專利名稱：含一水合氧化鋁的鋁土礦堿處理所得鋁酸鈉溶液中除鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中除鐵的方法，該溶液是從含一水合氧化鋁的鋁土礦中經(jīng)過(guò)拜耳法堿分解得到的。
在專業(yè)文獻(xiàn)中多方面描述的拜耳結(jié)構(gòu)成了用來(lái)制造氧化鋁的主要生產(chǎn)技術(shù)，該氧化鋁可用強(qiáng)熱電解法使之轉(zhuǎn)化成金屬鋁，或者以水合物的形態(tài)，如過(guò)渡態(tài)氧化鋁、焦化氧化鋁、燒結(jié)或熔融氧化鋁，供許多涉及氧化鋁的技術(shù)領(lǐng)域使用。
按照該方法，鋁土礦在加熱情況下用一種合適濃度的氫氧化鈉水溶液即“處理液”進(jìn)行處理，從而使氧化鋁溶解而得到一種鋁酸鈉過(guò)飽和溶液。
在分離出含有未受影響的礦渣(紅泥)這一固相以后，把三水合氧化鋁晶種加到鋁酸鈉過(guò)飽和溶液中，促使氧化鋁以其三水合物的形態(tài)沉淀出來(lái)。此時(shí)，含氧化鋁很少的鋁酸鈉溶液，叫做“分解液”，經(jīng)濃縮或必要時(shí)重新補(bǔ)充氫氧化鈉制成新的處理液之后在處理液工序中再循環(huán)。
為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的是，處理?xiàng)l件必須隨氧化鋁的水合度、晶體結(jié)構(gòu)以及鋁土礦中雜質(zhì)的品種及含量的變化而變化。這就是為什么含有呈一水合物狀態(tài)氧化鋁的鋁土礦(勃姆石、水鋁石)的處理溫度高于200℃，通常在220℃到300℃之間，溶性氧化鋁的提取率超過(guò)95％。使用一種含通常在130到180克Na2O/升之間高濃度氫氧化鈉的處理液，使溶性氧化鋁迅速溶解在少量處理液中。這意味著過(guò)飽和溶液的高生產(chǎn)率，也就是說(shuō)，用晶種沉淀并冷卻后的生產(chǎn)能力為至少80千克氧化鋁/米3過(guò)飽和溶液。通常，生產(chǎn)率的度量標(biāo)準(zhǔn)是C×△Rp，式中C是氫氧化鈉濃度，以Na2O克/升為單位；△Rp是分解開(kāi)始的Rp與分解結(jié)束的Rp之比的變化量。前者優(yōu)選是1＜Rp＜1.25，后者優(yōu)選是0.5＜Rp＜0.7。Rp＝以克/升表示的可溶性Al2O3濃度/Na2O(克/升)。
因此，那些比較苛刻的條件使某些雜質(zhì)成為可溶，尤其是以氧化狀態(tài)存在于鋁土礦中的鐵諸如赤鐵礦、針鐵礦甚至磁鐵礦和鈦鐵礦。這種鐵沿著未解釋的途徑通過(guò)形成溶性絡(luò)合物諸如高鐵酸鹽離子Fe(OH)4-成為部分可溶，但也可呈膠體狀態(tài)沉淀成極細(xì)的氫氧化物粒子(0.1-3微米)，該粒子不能被過(guò)濾法阻擋住，從而污染了過(guò)飽和鋁酸鈉溶液以及在溶液分解時(shí)沉淀出的三水合氧化鋁。
在已知的從拜耳液除鐵的方法中，解決鋁土礦中鐵污染氧化鋁問(wèn)題的好辦法不多，當(dāng)要求呈三水合氧化鋁狀態(tài)氧化鋁中的鐵含量低于0.01％時(shí)，尤為如此。這對(duì)現(xiàn)代大多數(shù)氧化鋁的應(yīng)用尤其是工業(yè)純氧化鋁來(lái)說(shuō)認(rèn)為是最高的允許含量。在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的實(shí)踐方面，這意味著超飽和鋁酸鈉溶液的鐵含量應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0毫克Fe/升。
第一類方法是在更加特定的分解反應(yīng)以前，采用過(guò)飽和溶液的過(guò)濾法，但這類方法對(duì)工業(yè)實(shí)施來(lái)說(shuō)幾乎是做不到的，諸如據(jù)美國(guó)專利3792542及美國(guó)專利3728432所說(shuō)的在砂床或鋁土床上過(guò)濾，或者據(jù)美國(guó)專利4446177所說(shuō)的在特制的紙濾器上過(guò)濾。
工業(yè)上較易實(shí)施的其它方法是使用一類促使膠體鐵及硅膠凝結(jié)的添加劑，然后傾析及濾出紅泥。在這類添加劑中有合成絮凝劑諸如高分子量的陰離子聚電解質(zhì)(通常是聚丙烯酸酯)，優(yōu)選在傾析工序開(kāi)始時(shí)添加(美國(guó)專利3390959、美國(guó)專利3681012或美國(guó)專利3975396)。
人們不能不同樣談及礦物添加劑諸如石灰。此物常常用作一種在鋁土堿處理以前的添加劑，以使鋁土中原來(lái)與雜質(zhì)諸如二氧化硅及鐵、鈦或釩的氧化物化合的少量鈉和氧化鋁的鹽和不溶性復(fù)合氧化物成為可溶。
石灰也可在鋁土高溫堿處理并降至常壓冷卻到約100℃獲得的懸浮液傾析以前加入。這樣做是為了加快傾析紅泥并促使某些雜質(zhì)諸如鐵分離。這就是美國(guó)專利3796789建議的使鋁酸鈉溶液，尤其是來(lái)自鋁土第一次堿處理的碳酸鈉與不溶性礦渣的燒結(jié)混合物浸濾所得的鋁酸鈉溶液(燒結(jié)法)的鐵含量降低到低于10毫克/升。但是，此文獻(xiàn)并沒(méi)有指出石灰在直接來(lái)自鋁土堿處理溶液中的“除鐵”性能，這仍是有待解決的主要問(wèn)題。
在對(duì)上述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)期間，申請(qǐng)人認(rèn)識(shí)到，使用上述不同添加劑的方法常常使來(lái)自鋁土堿處理過(guò)飽常和溶液的鐵含量明顯降低，但上述方法無(wú)論如何不能保證使來(lái)自任何產(chǎn)地的鋁土礦的鐵含量均被降低到低于10毫克Fe/升。
但是，如果對(duì)呈膠狀氫氧化物或多少可溶的亞穩(wěn)絡(luò)合物形態(tài)存在的雜質(zhì)諸如鐵，啟用至少一種特定和附加的除去工序時(shí)，就能獲得上述結(jié)果。因此，美國(guó)專利3607140和歐洲專利0231715(相同于美國(guó)專利4732742)在分解以前在很少量晶種存在下實(shí)行了過(guò)飽和溶液的預(yù)分解，此時(shí)各雜質(zhì)，尤其是鐵，就與一部分三水合氧化鋁共同沉淀，該氧化鋁就作為一種雜質(zhì)陷阱而犧牲。上述方法雖然有效，卻由于過(guò)飽和溶液生產(chǎn)率稍降和由于分解過(guò)程時(shí)間花費(fèi)增多而使生產(chǎn)成本升高。
對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有改變生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)條件，尤其是堿處理液生產(chǎn)率和溶性氧化鋁提取率的情況下，獲得一種在分解以前過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中除鐵達(dá)到低于10毫克Fe/升的含量的方法仍應(yīng)是一件優(yōu)先考慮的事。
本發(fā)明以下列觀察結(jié)果為根據(jù)，在鋁土高溫處理結(jié)束時(shí)，準(zhǔn)確地說(shuō)在逐漸使反應(yīng)器降壓而使懸浮液冷卻開(kāi)始時(shí)注入石灰，比任何別種添加方式，特別是比降到常壓以后，冷卻懸浮液的處理以前或以后添加石灰，對(duì)降低過(guò)飽和溶液中的鐵含量更為有效得多。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種從過(guò)飽和的鋁酸鈉溶液中除鐵的方法，該溶液來(lái)自拜耳法一水合物鋁土礦的堿處理過(guò)程。本發(fā)明方法順序包括下列各工序在等分量的分解液存在下研磨及必要時(shí)的脫硅；然后在高于200℃，通常在240-270℃之間的溫度下用分解液的剩余部分堿處理該磨碎及必要時(shí)脫硅的鋁土，使水合氧化鋁成為可溶，在堿處理結(jié)束時(shí)過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中形成不溶性礦渣即紅泥的懸浮液，在冷卻及稀釋以后從預(yù)定要分解的過(guò)飽和溶液中傾析分離出紅泥或不溶性礦渣，該分解反應(yīng)將于過(guò)濾以后在晶種存在下進(jìn)行。上述本發(fā)明除鐵方法的特征在于，在堿處理結(jié)束時(shí)，當(dāng)使反應(yīng)器降壓而懸浮液得到冷卻期間，在高于140℃的溫度下把少量含鈣混合物注入該懸浮液里。
注入含鈣混合物期間的懸浮液溫度優(yōu)選應(yīng)在170至220℃之間。
關(guān)于含鈣混合物，除石灰外還應(yīng)包括鈣鹽諸如碳酸鈣或硫酸鈣以及堿性鋁酸鹽溶液中的石灰消化產(chǎn)物諸如六水合鋁酸三鈣Al2O3·3CaO·6H2O。此以CaO重量表示的少量鈣基混合物占被處理的干鋁土重量的0.5-3％(重量)，優(yōu)選在1-2％(重量)之間。
為了加快鐵的溶解度降低及其沉淀速度，用少部分本工序開(kāi)始時(shí)再循環(huán)的傾析紅泥來(lái)處理上述磨碎及必要時(shí)脫硅的鋁土。干紅泥與干鋁土的重量比至少是5％，優(yōu)選在10-18％之間，這樣便確定了這一少部分傾析紅泥的數(shù)量。
為了提高溶性氧化鋁的提取率，在堿處理以前，優(yōu)選在研磨工序時(shí)把少量石灰加到鋁土里，此少量氧化鈣占干鋁土重量的1％或2％。
意想不到的是，當(dāng)用“加鈣”(通常用石灰)法處理一水合物鋁土?xí)r，得到種種結(jié)果，特別是涉及鐵溶解度降低及其沉淀。
因此，當(dāng)在堿處理以前，優(yōu)選在濕磨期間，甚至在脫硅期間，把石灰加到由磨碎的礦石及鋁酸鈉處理液形成的懸浮液里時(shí)，可以觀察到溶性氧化鋁提取率的明顯提高。上述處理液的Rp在0.5到0.7之間，氫氧化鈉濃度在130到200克Na2O/升之間。這一提高顯然可用針鐵礦在石灰存在下向赤鐵礦轉(zhuǎn)變的反應(yīng)得到活化來(lái)解釋，在轉(zhuǎn)變的同時(shí)針鐵礦結(jié)晶排列中所含的氧化鋁游離出來(lái)。CaO的用量通常占干鋁土重量的3-6％，但隨一水合物鋁土中雜質(zhì)的種類及礦物結(jié)構(gòu)而變。還值得注意的是過(guò)量的石灰導(dǎo)致提取率降低。這是由于石灰與鋁酸鈉起反應(yīng)，沉淀出不溶性的鋁酸三鈣。
因此，按照下表1，可以看出用非洲的一水合物鋁土礦(Boke)提取率提高4-5％，在此場(chǎng)合分解前傾析及過(guò)濾的過(guò)飽和鋁酸鈉溶液的鐵含量沒(méi)有明顯的降低。
考慮到含鐵粒子的阻塞臨界值約為3微米，人們保持15-25毫克Fe/升的濃度，此值對(duì)制造優(yōu)質(zhì)氧化鋁顯得太高。
表1試驗(yàn)號(hào)CaO/鋁土 CaO/鋁土CaO/鋁土 鐵mg/l ％提取率重量％ 重量％ 重量％ 過(guò)飽和溶性Al2O3堿處理前 堿處理后傾析前 溶液1 0 0 015-25 91-932 3 0 015-25 95-963 5 0 015-20 96-974 8 0 015-20 94-955 2 1 0 8-10 96-976 1 2 0 7-995-967 0 3 0 8-10 92-948 0 0 313-18 91-939 1 0 215-20 92-94102 0 115-20 95-96加入溫度180℃接觸時(shí)間(180℃)30分鐘另一方面可以看出，少量添加占干鋁土重量大約1-2％(重量)的CaO能使溶液中溶性鐵含量或處于膠態(tài)的鐵含量降低到低于10毫克/升，添加時(shí)刻是在堿處理結(jié)束時(shí)，當(dāng)反應(yīng)器解除加壓從而使懸浮液的溫度達(dá)140℃到240℃之間，優(yōu)選在170℃到220℃之間。人們必須注意到，在此期間，如果堿處理開(kāi)始時(shí)所加的石灰量只是1-2％，提取率就不降低，此數(shù)限定了石灰的總消耗量最高達(dá)到相當(dāng)于提取率的3-4％，而且更好地除鐵，達(dá)到約10毫克/升。這些結(jié)果在工業(yè)上是非常令人感興趣的，因?yàn)檫@使得石灰的作用成為雙重的即在堿處理本身以前加入石灰以調(diào)節(jié)堿處理的提取率，與此同時(shí)在解除加壓期間添加石灰還調(diào)節(jié)殘余的鐵含量。
在試驗(yàn)期間，申請(qǐng)人能夠看出，優(yōu)選在170-220℃之間添加石灰能夠得到最好的結(jié)果。事實(shí)上，高于220℃時(shí)看不出除鐵效果的改善，高于240℃時(shí)甚至沒(méi)有降解；而低于170℃，尤其低于140℃時(shí)，降解卻是十分迅速的。在約100℃添加石灰的試驗(yàn)表明，在其被移送到傾析器以前，懸浮液處于大氣壓力下，幾乎沒(méi)有除鐵。
為了使分解前溶液的鐵含量恒定地達(dá)到低于10毫克/升，必須在解除加壓下和在170-220℃之間的溫度下加入1-2％CaO(見(jiàn)表1)并使石灰或含鈣混合物與懸浮液在此溫度下保持足夠長(zhǎng)的接觸持續(xù)時(shí)間，也就是說(shuō)至少15分鐘，優(yōu)選是20-40分鐘。
在工業(yè)上這一操作要求反應(yīng)器中壓力調(diào)節(jié)器在堿處理結(jié)束時(shí)的調(diào)節(jié)工作適當(dāng)延長(zhǎng)并更加仔細(xì)，從而導(dǎo)致堿處理作業(yè)線花費(fèi)的總時(shí)間增多。
為此，一個(gè)主要目標(biāo)就是減少在流程中所花費(fèi)的時(shí)間。
第一系列試驗(yàn)為的是使石灰基混合物的活性達(dá)到盡可能高的程度，也就是說(shuō)，選擇其性能，尤其是它的細(xì)度以及注入調(diào)節(jié)器溶液里的懸浮液中石灰基粒子的分散程度的最佳條件。
-研究了三種可能的石灰源*過(guò)篩的粗生石灰＜2毫米*過(guò)篩的細(xì)生石灰＜200微米*碳酸鈣＜2毫米(按CaO當(dāng)量計(jì)算的重量)-與之結(jié)合的四種載液*熱堿處理液(60-70℃)*室溫堿處理液*加熱到60℃的回流紅泥洗水*室溫回流紅泥洗水結(jié)果是，按約100克CaO/升加入的不同種石灰的性能是類似的，生石灰以及碳酸鈣的粒度不太重要，只要懸浮液中的粒度因攪拌互磨而得到足夠的改善，也就是說(shuō)在此情況下懸浮液中不到30％(重量)的粒子小于20微米。
為了把在工業(yè)上實(shí)施本方法所必要的轉(zhuǎn)變反應(yīng)減至最低程度，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)選定將篩分到不過(guò)2毫米的粗石灰在60-70℃下加到堿處理液里進(jìn)行消化。
另一方面，由于花費(fèi)在反應(yīng)器里的時(shí)間沒(méi)有明顯減少，進(jìn)行第二系列試驗(yàn)為的是加入晶種來(lái)活化鐵的沉淀，該試驗(yàn)是通過(guò)將在解除加壓時(shí)加入石灰與在堿處理開(kāi)始時(shí)把少部分傾析紅泥與磨碎及脫硅的鋁土一起循環(huán)結(jié)合在一起而完成的。
在上述各試驗(yàn)期間，申請(qǐng)人能夠看出，把部分傾析紅泥再循環(huán)促使后面溶液和紅泥分開(kāi)，尤其在傾析時(shí)，未能使依然高于10毫克/升的過(guò)濾溶液的鐵含量明顯下降。
另一方面，如下面表2所示，在按照本發(fā)明解除加壓結(jié)合紅泥的部分再循環(huán)在過(guò)程中，一經(jīng)加入石灰立即看出鐵含量的極為明顯的降低。另外，殘余鐵含量的這一降低附帶有含鈣化合物在反應(yīng)器中所花費(fèi)時(shí)間的明顯減少，從平均30分鐘減少到5或6分鐘。
表2試驗(yàn)號(hào)CaO/鋁土重量％ CaO在反應(yīng)％再循環(huán)紅 Fe含量過(guò)飽堿處理之末 器消耗的 泥/鋁土重量 和溶液解除加壓時(shí)間(分鐘)％11 0 10 13-1812 0 15 12-1513 0 20 12-1514 130 08-1015 14 0 12-1516 110 59-1117 16 108-1018 16 157-919 13 207-9*CaO在180℃下加入因此，在解除加壓期間紅泥的晶種作用結(jié)合添加石灰能活化鐵的沉淀并使在反應(yīng)器中所花費(fèi)的時(shí)間減少到10分鐘甚至3分鐘，紅泥的循環(huán)比為5-20％，循環(huán)比高于20％時(shí)，鐵的沉淀動(dòng)力學(xué)已不再增高而鋁土處理能力的降低卻成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要因素。
以類似于以前的方式，例如在研磨時(shí)仍然保持在堿處理以前加入石灰所得的提取率，與此同時(shí)，在解除加壓條件下加入石灰結(jié)合堿處理相中紅泥的部分再循環(huán)，如下面表3中所示。
表3試驗(yàn)號(hào) CaO/鋁土 CaO/鋁土 ％再循環(huán) 鐵mg/l過(guò) ％提取率(續(xù)前) 重量％堿 重量％ 紅泥/重量 飽和溶液 Al2O3處理完畢 ％鋁土堿 溶液處理解除加壓20 2 00 15-25 96-9721 2 10 12-15 96-9722 2 15 10-12 96-9723 1 1 10 8-10 95-9624 2 1.5 10 7-9 96-97251.51.5 12 7-9 96-9726 1 1 18 7-9 95-9627 2 0.5 20 9-11 96-97*在解除加壓時(shí)石灰加入溫度200℃在反應(yīng)器中所花費(fèi)的時(shí)間6分鐘實(shí)施例參照

圖1借助對(duì)優(yōu)選的工業(yè)實(shí)施條件的詳細(xì)說(shuō)明將會(huì)更好地理解本發(fā)明。圖1表示鋁土一水合物的各個(gè)處理工序。
按照?qǐng)D1，使一水合物鋁土礦(勃姆石，水鋁石)進(jìn)入與鋁酸鈉分解液11(Rp＝0.57-0.65，NaOH濃度150-160克Na2O/升)的等分量14接觸，并與1600-1800千克待處理礦砂/米3堿處理液接觸。同時(shí)，向濕磨A以后的混合物添加占干鋁土重量1-2％的篩分到2毫米的生石灰以形成稠懸浮液2，必要時(shí)，借助加熱對(duì)該懸浮液進(jìn)行脫硅處理以使含在鋁土中活性氧化硅以硅鋁酸鈉的形式成為可溶。上述脫硅處理溫度在90℃-105℃之間，處理時(shí)間通常在5-10小時(shí)之間。使來(lái)自脫硅工序的懸浮液3進(jìn)入與堿處理液13(Rp＝0.57-0.65，NaOH濃度195-215克Na2O/升)的等分量13a接觸，以及與傾析紅泥(干紅泥優(yōu)選在干燥階段占干鋁土重量的10-18％)的一部分19a接觸。所得混合物在反應(yīng)器中在240-270℃加熱至少30分鐘，優(yōu)選是1-2小時(shí)。加熱的時(shí)刻是在逐漸降低反應(yīng)器內(nèi)壓力而使混合物開(kāi)始冷卻之前。當(dāng)溫度在220-170℃之間，例如用高壓容量泵把石灰水22注入調(diào)節(jié)器中。該石灰水的濃度優(yōu)選是80-120克CaO/升，占初始干鋁土重量的1-2％。
應(yīng)該注意，此石灰水的制法是把含鈣材料23b，優(yōu)選是生石灰或碳酸鈣，懸浮在堿處理液13的等分量13b中并持續(xù)一段足夠長(zhǎng)的攪拌時(shí)間(2-20小時(shí))使懸浮粒子得到有效的研磨，也就是說(shuō)不到30％(重量)的粒子＞20微米。
注入調(diào)節(jié)器的石灰水22與保持在170-220℃溫度下的懸浮液混合約6分鐘，然后把所得的懸浮液4冷卻到105℃并進(jìn)入大氣壓力下。用來(lái)自紅泥的回流洗水F(含不到100克Na2O/升)的堿液20來(lái)稀釋(D)懸浮液4，以使其氫氧化鈉濃度降低，達(dá)到更適合于下面傾析E，及分解H兩工序得到良好結(jié)果的范圍。
于是，來(lái)自稀釋工序D的懸浮液5(溫度90℃-105℃，Rp＝1.135-1.25，NaOH濃度150-160克Na2O/升)進(jìn)入傾析(E)，用已知方法分離出紅泥，其少部分19a再循環(huán)到堿處理工序C，剩余部分在用三水合氧化鋁產(chǎn)品16的洗水17和凈水18順序回流洗滌以后送到廢水21。
來(lái)自傾析工序的溶液6(Rp＝1.13-1.23)進(jìn)行安全過(guò)濾G，以便除去仍在懸浮液中的紅泥細(xì)粒。用按現(xiàn)有技術(shù)再循環(huán)的三水合物晶種10把透明的過(guò)飽和鋁酸鈉溶液的濾液分解7分鐘(H)。用過(guò)濾(J)分離出分解液的懸浮液8中的三水合氧化鋁，其大部分(約90％重量)再循環(huán)用于加入晶種10，剩余部分9(約10％重量)經(jīng)水15洗滌(k)以后經(jīng)過(guò)萃取成為產(chǎn)品16。用于鋁土的濕磨及必要時(shí)脫硅的等分量14被除去以后，分解的鋁酸鈉濾液11的剩余部分12(Rp＝0.57-0.65，NaOH濃度為150-160克Na2O/升)經(jīng)蒸發(fā)(M)濃縮后構(gòu)成磨碎及必要時(shí)脫硅的鋁土的堿處理液13，其性能業(yè)已闡明。
生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)按照本發(fā)明，在安全過(guò)濾工序G以后得到一種過(guò)飽和鋁酸鈉溶液7，其鐵含量恒定地低于10毫克/升，通常在7到9毫克/升之間，與待處理的一水合物鋁土產(chǎn)地?zé)o關(guān)。用晶種10從溶液7分解H沉淀出來(lái)經(jīng)洗滌K后產(chǎn)品三水合氧化鋁16相應(yīng)的鐵含量在30-80ppm Fe/Al2O3之間，因此恒定地低于0.01％這一最高極限值。
由于分解前溶液7(NaOH濃度約為150克Na2O/升)的Rp范圍在1.13-1.23之間，分解及過(guò)濾后濾液11(NaOH濃度約為150克Na2O/升)的Rp范圍在0.57-0.65之間，堿處理液的生產(chǎn)率保持高于80千克Al2O3/米3。
同樣情況發(fā)生在溶性氧化鋁的提取率上，該提取率保持在95-97％之間，這相當(dāng)于在堿處理以前一次性較大量地添加石灰獲得的提取率(占干鋁土重量3-7％的CaO，而本發(fā)明的分兩次添加后，其總量不超過(guò)3％)，一次添加無(wú)論如何不解決除鐵問(wèn)題。
本申請(qǐng)是從1994年12月22日提交的法國(guó)專利申請(qǐng)94 17527為基礎(chǔ)的，編列于此以供參考。
權(quán)利要求
1.一種從拜耳法一水合物鋁土礦堿處理所得過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中除鐵的方法，該除鐵法順序包括下列各工序在等分量分解液存在下的研磨工序及必要時(shí)的脫硅工序，然后在高于200℃(通常為240-270℃)的溫度下用分解液的剩余部分對(duì)上述經(jīng)磨碎及必要時(shí)脫硅的鋁土進(jìn)行堿處理，使水合氧化鋁成為可溶并在堿處理工序結(jié)束時(shí)形成一種不溶性殘?jiān)醇t泥在過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中的懸浮液，該懸浮液經(jīng)冷卻及稀釋工序后在傾析工序從過(guò)飽和溶液分離出紅泥即不溶性礦渣，該過(guò)飽和溶液預(yù)定經(jīng)過(guò)濾后在晶種存在下的分解工序中分解，該除鐵法的特征在于，在堿處理結(jié)束時(shí)，當(dāng)借助降低反應(yīng)器里的壓力以冷卻懸浮液期間，在高于140℃的溫度下向該懸浮液注入少量含鈣的混合物。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，含鈣化合物的注入溫度在170℃到220℃之間。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，含鈣化合物是石灰。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，含鈣化合物是一種鈣鹽諸如碳酸鈣或硫酸鈣。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，含鈣化合物的制法是，在一種堿性鋁酸鹽溶液諸如六水合鋁酸三鈣中使石灰消化。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，注入該懸浮液的少量含鈣化合物以CaO重量計(jì)占干鋁土重量的0.5％到3％之間，優(yōu)選在1％到2％之間。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在開(kāi)始時(shí)刻再循環(huán)的少部分傾析紅泥存在下對(duì)鋁土進(jìn)行堿處理。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，開(kāi)始時(shí)刻再循環(huán)的少部分傾析紅泥按干紅泥與干鋁土的重量比計(jì)量至少是5％，優(yōu)選在10％到18％之間。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，少量石灰是在堿處理以前并且優(yōu)選在研磨工序期間向鋁土中注入的。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，堿處理以前向鋁土中注入的少量石灰以CaO重量計(jì)占干鋁土重量的1％到2％之間。
11.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在170℃到220℃之間的溫度下，含鈣化合物在懸浮液中所花費(fèi)的時(shí)間至少是15分鐘，優(yōu)選是20分鐘到40分鐘。
12.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，石灰基化合物是以石灰水的形式注入的，其中含80克-120克CaO/升，其中至少30％(重量)粒子的粒度大于20微米。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，石灰水的制法是在60℃到70℃之間的處理液中使篩分到2毫米的粗石灰消化。
14.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，含鈣化合物在懸浮液中所花費(fèi)的時(shí)間不超過(guò)10分鐘，通常是3分鐘到6分鐘。
15.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，鋁酸鈉分解液的Rp在0.57到0.65之間，氫氧化鈉濃度在150克到160克Na2O/升之間。
16.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，鋁酸鈉分解液在蒸發(fā)濃縮以后堿處理液的Rp在0.57到0.65之間，氫氧化鈉濃度在195克到215克Na2O/升之間。
17.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，過(guò)濾以后及分解以前的過(guò)飽和鋁酸鈉溶液的Rp在1.13到1.23之間，氫氧化鈉濃度在150克到160克Na2O/升之間。
全文摘要
從拜耳法一水合物鋁土礦堿處理所得過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中除鐵的方法，包括在等分量分解液存在下的研磨及必要時(shí)的脫硅，在高于200℃(通常為240-270℃)的溫度下用分解液的剩余部分對(duì)經(jīng)過(guò)磨碎及必要時(shí)脫硅的鋁土進(jìn)行堿處理，使水合氧化鋁成為可溶并在堿處理工序結(jié)束時(shí)形成不溶性礦渣即紅泥在過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中的懸浮液。該懸浮液經(jīng)冷卻及稀釋工序后在傾析工序從過(guò)飽和溶液分離出紅泥即不溶性礦渣，該過(guò)飽和溶液經(jīng)過(guò)濾后將在晶種存在下的分解工序中分解。上述除鈦法的特征在于，在堿處理結(jié)束時(shí)，當(dāng)借助降低反應(yīng)器里的壓力以冷卻懸浮液期間，在高于140℃的溫度下向該懸浮液注入少量含鈣的混合物。
文檔編號(hào)C01F7/00GK1141620SQ9519172
公開(kāi)日1997年1月29日 申請(qǐng)日期1995年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月22日
發(fā)明者J·迪韋利, J·M·拉默雷特 申請(qǐng)人:皮奇尼鋁公司