专利名称：一种铝酸钠溶液分解的方法
技术领域：
本发明的涉及一种铝酸钠溶液分解的方法。
背景技术：
铝酸钠溶液分解是氧化铝生产的关键工序之一，也是耗时最长的工序，它 直接影响到碱的循环效率、蒸发水量等工艺能耗指标，对产品的理化性能指标 也有极大影响。铝酸钠溶液种分过程是一个极为复杂的物理化学变化过程包 括(l)Al(OH)3晶体的长大；(2)Al(OH)3晶种的附聚；(3)次生晶核的生成；(4)Al(OH)3 晶粒的破裂与磨损四个过程，它们往往同时发生，只是在不同的分解阶段发生 的程度不同而己。近年来研究人员从铝酸钠溶液分解机理入手在多个方面研究 了强化分解过程的方法。
杨重愚在《氧化铝工艺学》中指出分解原液的浓度和苛性比值涉及到分解
原液的过饱和度，是影响分解速度、Al(OH)3产出率和产成品粒度和强度的最主 要因素，当原液浓度一定时，降低原液ak是强化种分过程最有效的途径。
分解温度也是影响种分分解率的一个关键因素，赵清杰等在《提高拜耳法
种分分解率的研究》(《轻金属》2000年第7期)介绍了采用二次降温分解制度 提高种分分解率的方法，即采取初温65'C、分解12小时后采用适宜的降温设备 中间急降温到55t:，再进行48小时自然降温分解，既提高了分解率又可使产品 氢氧化铝有较高的强度。
还有人从制备活性晶种、加入添加剂、保持较高的种子添加量等方面提高 种分分解率。这些方法除小部分应用于氧化铝生产外，大部分处于实验室研究 阶段，在技术、设备投资及经济合理性上还存在许多问题，离工业应用距离还 较远。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种设备投资小、 节能环保、工艺简单、实用性强，能有效提高种分分解率和改善氢氧化铝产品 粒度分布的铝酸钠溶液分解的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于在铝酸钠溶液的分解时，采用超 声波辐照对铝酸钠溶液进行处理。
本发明的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的对铝酸钠溶液进
行采用超声波辐照处理的超声波频率为15000~35000Hz。
本发明的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的对铝酸钠溶液进 行采用超声波辐照处理过程，是将铝酸钠溶液辐照处理2-4小时后进行分解的。
本发明的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的对铝酸钠溶液进 行采用超声波辐照处理过程，是在铝酸钠溶液分解的同时开始辐照处理的，辐 照处理每2小时辐照0.5小时，其辐照处理4-10次。
本发明的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的对铝酸钠溶液进 行采用超声波辐照处理过程，是首先将铝酸钠溶液辐照处理2-4小时后开始分 解，且在进行分解的同时开始后每2小时辐0.5小时，其辐照处理4-10次。
一种铝酸钠溶液分解的方法，有三种(l)只在种分分解过程中使用超声波 辐照；(2)种分分解前用超声波对分解原液进行辐照预处理，分解过程中不用超 声波；(3)将前两种工艺条件结合，超声波既预处理分解原液，也在分解过程中 使用，其分解的其它工艺条件采用常规的工艺条件，在铝酸钠溶液的分解时， 采用超声波辐照对铝酸钠溶液进行处理，在液体中引起空腔的形成、振荡、生 长、收縮及到崩溃等一系列变化，并可产生热机制、机械机制、空化机制等效 应，加快铝酸钠溶液中的溶质分子传质过程，降低分子之间的作用力，减少铝 酸钠溶液的粘度，有利于铝酸钠溶液分解过程的加速进行；并促进氢氧化铝晶 粒长大，使氢氧化铝产品粒度增大、强度提高，从而提高氢氧化铝产品质量。
采用超声波辐照这种物理方法加速氢氧化铝种分分解过程。采用超声波对 氢氧化铝种分分解原液进行预处理，使过饱和溶液的稳定性下降，从过饱和溶 液中析出新的晶核的诱导期縮短。有利于附聚的发生，空化泡崩溃时产生的微 射流破坏了双液层，有利于晶核的生成和晶体的长大。
本发明的涉及一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于在铝酸钠溶液的分 解时，采用超声波辐照对铝酸钠溶液进行处理。本发明的方法，与现有化学方 法相比，不改变氧化铝生产现有的工艺条件，设备投资小，节能环保。将超声 波技术引入拜尔法生产氧化铝工艺流程，工艺简单，实用性强，对提高种分分 解率和氢氧化铝产品粒度的效果显著。有效强化了铝酸钠溶液晶种分解，縮短 分解时间，提高分解率和改善了产品粒度分布效果显著。
具体实施例方式
一种铝酸钠溶液分解的方法，在铝酸钠溶液的分解时，采用超声波辐照对
铝酸钠溶液进行处理；其超声波辐照处理的超声波频率为15000~35000Hz。所 述的对铝酸钠溶液进行采用超声波辐照处理过程，是将铝酸钠溶液辐照处理2-4 小时后进行分解的；或是在铝酸钠溶液分解的同时开始辐照处理的，辐照处理 每2小时辐0.5小时，其辐照处理4-10次；或是首先将铝酸钠溶液辐照处理2-4 小时后开始分解，且在进行分解的同时开始后每2小时辐0.5小时，其辐照处理 4-10次。
下面结合实施例进一步进行说明。
一种铝酸钠溶液分解的方法
实施例1
试验装置用两台相同的带自动控温系统容积为IO升的台式分解槽，1#号槽 带有25000Hz的超声波辐照装置，2#号槽不用超声波辐照作为空白对比试验。 从氧化铝生产现场种分槽上取回分解原液，从氧化铝厂碳分过滤机上取回碳分 氢氧化铝做晶种，分析原液成份和碳分氢氧化铝含水率，两台分解槽分别加入 分解原液体积为8升，晶种按种子比2.0添加，分解初温为58。C，分解终温为 46°C，降温制度模拟工业生产。
在1#、 2#号槽中加入分解原液8升，其成份为NT: 156.95g/l， AO: 144.57g/l， NK: 136.0 g/l， Si02: 0.53 g/l， a K: 1.548，加入晶种进行分解，试验时搅拌速 度为150r/min，分解时间40小时，在1#号槽分解过程中前16小时用25000Hz 超声波间断地进行辐照，40小时后1#号槽分解率11为56.18%， 2#号槽为分解率 n为55.12%， 1#号槽分解率11提高1.06%;1#号槽产出的氢氧化铝粒径小于4511 m的为7.54%, 2#号槽产出氢氧化铝粒径小于45 u m的为18.27%。
实施例2
试验装置用两台相同的带自动控温系统容积为IO升的台式分解槽，1#号槽 带有35000Hz的超声波辐照装置，2#号槽不用超声波辐照作为空白对比试验。 从氧化铝生产现场种分槽上取回分解原液，从氧化铝厂碳分过滤机上取回碳分 氢氧化铝做晶种，分析原液成份和碳分氢氧化铝含水率，两台分解槽分别加入 分解原液体积为8升，晶种按种子比2.0添加，分解初温为60。C，分解终温为
43°C，降温制度模拟工业生产。
在1#、 2#号槽中加入分解原液8升，其成份为NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549，加入晶种进行分解，试验时搅拌速 度为150r/min，分解时间55小时，在1#号槽分解的同时开始用35000Hz的超声 波辐照处理，每2小时辐照0.5小时，其辐照处理4次。分解55小时后1#号槽 分解率n为58.20%， 2#号槽为分解率il为55.50%， 1#号槽分解率n提高2.70%;1# 号槽产出的氢氧化铝粒径小于45um的为6.82%, 2#号槽产出氢氧化铝粒径小 于45um的为18.93%。
实施例3
试验装置用两台相同的带自动控温系统容积为IO升的台式分解槽，1#号槽 带有15000Hz的超声波辐照装置，2#号槽不用超声波辐照作为空白对比试验。 从氧化铝生产现场种分槽上取回分解原液，从氧化铝厂碳分过滤机上取回碳分 氢氧化铝做晶种，分析原液成份和碳分氢氧化铝含水率，两台分解槽分别加入 分解原液体积为8升，晶种按种子比2.0添加，分解初温为60。C，分解终温为 43°C，降温制度模拟工业生产。
在1#、 2#号槽中加入分解原液8升，其成份为NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549，加入晶种进行分解，试验时搅拌速 度为150r/min，分解时间55小时，在1#号槽分解的同时开始用15000Hz的超声 波辐照处理，每2小时辐照0.5小时，其辐照处理10次。分解55小时后1#号槽 分解率il为57.38%， 2#号槽为分解率n为55.43%， 1#号槽分解率n提高1.95%;1# 号槽产出的氢氧化铝粒径小于45um的为7.63%， 2#号槽产出氢氧化铝粒径小 于45um的为19.02%。
实施例4
分解装置在能自动控温的两台钢弹水浴中进行，分解原液成份为NT:
162.60g/l， AO: 152.62g/l， NK: 136.0 g/l， a K: 1.548， f号样在加晶种前，先 用25000Hz超声波辐照120分种，然后装入钢弹中，加入晶种上好钢弹，在水 浴中进行分解试验，钢弹容积为150ml，每个钢弹中装入分解原液80ml，分解 过程中均不使用超声波辐照，分解初温58-C，终温46i:，分解时间48小时，， 48小时后超声波预处理的1#号样分解率n为55.48%，未预处理的2#号样分解率 r]为53.88 °/。， 1#号槽分解率ri提高1.60%;
实施例5
分解装置在能自动控温的两台钢弹水浴中进行，分解原液成份为NT:
165.8g/l， AO: 160.3g/l， NK: 150.2 g/l， a K: 1.541， f号样在加晶种前，先用 35000Hz超声波辐照3小时，然后装入钢弹中，加入晶种上好钢弹，在水浴中进 行分解试验，钢弹容积为150ml，每个钢弹中装入分解原液80ml，分解过程中 均不使用超声波辐照，分解初温6(TC，终温45-C，分解时间55小时，55小时 后超声波预处理的l"号样分解率n为56.23%,未预处理的2#号样分解率11为 54.10%, 1#号槽分解率11提高2.13%; 实施例6
分解装置在能自动控温的两台钢弹水浴中进行，分解原液成份为NT: 165.8g/l， AO: 160.3g/l， NK: 150.2 g/l， a K: 1.541， 1#号样在加晶种前，先用 15000Hz超声波辐照4小时，然后装入钢弹中，加入晶种上好钢弹，在水浴中进 行分解试验，钢弹容积为150ml，每个钢弹中装入分解原液80ml，分解过程中 均不使用超声波辐照，分解初温60'C，终温45'C，分解时间55小时，55小时 后超声波预处理的"号样分解率il为55.75%,未预处理的2#号样分解率11为 54.23 %， 1#号槽分解率il提高1.52%;
实施例7
在1#、 2#号槽中分别加入分解原液8升，其成份为NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549， 1#号槽用25000Hz超声 波辐照4小时，然后加入晶种进行分解，分解过程中前16小时用25000Hz超声 波间断地辐照1#号槽，试验时搅拌速度为150r/min，分解时间48小时。48小 时分解结束后1#号槽分解率n为56.41%， 2#号槽为54.12%， f号槽分解率ri提 高2.29%; 1#号槽产出氢氧化铝粒径小于45 um的为17.50%， 2#号槽产出氢氧 化铝粒径小于45 u m的为28.80%
实施例8
在1#、 2#号槽中分别加入分解原液8升，其成份为NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549， 1#号槽用35000Hz超声 波辐照2小时，然后加入晶种进行分解，在1#号槽分解的同时开始用35000Hz 的超声波辐照处理，每2小时辐照0.5小时，其辐照处理4次。试验时搅拌速度 为150r/min，分解时间55小时。55小时分解结束后1#号槽分解率n为57.23%，2#号槽为54.20 %， l"号槽分解率ri提高3.03%; f号槽产出氢氧化铝粒径小于 45 u m的为16.80%, 2#号槽产出氢氧化铝粒径小于45 u m的为28.30% 实施例9
在1#、 2#号槽中分别加入分解原液8升，其成份为NT: 160.05g/l， AO: 148.63g/l， NK: 140.0 g/l， Si02: 0.55 g/l， a K: 1.549, 1#号槽用15000Hz超声 波辐照4小时，然后加入晶种进行分解，在1#号槽分解的同时开始用15000Hz 的超声波辐照处理，每2小时辐照0.5小时，其辐照处理10次。试验时搅拌速 度为150r/min，分解时间55小时。55小时分解结束后1#号槽分解率n为55.90%， 2#号槽为54.05%， 1#号槽分解率11提高1.85%; 1#号槽产出氢氧化铝粒径小于45 U m的为18.05%， 2#号槽产出氢氧化铝粒径小于45 u m的为29.20% 。
权利要求
1.一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于在铝酸钠溶液的分解时，采用超声波辐照对铝酸钠溶液进行处理。
2. 根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的 对铝酸钠溶液进行采用超声波辐照处理的超声波频率为15000~35000Hz。
3. 根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的 对铝酸钠溶液进行采用超声波辐照处理过程，是将铝酸钠溶液辐照处理2-4小时 后进行分解的。
4. 根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的 对铝酸钠溶液进行采用超声波辐照处理过程，是在铝酸钠溶液分解的同时开始 辐照处理的，辐照处理每2小时辐0.5小时，其辐照处理4-10次。
5. 根据权利要求1所述的一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于所述的 对铝酸钠溶液进行采用超声波辐照处理过程，是首先将铝酸钠溶液辐照处理2-4 小时后开始分解，且在进行分解的同时开始后每2小时辐0.5小时，其辐照处理 4-10次。
全文摘要
本发明的涉及一种铝酸钠溶液分解的方法，其特征在于在铝酸钠溶液的分解时，采用超声波辐照对铝酸钠溶液进行处理。本发明的方法，与现有化学方法相比，不改变氧化铝生产现有的工艺条件，设备投资小，节能环保。将超声波技术引入拜尔法生产氧化铝工艺流程，工艺简单，实用性强，对提高种分分解率和氢氧化铝产品粒度的效果显著。有效强化了铝酸钠溶液晶种分解，缩短分解时间，提高分解率和改善了产品粒度分布，效果显著。
文档编号C01F7/04GK101186323SQ20071017964
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者何静华, 伟 刘, 刘保正, 张育新, 海胜利, 颖 胡 申请人:中国铝业股份有限公司