(guī)的工藝條件，在鋁酸鈉溶液的分解時(shí)， 采用超聲波輻照對鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理，在液體中引起空腔的形成、振蕩、生 長、收縮及到崩潰等一系列變化，并可產(chǎn)生熱機(jī)制、機(jī)械機(jī)制、空化機(jī)制等效 應(yīng)，加快鋁酸鈉溶液中的溶質(zhì)分子傳質(zhì)過程，降低分子之間的作用力，減少鋁 酸鈉溶液的粘度，有利于鋁酸鈉溶液分解過程的加速進(jìn)行；并促進(jìn)氫氧化鋁晶 粒長大，使氫氧化鋁產(chǎn)品粒度增大、強(qiáng)度提高，從而提高氫氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量。
采用超聲波輻照這種物理方法加速氫氧化鋁種分分解過程。采用超聲波對 氫氧化鋁種分分解原液進(jìn)行預(yù)處理，使過飽和溶液的穩(wěn)定性下降，從過飽和溶 液中析出新的晶核的誘導(dǎo)期縮短。有利于附聚的發(fā)生，空化泡崩潰時(shí)產(chǎn)生的微 射流破壞了雙液層，有利于晶核的生成和晶體的長大。
本發(fā)明的涉及一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于在鋁酸鈉溶液的分 解時(shí)，采用超聲波輻照對鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理。本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有化學(xué)方 法相比，不改變氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)有的工藝條件，設(shè)備投資小，節(jié)能環(huán)保。將超聲 波技術(shù)引入拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝流程，工藝簡單，實(shí)用性強(qiáng)，對提高種分分 解率和氫氧化鋁產(chǎn)品粒度的效果顯著。有效強(qiáng)化了鋁酸鈉溶液晶種分解，縮短 分解時(shí)間，提高分解率和改善了產(chǎn)品粒度分布效果顯著。
具體實(shí)施例方式
一種鋁酸鈉溶液分解的方法，在鋁酸鈉溶液的分解時(shí)，采用超聲波輻照對
鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理；其超聲波輻照處理的超聲波頻率為15000~35000Hz。所 述的對鋁酸鈉溶液進(jìn)行采用超聲波輻照處理過程，是將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4 小時(shí)后進(jìn)行分解的；或是在鋁酸鈉溶液分解的同時(shí)開始輻照處理的，輻照處理 每2小時(shí)輻0.5小時(shí)，其輻照處理4-10次；或是首先將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4 小時(shí)后開始分解，且在進(jìn)行分解的同時(shí)開始后每2小時(shí)輻0.5小時(shí)，其輻照處理 4-10次。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步進(jìn)行說明。
一種鋁酸鈉溶液分解的方法
實(shí)施例1
試驗(yàn)裝置用兩臺(tái)相同的帶自動(dòng)控溫系統(tǒng)容積為IO升的臺(tái)式分解槽，1#號(hào)槽 帶有25000Hz的超聲波輻照裝置，2#號(hào)槽不用超聲波輻照作為空白對比試驗(yàn)。 從氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)場種分槽上取回分解原液，從氧化鋁廠碳分過濾機(jī)上取回碳分 氫氧化鋁做晶種，分析原液成份和碳分氫氧化鋁含水率，兩臺(tái)分解槽分別加入 分解原液體積為8升，晶種按種子比2.0添加，分解初溫為58。C，分解終溫為 46°C，降溫制度模擬工業(yè)生產(chǎn)。
在1#、 2#號(hào)槽中加入分解原液8升，其成份為NT: 156.95g/l， AO: 144.57g/l， NK: 136.0 g/l， Si02: 0.53 g/l， a K: 1.548，加入晶種進(jìn)行分解，試驗(yàn)時(shí)攪拌速 度為150r/min，分解時(shí)間40小時(shí)，在1#號(hào)槽分解過程中前16小時(shí)用25000Hz 超聲波間斷地進(jìn)行輻照，40小時(shí)后1#號(hào)槽分解率11為56.18%， 2#號(hào)槽為分解率 n為55.12%， 1#號(hào)槽分解率11提高1.06%;1#號(hào)槽產(chǎn)出的氫氧化鋁粒徑小于4511 m的為7.54%, 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于45 u m的為18.27%。
實(shí)施例2
試驗(yàn)裝置用兩臺(tái)相同的帶自動(dòng)控溫系統(tǒng)容積為IO升的臺(tái)式分解槽，1#號(hào)槽 帶有35000Hz的超聲波輻照裝置，2#號(hào)槽不用超聲波輻照作為空白對比試驗(yàn)。 從氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)場種分槽上取回分解原液，從氧化鋁廠碳分過濾機(jī)上取回碳分 氫氧化鋁做晶種，分析原液成份和碳分氫氧化鋁含水率，兩臺(tái)分解槽分別加入 分解原液體積為8升，晶種按種子比2.0添加，分解初溫為60。C，分解終溫為
43°C，降溫制度模擬工業(yè)生產(chǎn)。
在1#、 2#號(hào)槽中加入分解原液8升，其成份為NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549，加入晶種進(jìn)行分解，試驗(yàn)時(shí)攪拌速 度為150r/min，分解時(shí)間55小時(shí)，在1#號(hào)槽分解的同時(shí)開始用35000Hz的超聲 波輻照處理，每2小時(shí)輻照0.5小時(shí)，其輻照處理4次。分解55小時(shí)后1#號(hào)槽 分解率n為58.20%， 2#號(hào)槽為分解率il為55.50%， 1#號(hào)槽分解率n提高2.70%;1# 號(hào)槽產(chǎn)出的氫氧化鋁粒徑小于45um的為6.82%, 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小 于45um的為18.93%。
實(shí)施例3
試驗(yàn)裝置用兩臺(tái)相同的帶自動(dòng)控溫系統(tǒng)容積為IO升的臺(tái)式分解槽，1#號(hào)槽 帶有15000Hz的超聲波輻照裝置，2#號(hào)槽不用超聲波輻照作為空白對比試驗(yàn)。 從氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)場種分槽上取回分解原液，從氧化鋁廠碳分過濾機(jī)上取回碳分 氫氧化鋁做晶種，分析原液成份和碳分氫氧化鋁含水率，兩臺(tái)分解槽分別加入 分解原液體積為8升，晶種按種子比2.0添加，分解初溫為60。C，分解終溫為 43°C，降溫制度模擬工業(yè)生產(chǎn)。
在1#、 2#號(hào)槽中加入分解原液8升，其成份為NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549，加入晶種進(jìn)行分解，試驗(yàn)時(shí)攪拌速 度為150r/min，分解時(shí)間55小時(shí)，在1#號(hào)槽分解的同時(shí)開始用15000Hz的超聲 波輻照處理，每2小時(shí)輻照0.5小時(shí)，其輻照處理10次。分解55小時(shí)后1#號(hào)槽 分解率il為57.38%， 2#號(hào)槽為分解率n為55.43%， 1#號(hào)槽分解率n提高1.95%;1# 號(hào)槽產(chǎn)出的氫氧化鋁粒徑小于45um的為7.63%， 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小 于45um的為19.02%。
實(shí)施例4
分解裝置在能自動(dòng)控溫的兩臺(tái)鋼彈水浴中進(jìn)行，分解原液成份為NT:
162.60g/l， AO: 152.62g/l， NK: 136.0 g/l， a K: 1.548， f號(hào)樣在加晶種前，先 用25000Hz超聲波輻照120分種，然后裝入鋼彈中，加入晶種上好鋼彈，在水 浴中進(jìn)行分解試驗(yàn)，鋼彈容積為150ml，每個(gè)鋼彈中裝入分解原液80ml，分解 過程中均不使用超聲波輻照，分解初溫58-C，終溫46i:，分解時(shí)間48小時(shí)，， 48小時(shí)后超聲波預(yù)處理的1#號(hào)樣分解率n為55.48%，未預(yù)處理的2#號(hào)樣分解率 r]為53.88 °/。， 1#號(hào)槽分解率ri提高1.60%;
實(shí)施例5
分解裝置在能自動(dòng)控溫的兩臺(tái)鋼彈水浴中進(jìn)行，分解原液成份為NT:
165.8g/l， AO: 160.3g/l， NK: 150.2 g/l， a K: 1.541， f號(hào)樣在加晶種前，先用 35000Hz超聲波輻照3小時(shí)，然后裝入鋼彈中，加入晶種上好鋼彈，在水浴中進(jìn) 行分解試驗(yàn)，鋼彈容積為150ml，每個(gè)鋼彈中裝入分解原液80ml，分解過程中 均不使用超聲波輻照，分解初溫6(TC，終溫45-C，分解時(shí)間55小時(shí)，55小時(shí) 后超聲波預(yù)處理的l"號(hào)樣分解率n為56.23%,未預(yù)處理的2#號(hào)樣分解率11為 54.10%, 1#號(hào)槽分解率11提高2.13%; 實(shí)施例6
分解裝置在能自動(dòng)控溫的兩臺(tái)鋼彈水浴中進(jìn)行，分解原液成份為NT: 165.8g/l， AO: 160.3g/l， NK: 150.2 g/l， a K: 1.541， 1#號(hào)樣在加晶種前，先用 15000Hz超聲波輻照4小時(shí)，然后裝入鋼彈中，加入晶種上好鋼彈，在水浴中進(jìn) 行分解試驗(yàn)，鋼彈容積為150ml，每個(gè)鋼彈中裝入分解原液80ml，分解過程中 均不使用超聲波輻照，分解初溫60'C，終溫45'C，分解時(shí)間55小時(shí)，55小時(shí) 后超聲波預(yù)處理的"號(hào)樣分解率il為55.75%,未預(yù)處理的2#號(hào)樣分解率11為 54.23 %， 1#號(hào)槽分解率il提高1.52%;
實(shí)施例7
在1#、 2#號(hào)槽中分別加入分解原液8升，其成份為NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549， 1#號(hào)槽用25000Hz超聲 波輻照4小時(shí)，然后加入晶種進(jìn)行分解，分解過程中前16小時(shí)用25000Hz超聲 波間斷地輻照1#號(hào)槽，試驗(yàn)時(shí)攪拌速度為150r/min，分解時(shí)間48小時(shí)。48小 時(shí)分解結(jié)束后1#號(hào)槽分解率n為56.41%， 2#號(hào)槽為54.12%， f號(hào)槽分解率ri提 高2.29%; 1#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于45 um的為17.50%， 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧 化鋁粒徑小于45 u m的為28.80%
實(shí)施例8
在1#、 2#號(hào)槽中分別加入分解原液8升，其成份為NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549， 1#號(hào)槽用35000Hz超聲 波輻照2小時(shí)，然后加入晶種進(jìn)行分解，在1#號(hào)槽分解的同時(shí)開始用35000Hz 的超聲波輻照處理，每2小時(shí)輻照0.5小時(shí)，其輻照處理4次。試驗(yàn)時(shí)攪拌速度 為150r/min，分解時(shí)間55小時(shí)。55小時(shí)分解結(jié)束后1#號(hào)槽分解率n為57.23%，2#號(hào)槽為54.20 %， l"號(hào)槽分解率ri提高3.03%; f號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于 45 u m的為16.80%, 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于45 u m的為28.30% 實(shí)施例9
在1#、 2#號(hào)槽中分別加入分解原液8升，其成份為NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549, 1#號(hào)槽用15000Hz超聲 波輻照4小時(shí)，然后加入晶種進(jìn)行分解，在1#號(hào)槽分解的同時(shí)開始用15000Hz 的超聲波輻照處理，每2小時(shí)輻照0.5小時(shí)，其輻照處理10次。試驗(yàn)時(shí)攪拌速 度為150r/min，分解時(shí)間55小時(shí)。55小時(shí)分解結(jié)束后1#號(hào)槽分解率n為55.90%， 2#號(hào)槽為54.05%， 1#號(hào)槽分解率11提高1.85%; 1#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于45 U m的為18.05%， 2#號(hào)槽產(chǎn)出氫氧化鋁粒徑小于45 u m的為29.20% 。
權(quán)利要求
1.一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于在鋁酸鈉溶液的分解時(shí)，采用超聲波輻照對鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的 對鋁酸鈉溶液進(jìn)行采用超聲波輻照處理的超聲波頻率為15000~35000Hz。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的 對鋁酸鈉溶液進(jìn)行采用超聲波輻照處理過程，是將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4小時(shí) 后進(jìn)行分解的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的 對鋁酸鈉溶液進(jìn)行采用超聲波輻照處理過程，是在鋁酸鈉溶液分解的同時(shí)開始 輻照處理的，輻照處理每2小時(shí)輻0.5小時(shí)，其輻照處理4-10次。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于所述的 對鋁酸鈉溶液進(jìn)行采用超聲波輻照處理過程，是首先將鋁酸鈉溶液輻照處理2-4 小時(shí)后開始分解，且在進(jìn)行分解的同時(shí)開始后每2小時(shí)輻0.5小時(shí)，其輻照處理 4-10次。
全文摘要
本發(fā)明的涉及一種鋁酸鈉溶液分解的方法，其特征在于在鋁酸鈉溶液的分解時(shí)，采用超聲波輻照對鋁酸鈉溶液進(jìn)行處理。本發(fā)明的方法，與現(xiàn)有化學(xué)方法相比，不改變氧化鋁生產(chǎn)現(xiàn)有的工藝條件，設(shè)備投資小，節(jié)能環(huán)保。將超聲波技術(shù)引入拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝流程，工藝簡單，實(shí)用性強(qiáng)，對提高種分分解率和氫氧化鋁產(chǎn)品粒度的效果顯著。有效強(qiáng)化了鋁酸鈉溶液晶種分解，縮短分解時(shí)間，提高分解率和改善了產(chǎn)品粒度分布，效果顯著。
文檔編號(hào)C01F7/04GK101186323SQ20071017964
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者何靜華, 偉 劉, 劉保正, 張育新, 海勝利, 穎 胡 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司