[发明专利]去除拜尔法中胶态铁杂质的方法

说明书

本发明是针对去除在生产氧化铝的拜尔法中所得碱金属铝酸盐溶液所含胶态铁杂质的改进方法。

已知在生产氧化铝的拜尔法中，在铝酸钠/氢氧化钠溶液中矾土煮解过程产生的母液中，可能含有不希望的、高浓度的、不能过滤掉的或胶态的铁。这种情况特别发生只含相对少量铁矿石组分的矾土经高温煮解之后。胶态铁一般随着分离出红泥固体后的母液进入该方法的沉淀阶段，在这里大部分胶态铁与氢氧化铝一起沉淀出来。这就导致当煅烧氢氧化铝时得到的氧化铝产品由于氧化铁而造成不希望的严重污染。

在煮解过程之后使母液与各种固体相接触，可去除一些该母液所含的胶态铁。在这方面，含氧化铁和氢氧化铁的固体表现得特别有效，并且在已知的一些方法中，用絮凝法或倾析法将红泥固体分离之后，使含胶态铁的母液通过装有拜尔煮解器砂床（其中一部分为铁矿砂）的砂滤器，以降低进入过程的沉淀阶段的母液中胶态铁的含量。虽然新鲜的拜尔煮解器砂在降低通过它们的液体的胶态铁含量方面相当有效，但一般它们会很快失去它们从母液中去除胶态铁的大部分能力。这可能是由于氧化铁或氢氧化铁颗粒表面被非铁氧化物或氢氧化物的沉淀覆盖所致。因此，除非能够连续地非常大量地供给新鲜煮解器砂，以使砂滤床能非常频繁地更新，否则这一方法只能改善但不能解决胶态铁的问题。

还尝试了大量其他方法。例如Green等的美国专利4，083，925描述了采用特殊的絮凝添加剂，以将溶液中的亚铁转化为高铁，随后沉淀并被絮凝，再随红泥一起由溶液中分离出来。但是此专利发明人没有发现能有效地去除碱金属铝酸盐溶液中所含大量胶态铁的絮凝材料。

美国专利3，728，432描述了一种方法，此方法是使含胶态铁的母液通过经破碎的勃姆石铝土矿滤床进行过滤。但这样做可能导致母液中氧化铝的大量损失。

Yamada等著“从拜尔液中去除铁化合物”（Light    metals，197，Vol3，713-722）一文描述了一种方法，其中使含胶态铁的母液与红泥或在使用前经加热而活化了的铁的氧化物或氢氧化物细粉（颜料）相接触。虽然这种方法能够去除大部分胶态铁，其缺点是要使母液与细粉的固体相接触，要进行第二次红泥分离以及易于扬粉的极细固体的装卸和处理。

本发明的目的是提供一种从碱金属铝酸盐溶液中去除胶态铁的简化方法。

根据本发明，提供了一种用于去除生产氧化铝的拜尔法中所得碱金属铝酸盐溶液中所含胶态铁杂质的方法，其中使铝酸盐溶液通过装有煮解器砂粒床，即过滤床，而去除胶态铁。根据本发明，新鲜的煮解器砂可被活化后供去除胶态铁用，和/或用过的、对于去除胶态铁已部分或全部失去活性的煮解器砂，也可被再活化，方法是将这些砂加热至约200到600℃加热时间要达到所需的活化或再活化。

本文中术语“胶态铁”定义为：一份母液样品通过0.45μm过滤介质过滤后测得的以Fe₂O₃为等效物表示的该母液中的铁含量。该术语是想用来表示测量结果中扣除了较大尺寸（颗粒）的含铁固体（红泥）对铁的贡献，但实际上并不知道这种胶态铁中多少真正是胶态的和多少真正是溶解的。然而，已经知道这部分铁，无论是真胶态的还是溶解的，随后都将随氢氧化铝产品沉淀并将其沾污，为简便计，以后将其均叫做胶态铁。

在本发明的方法中，将过滤器床砂加热至约高于200℃但不高于约600℃的温度。较好的温度是在约250℃至500℃的范围。加热时不需对砂进行搅动。在不搅拌条件下达到活化或再活化所需时间为约1小时，但是高达16小时的较长的加热时间也没问题。

由于有些工厂已经有了使用煮解器砂作为过滤介质的砂滤器，其作用是从通向水合物沉淀步骤之前的倾析器溢流液中去除最后残存的颗粒物质（只当装入新鲜砂而未失活前，这一砂滤器才可去除一些胶态铁），因而现在采用经活化或再活化的煮解器砂代替原任淳淼闹蠼馄魃埃吞峁┝艘桓鲇形Φ男路椒ǎ朔椒上灾档退喜返奶廴尽⒂植恍璨捎贸尤壬白拥募虻ゲ僮魍獾钠渌郊硬街琛Ｉ白拥募尤瓤稍谄涫状伪蛔叭肷奥似髑敖校谡庵智榭鱿履艽锏较嗟备叩慕禾コ潭龋部梢韵仁褂谜庑┥白樱偌尤人⑺婧笤偈褂盟庋捎谜馔慌白哟锏健靶孪噬白印比コ实牧奖丁?