提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于氧化铝生产技术领域，特别涉及提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着我国氧化铝工业快速发展，氧化铝产能和产量均为世界第一，均占世界的50％以上。但我国的铝土矿资源量相对不足，用全球3.3％的铝土矿生产了全球一半多的氧化铝。国内铝土矿资源日渐匮乏，各氧化铝企业开始使用海外矿生产氧化铝。
3.由于海外三水铝石矿的特殊性质，低温溶出后赤泥浆液的稳定性较差，导致赤泥在分离和洗涤过程中，水解损失较为严重，从而导致赤泥中氧化铝含量增多，造成矿石氧化铝净溶出率降低。
4.目前，国内一水硬铝石型铝土矿的溶出赤泥水解后可造成的氧化铝溶出率降低1％左右，而海外三水铝石型铝土矿的溶出赤泥水解后可导致氧化铝溶出率降低3％以上，其水解损失量为国内铝土矿的3倍。对于年产100万吨的低温拜耳法氧化铝厂，每年由水解损失造成的经济损失高达数千万元。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂及其制备方法和应用，以解决目前海外三水铝石型铝土矿的溶出赤泥水解损失高的问题。
6.本发明实施例提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂，所述药剂包括：钙盐和助溶剂，所述钙盐固体的添加量为5
‑
10000ppm/(m3合格矿浆)，助溶剂纯试剂的添加量为0.1
‑
1000ppm/(m3合格矿浆)，即所述钙盐固体的添加重量和所述助溶剂纯试剂的添加重量的比为5
‑
10000：0.1
‑
1000。
7.可选的，所述钙盐包括ca(no3)2、cacl2、caso4和caf2中的至少一种。
8.可选的，所述助溶剂包括蔗糖、甘油、马来酸
‑
丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠和腐殖酸钠中的至少一种。
9.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂的制备方法，所述方法包括：
10.将钙盐溶解于溶剂中，得到钙盐溶液；
11.将助溶剂与所述钙盐溶液混合，得到药剂；
12.其中，所述钙盐固体的添加重量和所述助溶剂纯试剂的添加重量的比为5
‑
10000：0.1
‑
1000。
13.可选的，所述溶剂的温度为90℃
‑
95℃。
14.可选的，所述钙盐包括ca(no3)2、cacl2、caso4和caf2中的至少一种；所述助溶剂包括蔗糖、甘油、马来酸
‑
丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠和腐殖酸钠中的至少一种。
15.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药
剂的应用，所述应用包括将所述药剂在矿料低温溶出时与矿浆混合，以降低提高赤泥料浆的稳定性，所述药剂包括：钙盐和助溶剂。
16.可选的，所述药剂在矿料低温溶出时与矿浆混合中，每立方米所述矿浆添加固体的所述钙盐5ppm
‑
10000ppm。
17.可选的，所述药剂在矿料低温溶出时与矿浆混合中，每立方米所述矿浆添加纯所述助溶剂0.1ppm
‑
1000ppm。
18.可选的，所述钙盐包括ca(no3)2、cacl2、caso4和caf2中的至少一种；所述助溶剂包括蔗糖、甘油、马来酸
‑
丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠和腐殖酸钠中的至少一种。
19.本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.本发明实施例提供的提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂，所述药剂包括：钙盐和助溶剂，所述钙盐固体的添加量为5
‑
10000ppm/(m3合格矿浆)，助溶剂纯试剂的添加量为0.1
‑
1000ppm/(m3合格矿浆)，通过在海外矿低温溶出过程中，添加微量钙盐和助溶剂，使其溶出赤泥中的脱硅产物的结晶更为完善，通过降低钠硅渣的活性，提高赤泥料浆的稳定性，从而降低赤泥在稀释、分离、洗涤过程的氧化铝水解损失。
21.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1是本发明实施例提供的方法的流程图；
24.图2是本发明实施例提供的药剂应用工艺的框图。
具体实施方式
25.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
26.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
27.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
28.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
29.为了克服现有技术中海外矿生产氧化铝过程中赤泥水解损失严重的不足，本发明提供一种降低低温拜耳法赤泥水解损失的方法，该方法能够有效降低水解损失，从而有效提高系统氧化铝的回收率。
30.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在海外矿低温溶出过程中，添加微量钙盐和助溶剂，使其溶出赤泥中的脱硅产物的结晶更为完善，通过降低钠硅渣的活性，提高赤泥料浆的稳定性，从而降低赤泥在稀释、分离、洗涤过程的氧化铝水解损失。
31.根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂，所述药剂包括：钙盐和助溶剂，所述钙盐固体的添加量为5
‑
10000ppm/(m3合格矿浆)，助溶剂纯试剂的添加量为0.1
‑
1000ppm/(m3合格矿浆)。
32.具体而言，助溶剂根据物料配比进行添加。
33.控制钙盐的质量浓度为50g/l
‑
300g/l有利于钙盐溶液在料浆中的溶解和分散，使赤泥中活性较高的水和铝硅酸钠全部转化为晶体结晶度较高的水化石榴石，该浓度取值过大会影响钙盐在矿浆中的反应速度，过小会导致进入流程的水溶液增加，造成矿浆的苛性碱浓度降低。
34.采用以上设计，低温拜耳法溶出过程中添加微量钙盐和助溶剂，溶出过程中钙离子与钠硅渣反应生成极少量水化石榴石，微量硅矿物性质发生变化，氧化铝初溶出率仅降低0
‑
0.3％，对氧化铝初溶出率的影响较小。
35.作为一种可选的实施方式，钙盐包括ca(no3)2、cacl2、caso4和caf2中的至少一种。
36.作为一种可选的实施方式，助溶剂包括蔗糖、甘油、马来酸
‑
丙烯酸共聚物、聚丙烯酸钠和腐殖酸钠中的至少一种。
37.根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂的制备方法，所述方法包括：
38.s1.将钙盐溶解于溶剂中，得到钙盐溶液；
39.s2.将助溶剂与所述钙盐溶液混合，得到药剂；
40.其中，所述钙盐溶液的质量浓度为50g/l
‑
300g/l，所述钙盐和所述助溶剂的质量浓度比为0.005
‑
100000。
41.具体而言，将钙盐和助溶剂固体用提料机加入至药剂槽中，用热水搅拌均匀，钙盐溶液的浓度控制在50
‑
300g/l，助溶剂根据物料配比进行添加，热水由沉降车间热水槽提供，水温为90
‑
95℃。
42.根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂的应用，所述应用包括将所述药剂在矿料低温溶出时与矿浆混合，以降低提高赤泥料浆的稳定性，所述药剂包括：钙盐和助溶剂，所述药剂中，所述钙盐溶液的质量浓度为50g/l
‑
300g/l，所述钙盐和所述助溶剂的质量浓度比为0.005
‑
100000。
43.在实际使用时，将配置好的钙盐混合溶液(即药剂)用螺杆泵输送至合格矿浆槽出料泵，与合格矿浆混合后进入溶出机组。
44.作为一种可选的实施方式，钙盐溶液折合固体添加量为5
‑
10000ppm/(m3合格矿浆)，助溶剂折合固体添加量为0.1
‑
1000ppm/(m3合格矿浆)。
45.控制钙盐溶液折合固体添加量为5
‑
10000ppm/(m3合格矿浆)，该添加量取值过大，铝土矿在溶出过程中钙离子与钠硅渣反应生成大量水化石榴石，会造成矿石中氧化铝初溶出率降低，而添加量过小不利于抑制料浆的水解损失。
46.控制助溶剂折合固体添加量为0.1
‑
1000ppm/(m3合格矿浆)由于助溶剂的主要成分为有机物，该添加量取值过大会造成生产系统中有机物含量增加，从而影响生产工艺能
耗和产品质量，添加量过小会降低钙盐在料浆中的溶解度，从而影响钙盐试剂的使用效果。
47.下面将结合实施例、对照例及实验数据对本技术的提高拜耳法赤泥料浆稳定性的药剂及其制备方法和应用进行详细说明。
48.实施例1
49.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，不添加钙盐和助溶剂，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.29，矿石净溶出率为83.8％，水解损失造成的溶出率降低3.9％。
50.实施例2
51.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，固体caso4添加量为4ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为1ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.27，矿石净溶出率为84.9％，水解损失造成的溶出率降低2.8％。
52.实施例3
53.采用a/f为1.79的型几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，ca(no3)2添加量为100ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为1ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.25，矿石净溶出率为86.0％，水解损失造成的溶出率降低1.7％。
54.实施例4
55.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，ca(no3)2添加量为12000ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为1ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.27，矿石初溶出率为84.9％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.28，矿石净溶出率为84.4％，水解损失造成的溶出率降低0.5％。
56.实施例5
57.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，caso4添加量为100ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为1ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.25，矿石净溶出率为86.0％，水解损失造成的溶出率降低1.7％。
58.实施例6
59.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为
198g/l，α
k
为2.97，ca(no3)2添加量为100ppm/(m3合格矿浆)，甘油添加量为1ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.25，矿石净溶出率为86.0％，水解损失造成的溶出率降低1.7％。
60.实施例7
61.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，ca(no3)2添加量为100ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为0.01ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.26，矿石净溶出率为85.5％，水解损失造成的溶出率降低2.2％。
62.实施例8
63.采用a/f为1.79的几内亚矿，矿石sio2含量为2.84％，循环母液苛性碱浓度为198g/l，α
k
为2.97，ca(no3)2添加量为100ppm/(m3合格矿浆)，蔗糖添加量为1200ppm/(m3合格矿浆)，在145℃下溶出30分钟，检测其溶出赤泥a/f为0.22，矿石初溶出率为87.7％，用热水稀释至苛性碱浓度150g/l，固含75g/l，进行沉降洗涤试验，使用众鑫352絮凝剂，添加量为730g/t
‑
干赤泥，将赤泥烘干后，检测赤泥a/f为0.25，矿石净溶出率为86.0％，水解损失造成的溶出率降低1.7％。
64.实施例1
‑
8实验结果如下表所示：
[0065][0066]
由上表可得，在海外矿低温溶出过程中，采用本发明实施例提供的药剂可以有效抑制赤泥水解，水解损失造成的氧化铝溶出率损失，可由3％以上降低至1.5％左右，通过对比例和实施例的数据比较可得，当某项参数不在本技术实施例提供的范围内时，会出现水解损失增加，或者初溶出率降低，不利于矿石中氧化铝的回收，当各项参数在本技术实施例提供的范围内时，矿石氧化铝的净溶出率最高。
[0067]
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0068]
(1)低温拜耳法溶出过程中添加微量钙盐和助溶剂，可以有效抑制赤泥水解，水解损失造成的氧化铝溶出率损失，可由3％以上降低至1.5％左右。赤泥水解损失降低50％；
[0069]
(2)低温拜耳法溶出过程中添加微量钙盐和助溶剂，溶出过程中钙离子与钠硅渣反应生成极少量水化石榴石，微量硅矿物性质发生变化，氧化铝初溶出率基本不受影响；
[0070]
(3)低温拜耳法溶出过程中添加微量钙盐和助溶剂，该流程简单易行，运行成本较低，不会对系统分解率造成负面影响，且不会造成铝酸钠溶液中杂质含量升高，该流程对于低温拜耳法各工序的生产控制参数没有特殊要求，各种生产方式均适用。
[0071]
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0072]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优
选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0073]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。