[其他]表面活性剂在拜耳法的氢氧化铝沉淀过程中的应用

说明书

本发明是关于用拜耳法处理绿液，铝就是由此沉淀出的。

在用于精选铝土矿的拜耳法中，从苛性液（这里指的是拜耳法溶液）中沉淀出溶解的氢氧化铝是经济回收铝的关键步骤。拜耳法操作者使它们的沉淀法最佳化，以便从拜耳法得到尽可能高的产率，同时设法达到一定的结晶颗粒大小分布。在大多数情况下，希望获得相当大的结晶颗粒，因为这对后续的需要生产出金属铝加工步骤是有利的。生产过程中进行结晶和沉淀常常要受加工条件的限制。这些加工条件随不同工厂而变动，包括（但不局限于）温度分布，种晶进料量，种晶表面积，溶液装料量，溶液纯度等等。

众所周知的事实是，拜耳法溶液中的有机杂质通常来自铝土矿中的有机物，它对拜耳法的结晶过程有破坏作用。

除了来自不纯的铝土矿中的腐植酸盐以外，另外主要的有机杂质是草酸钠，它被认为是在铝土矿原料用高浓度的苛性液进行高温浸提期间产生的。不管草酸钠的来源如何，它存在于拜耳液中是所不希望的，有几个原因已在美国专利No4，608，237中作了阐述。

通常草酸钠从溶液中结晶和共沉淀的温度分布基本上是与氢氧化铝结晶所希望的条件相同。细的草酸盐颗粒对氢氧化铝起着二次种晶核的作用，从而在氢氧化铝沉淀期间可增加铝盐结晶总量。这会引起氢氧化铝结晶趋向更细小的分布，由此产生的微细物料大部分是所不希望的。然而，正如将要作解释那样，一些较小颗粒的氢氧化铝是需要的。一般的规范是不要产出比需要的二次种晶核更多的细颗粒结晶。

草酸盐结晶是极细的，具有极大的表面积，粘附在不断长大着的的氢氧化铝团块表面上。草酸盐结晶的这种粘附作用干扰着氢氧化铝单元晶体的长大和氢氧化铝晶体的结块作用。草酸钠晶体在不断长大着的氢氧化铝多晶体中的封闭作用也导致细结晶结构细小化。正如上面所指出的，这是很不希望有的，因为这会导致在沉淀期间以及随后的的氢氧化铝焙烧过程中产生过量的极细的氢氧化铝。

美国专利No4，608，237中披露的是我们介绍的先有技术。按照那个专利所披露的情况，要从拜耳法绿液中沉淀出粗颗粒的或大颗粒的氢氧化铝晶体应利用某些胶乳状聚合物。如果采用胶乳状的聚合物，生产起来是昂贵的。

本发明的目的是使氢氧化铝粗颗粒的产量至少相当于美国专利No4，608，237所达到的水平并且只需通过添加两者可互溶的脂肪酸（或当量的表面活性剂）和油来实现。这样处理（仅仅是掺混）可以是这样一种情形，即这两种液体在工厂中易于获得，并且把它们加入沉淀罐与把绿液加入沉淀罐相配合。本发明另一目的是提出一种可替代美国专利No4，608，237中用聚合物处理的经济办法，藉此来满足上述关于细颗粒晶体的通用规范。

本发明提供了一种降低细颗粒氢氧化铝晶体含量的办法，该晶体是在从热的苛性浸渍的拜耳法溶液进行氢氧化铝结晶过程中产生的，由此增加粗结晶的产率，随后被加工成铝。本发明特征在于，在把赤泥分离之后和在氢氧化铝结晶过程之前，立即把有效量的两种互溶的组分（A）和（B）加到浸渍液中。其中组分（A）是一种将把组分（B）分散在浸渍液中的表面活性剂，组分（B）是一种油，表面活性剂被溶解在该油中，它的沸点高于氢氧化铝结晶期间使用的温度。

在下面的一些例子中，采用不同工厂（工厂A，工厂B，等等）的拜耳法浸渍液或绿液，以便确定本发明是否因本法的不同铝生产者所采用的沉淀参数不同而有所限制。这些参数包括，矿物性质，有机的还是无机的杂质含量，苛性浓度，特别是沉淀罐中的条件，这包括种晶（小颗粒氢氧化铝）的形式和纯度，搅拌程度，时间，温度，等等。虽然各个工厂沉淀工艺的细节是不清楚的，但是知道它们的确变化很大。

我们发现实施本发明是不受不同专有沉淀技术包括对我们未知的过程参数的限制。这个事实具有重要意义，因为它确立了与沉淀罐中保持的专有（未公开的）过程参数无关。供实际使用的本发明仅需要配制和直接注入用于处理的两组分的溶液。这些组分是，（A）表面活性剂，在热的（最高达82.2-82.7℃）强苛性溶液（例如，200g/l含碱量）存在下，它将不会分解成相当于妥尔油的任何物质，同时还有（B）一种油载体或用作脂肪酸的溶剂媒介物。这种油仅作为表面活性剂的溶剂，其沸点要适当高于进行沉淀的拜耳绿液的沸点。

优选的表面活性剂是妥尔油脂肪酸，但有相当量的晶核。因此，该脂肪酸是一种具有至少四个碳的烷基主链的饱和或不饱和的脂肪酸，带有或没有一个或多个羧酸，酯，酐，或者直接连着或由琥珀酸烷基键相连的硫酸盐表面活性剂官能团。最好脂肪酸要含有一个8个碳主链并带有至少一个上述的官能团。