专利名称：：脱除有机杂质的方法
技术领域：
：本发明涉及一种脱除有机杂质的方法，特别涉及脱除拜耳法铝酸钠溶液或以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质中有机杂质的方法。
背景技术：
：目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上是用拜耳法工艺生产的。拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效益远非其它方法所能媲美。其工艺大致为铝土矿、石灰和碱液按一定的比例制成原矿浆；在高压条件下溶出矿石中的氧化铝水合物，制得铝酸钠溶液。拜耳法生产中使用的铝土矿分布于世界上的许多地方，不同的地区，这种矿石的组成可能是不同的。但不论何种矿物类型，均含有少量有机杂质，这些有机杂质会与矿石中的氧化铝一起被溶入铝酸钠溶液，使所获得的铝酸钠溶液受到污染。铝土矿中存在的大多数有机杂质是由高分子量的化合物组成，如腐殖酸，而其中的一部分在高温溶出过程中将分解成较低分子量的化合物，因而产生了一系列的溶于铝酸钠溶液中的有机盐类。溶于铝酸钠溶液中的这类有机杂质的一部分是有色化合物，例如腐殖酸盐，这使得拜耳法铝酸钠溶液呈现出特有的暗红色。由于在拜耳法的工艺中苛性碱液不断循环使用的，所以拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质含量不断的富集增加。当有机杂质的富集达到相当高的浓度时，就会严重干扰拜耳法生产的正常进行，如降低Al203溶出率、使加入的晶种失效、A1(0H)3产品细化、Al203杂质增高、碱耗增加、赤泥沉降速度降低等。同时有机杂质的富集，也限制了拜耳法铝酸钠溶液用于化学品氧化铝的生产。如何清除拜耳法铝酸钠溶液中聚集的有机物杂质，国内外的专家对此进行了大量的试验和研究。关于此项研究的文献报导及专利较多，有报道称在蒸发母液中添加Na2C204H20晶种析出有机物；向母液、洗液中添加Mn02、石灰乳清除有机物；添加MgS04、草酸钙、氧化钙等直接从铝酸钠溶液中清除有机物等等。上述诸法，工艺复杂、效率不高、经济性差，不能适应从拜耳法铝酸钠溶液中清除有机物的工业化生产。一种向较稀浓度的拜耳法精制液中添加颗粒状氧化钙，在一定温度下搅拌一定时间来去除有机物杂质的方法，能够去除一部分的有机杂质，但是生成的沉淀给后续操作带来诸多不便一方面，这种沉淀中含有氢氧化铝，这样会使拜耳法铝酸钠溶液中的氧化铝浓度降低，造成损失；另一方面，必须将这种沉淀物与溶液分离，这就要增加操作步骤并在一定程度上增加需要处理的总泥浆量。向拜耳法溶出液中加入水溶性的聚季铵盐，用量要足以在分散赤泥固休上形成部分涂盖层，保持涂盖层与拜耳法铝酸钠溶液接触一定的时间，然后将拜耳法铝酸钠溶液和赤泥分离，即可得到腐殖盐含量大为减少的拜耳法铝酸钠溶液。该方法确实能够去除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质，但是聚季铵盐需要单独合成且其本身较为昂贵的费用，限制了该方法的工业应用。因此寻找一种经济、简单、有效的去除拜耳法铝酸钠溶液中有机杂质的方法，对于稳定拜耳法工艺流程，拓展拜耳法铝酸钠溶液的应用领域，具有非常重要的意义。
发明内容本发明提供了一种脱除有机杂质的方法，目的是提供一种简单有效的脱除拜耳法铝酸钠溶液或以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质中有机杂质的方法。本发明的一个脱除有机杂质的方法，是向拜耳法铝酸钠溶液中加入过氧酸盐脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质。所述过氧酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢。所述每立方米的拜耳法铝酸钠溶液中加入(0.5-10)kg的过硫酸钠。所述每立方米的拜耳法铝酸钠溶液中加入(0.5-10)kg的过硫酸铵。所述拜耳法铝酸钠溶液与所述过氧化氢的体积比可为(100-40):1。随着所述过氧酸盐加入量的增加，有机杂质去除率不断升高。本发明的另一个脱除有机杂质的方法，是用含有过氧酸盐的溶液洗涤以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质，脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质。所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质为氢氧化铝、拟薄水铝石或沸石。所述过氧酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢。所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过硫酸钠的质量比为l:(0.06-0.09)。所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过硫酸铵的质量比为1:(0.06-0.09)。所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过氧化氢的质量比为l:(0.03-0.06)。所述含有过氧酸盐的溶液还含有Na20T和Al203，所述Na20T的浓度大于0小于等于10g/L，所述Al203的浓度大于0小于等于lg/L。本发明的脱除有机杂质的方法，可有效去除拜耳法铝酸钠溶液中有机物杂质，随着过氧酸盐加入量的增加有机杂质去除率不断升高，添加O.5g/L过硫酸钠有机杂质去除率为20.31%，添加7.5g/L过硫酸钠有机杂质去除率为85.94%;添加O.5g/L过硫酸铵有机杂质去除率为23.44%，添加7.5g/L过硫酸铵有机杂质去除率为87.50%;按拜耳法铝酸钠溶液与过氧化氢的体积比100:l添加过氧化氢有机杂质去除率为40.58%，按拜耳法铝酸钠溶液与过氧化氢的体积比40:l添加过氧化氢有机杂质去除率为69.57%。本发明的脱除有机杂质的方法工艺简便，无需新增任何设备。本发明的脱除有机杂质的方法得到的拜耳法铝酸钠溶液可作为生产化学品氧化铝的原料，如用来生产4A沸石，得到的4A沸石白度为97.5%-99.2%，b值为O.36-0.68%。具体实施方式实施例l、三水铝石型铝土矿溶出的矿浆，经分离赤泥、精密过滤、调整组分浓度，脱硅反应后获得拜耳法铝酸钠溶液，在拜耳法铝酸钠溶液的输送管道或储槽中，直接加入不同量的过氧酸盐，如过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢，使过氧酸盐与拜耳法铝酸钠溶液的接触15-30分钟取上述处理后的拜耳法铝酸钠溶液200mL，比色法测定拜耳法铝酸钠溶液中有机杂质的量，具体方法为用lcm比色槽，以蒸馏水作空白，用分光光度计测定690nm处，未加入过氧酸盐时的原始吸光度及加入过氧酸盐后的吸光度，然后按照如下公式计算有机杂质去除率。公式有机杂质去除率=(原始吸光度-加入过氧酸盐后的吸光度)+原始吸光度乂100%。有机杂质去除率的结果如表l、2和3所示。表l、添加过硫酸钠有机杂质去除率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>有机杂质去除率的结果表明，随着过氧酸盐量的增加，有机杂质去除率不断升高。实施例2、三水铝石型铝土矿溶出的矿浆，经分离赤泥、精密过滤、调整组分浓度，脱硅反应后获得拜耳法铝酸钠溶液，拜耳法铝酸钠溶液的Al203浓度为75g/L，ak。=2.3，温度为6(TC。向上述拜耳法铝酸钠溶液中加入过氧酸盐，搅拌15分钟，然后按照水玻璃与拜耳法铝酸钠溶液的摩尔配料比(Si02/A1203)=1.95将上述拜耳法铝酸钠溶液与温度为25-301:的水玻璃连续并流合成，搅拌，搅拌转速为45转/分，其中，水玻璃的Si02重量百分比浓度为25呢。将上述搅拌后的溶液连续不断的注入浆化槽中，由浆化槽进入晶化槽，在7(TC下晶化2小时，95。C晶化l小时，经分离、洗涤、烘干后得到4A沸石。上述方法中按拜耳法铝酸钠溶液(m3):过氧酸盐(kg)=1:3加入过硫酸铵获得的4A沸石命名为第一种4A沸石。上述方法中按拜耳法铝酸钠溶液(m3):过氧酸盐(kg)=1:5加入过硫酸钠获得的4A沸石命名为第二种4A沸石。上述方法中按拜耳法铝酸钠溶液(m3):过氧酸盐(m3)=100:l加入过氧化氢获得的4A沸石命名为第三种4A沸石。三种4A沸石的指标如表4:表4.4A沸石的指标第一种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30419.6511.0098.9-O.03b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.3697.80.281.680.8第二种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30518.4611.0098.620.02b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.6397.50.32.04172.9第三种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30819.2311.0998.370.12b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.5299.20.842.02484.7表4中L、a、b是物体色度的表征值，L表示明一暗轴，a表示红一绿轴，b表示黃一蓝轴表4的结果表明上述方法去除了拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质，用去除有机杂质的拜耳法铝酸钠溶液制备得到的4A沸石白度、b值指标都达到了标准要求。实施例3、三水铝石型铝土矿溶出的矿浆，经分离赤泥、精密过滤、调整组分浓度，脱硅反应后获得拜耳法铝酸钠溶液，拜耳法铝酸钠溶液的Al203浓度为75g/L，ak。=2.3，温度为6(TC。然后按照水玻璃与拜耳法铝酸钠溶液的摩尔配料比(Si02/A1203)=1.95将上述拜耳法铝酸钠溶液与温度为25-3(TC的水玻璃连续并流合成，搅拌，搅拌转速为45转/分，其中，水玻璃的Si02重量百分比浓度为25呢。小时，95'C晶化1小时，获得晶体，晶体用含有过氧酸盐的洗液洗涤烘干后得到4A沸石，含有过氧酸盐的洗液是在洗液中加入过氧酸盐，洗液为Na20T和Al203的水溶液，其中Na20T表示铝酸钠溶液总碱浓度，以氧化钠计，Na20T大于0小于等于10g/L，Al203的浓度大于0小于等于lg/L。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.06加入过硫酸钠获得的4A沸石命名为第四种4A沸石。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.09加入过硫酸钠获得的4A沸石命名为第五种4A沸石。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.06加入过硫酸铵获得的4A沸石命名为第六种4A沸石。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.09加入过硫酸铵获得的4A沸石命名为第七种4A沸石。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.03加入过氧化氢命名为第八种4A沸石。上述方法中在洗液中按晶体(吨)过氧酸盐(吨)=1:0.06加入过氧化氢获得的4A沸石命名为第九种4A沸石。六种4A沸石的指标如表5:表5.4A沸石的指标第四种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30119.7810.9898.970.1b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.5698.70.321.64377.5第五种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30420.2611.1399.28-O.01b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.3998.60.561.47976.9第六种4A沸石钙交换灼减％pHL%a%30720.0311.0198.31-O.01b%白度％+325目％粒径D50um结晶度％0.6098.20.341.82175.8<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表5中L、a、b是物体色度的表征值，L表示明一暗轴，a表示红一绿轴，b表示黃一蓝轴表5的结果表明上述方法去除了以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的4A沸石中的有机杂质，得到的4A沸石白度、b值指标都达到了标准要求。对比例、三水铝石型铝土矿溶出的矿浆，经分离赤泥、精密过滤、调整组分浓度，脱硅反应后获得拜耳法铝酸钠溶液，拜耳法铝酸钠溶液的Al203浓度为75g/L，ak。=2.3，温度为6(TC。然后按照水玻璃与拜耳法铝酸钠溶液的摩尔配料比(Si02/A1203)=1.95将上述拜耳法铝酸钠溶液与温度为25-3(TC的水玻璃连续并流合成，搅拌，搅拌转速为45转/分，其中，水玻璃的Si02重量百分比浓度为25呢。将上述搅拌后的溶液连续不断的注入浆化槽中，由浆化槽进入晶化槽，在7(TC下晶化2小时，95。C晶化l小时，经分离、洗涤、烘干后得到4A沸石。4A沸石的指标如表6:表6.4A沸石的指标<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。权利要求1.一种脱除有机杂质的方法，是向拜耳法铝酸钠溶液中加入过氧酸盐脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质。2.根据权利要求l所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述过氧酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢。3.根据权利要求2所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述每立方米的拜耳法铝酸钠溶液中加入(0.5-10)kg的过硫酸钠。4.根据权利要求2所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述每立方米的拜耳法铝酸钠溶液中加入(0.5-10)kg的过硫酸铵。5.根据权利要求2所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述拜耳法铝酸钠溶液与所述过氧化氢的体积比为(100-40):1。6.一种脱除有机杂质的方法，是用含有过氧酸盐的溶液洗涤以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质，脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质。7.根据权利要求6所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质为氢氧化铝、拟薄水铝石或沸石。8.根据权利要求6或7所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述过氧酸盐为过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢。9.根据权利要求8所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过硫酸钠的质量比为l:(0.06-0.09);所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过硫酸铵的质量比为l:(0.06-0.09);所述以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质与所述过氧化氢的质量比为l:(0.03-0.06)。10.根据权利要求9所述的脱除有机杂质的方法，其特征在于所述含有过氧酸盐的溶液还含有Na20T和A1203，所述Na20T的浓度大于0小于等于10g/L，所述A1203的浓度大于0小于等于lg/L。全文摘要本发明的目的是提供一种脱除有机杂质的方法，其中之一是向拜耳法铝酸钠溶液中加入过氧酸盐脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质；另一个方法是用含有过氧酸盐的溶液洗涤以拜耳法铝酸钠溶液为原料制备的物质，脱除拜耳法铝酸钠溶液中的有机杂质。本发明的脱除有机杂质的方法，可去除拜耳法铝酸钠溶液中有机物杂质；工艺简便，无需新增任何设备；得到的拜耳法铝酸钠溶液可作为生产化学品氧化铝的原料。文档编号C01F7/04GK101665260SQ20091030854公开日2010年3月10日申请日期2009年10月21日优先权日2009年10月21日发明者刘延东,王智锦,蔡转红,赵言培申请人:中国铝业股份有限公司