一种铝酸钠溶液提纯净化的方法与应用

本申请属于多品种氧化铝，具体涉及一种铝酸钠溶液提纯净化的方法。

背景技术：

1、工业氧化铝的生产大多是以铝土矿、液碱为原料通过拜耳法或烧结法工艺加工生产的，由于矿石成分由于地域的不同矿石的成分、杂质有很大差异，尽管大部分杂质随着赤泥排掉，但是仍有部分杂质进入铝酸钠溶液中，随着分解工序进入到产品，影响着产品的质量，特别是随着多品种氧化铝的快速发展，产品的应用性能不断在提高，多品种氧化铝发展正在向“高纯化、超细化、功能化”发展，需要对铝酸钠溶液中的杂质进一步降低，以满足多品种氧化铝发展的需要。目前国内外对铝酸钠溶液的提纯进行了持续的研究。

2、cn109399676a公开了一种氧化铝工业铝酸钠溶液的提纯方法，该工业铝酸钠溶液提纯方法包括步骤：向工业铝酸钠溶液中通入臭氧气体，进行气液混合反应，臭氧气体的通入量为0.01-10000g/l，反应温度为0-100℃，反应时间0.0001-5h；利用臭氧高氧化势、不受酸碱度影响、快速反应、对无机物、有机物、细菌、藻类皆有超强破坏能力的特性，让工业铝酸钠溶液与臭氧气体反应除去工业铝酸钠溶液中氧化还原电位小于2.07的物质，包括无机物、有机物、细菌、酵母、寄生生物和藻类等，经臭氧处理过的工业铝酸钠溶液无嗅味、颜色透亮，吸光度在0.001-2.999之间。

3、cn202124493u公开了一种拜耳法氧化铝生产流程除杂净化系统，包括进料槽，多级降温设备、结晶槽、压滤机、热水槽及滤液槽；所述进料槽一支路依次通过所述多级降温设备、结晶槽、压滤机与所述滤液槽连接；所述热水槽一支路分别与多级降温设备及滤液槽连接。本实用新型提供的拜耳法氧化铝生产流程除杂净化系统既可提取钒渣产品，又从技术上解决了流程中钒升高对生产的影响，对稳定指标，提高设备运转效率意义重大。

4、cn104760978b公开了一种高浓度铝酸钠溶液的深度净化工艺，以工业铝酸钠溶液为原料，通入电场，加入氧化剂，含铁等杂质生成难溶沉淀并脱除有机物；然后加入石灰脱硅，生成水化石榴石，新生成的水化石榴石吸附上述杂质，加入絮凝剂，进一步脱除溶液中的铁、硅和有机物，得到一段净化溶液；在一段净化溶液中，加入沉淀剂，再加入吸附剂，静置后过滤，得到二段净化液；将二段净化液进行深度过滤，过滤中垫入大孔阴离子树脂，获得高纯铝酸钠溶液，本发明可低成本、高效率、环境友好地实现铝酸钠溶液的深度净化。

5、以上现有技术中，铝酸钠溶液的提纯净化技术仍然不能满足多品种氧化铝向“高纯化、超细化、功能化”发展的需要，因此需要一种技术将铝酸钠溶液中的杂质元素进一步降低，达到更好的提纯净化效果，满足后续铝酸钠溶液生产氧化铝的需要。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提出了一种铝酸钠溶液提纯净化的方法，包括如下步骤：将活性氢氧化铝晶种加入到铝酸钠溶液中，在搅拌条件下进行多级次原位分解，分离洗涤已富集杂质的氢氧化铝固体，得到提纯后的铝酸钠溶液。

2、优选地，活性氢氧化铝晶种的粒度为：<20μm。

3、优选地，活性氢氧化铝晶种选自拟薄水铝石、微粉氢氧化铝、填料氢氧化铝、研磨氢氧化铝、烘干细氢氧化铝，旋流器溢流细氢氧化铝晶种中的一种。

4、优选地，活性氢氧化铝晶种选自旋流器溢流细氢氧化铝晶种。

5、优选地，旋流器溢流细氢氧化铝晶种按照固含量100-400g/l加入到铝酸钠溶液中。

6、优选地，还包括，分离洗涤已富集杂质的氢氧化铝固体。

7、优选地，铝酸钠溶液选自拜耳法精制后的铝酸钠溶液或氢氧化铝重溶生产的铝酸钠溶液。

8、优选地，还包括，将铝酸钠溶液进行过滤精制，使浮游物＜0.01g/l。

9、优选地，原位分解的温度为60-80℃，时间为10-30min。

10、优选地，多级次分解为1-10次。

11、优选地，可去除铝酸钠溶液中的ca、fe、ti、ga、mn、zn、si等杂质元素。

12、优选地，icp分析杂质元素含量。

13、优选地，检测得到的提纯净化后的铝酸钠溶液中的nk、al2o3、αk，计算分解率为3-8％。

14、根据上述任一方法提纯净化的铝酸钠溶液应用于高品质氧化铝、多品种氧化铝的产品加工。

15、在现有技术铝酸钠溶液生产氧化铝的系统中，铝酸钠溶液的纯度能大大影响氧化铝的产率和质量，所以需要将铝酸钠溶液提纯净化，来提高氧化铝产品的产率和质量。本申请在铝酸钠溶液中加入活性氢氧化铝晶种，由于活性氢氧化铝晶种超细的粒径，能使分解反应快速进行，从而能在得到较少的氢氧化铝晶体的同时，使其富集更多的杂质，得到杂质较少的铝酸钠溶液。得到的氢氧化铝晶体越少，对铝酸钠的消耗就越少，才能保证后续铝酸钠溶液作为原料生产氧化铝时得到的氧化铝的产量和质量。用icp分析铝酸钠溶液提纯前后的杂质含量，用分解率来表征铝酸钠溶液提纯前后的消耗，分解率越小，则说明铝酸钠溶液在除杂过程中消耗越少，所以需要同时兼顾分解率和溶液杂质含量两项检测指标。

16、本申请提供的一种铝酸钠溶液提纯净化的方法，重点在于采取多级次分解进行提纯净化，通过预期产品的质量指标，设计除杂净化方案，首选对铝酸钠溶液经系统分析，明确需要降低杂质的目标，通过制备细晶种，控制好分解条件，重点在：温度、固含、时间等条件的优化，通过检测nk、al2o3及αk准确调控分解工艺，通过控制分解时间和分解温度，来控制分解深度，达到浅分解效果，通过icp分析，检测杂质含量，经过净化的铝酸钠溶液，纯度高、稳定性能耗，非常适合生产高纯氧化铝、多品种氧化铝的生产等。

17、本申请能够带来如下有益效果：

18、1、本申请选取<20μm的超细氢氧化铝晶种作为活性晶种，由于粒度较小，能使分解过程更充分快速，能在得到尽量少的氢氧化铝的同时，吸附更多的杂质。

19、2、本申请选取铝酸钠生产氧化铝流程中既有的旋流器溢流细氢氧化铝晶种作为活性晶种，具有成本低、易得的优点；

20、3、本申请通过添加晶种进行原位分解，通过控制分解时间和分解温度，来控制分解深度，达到浅分解效果，在诱发成核分解析出氢氧化铝的同时，吸附铝酸钠溶液中的杂质，达到提纯净化溶液的效果，特别是对难处理的阳离子、阴离子杂质有不错的效果；

21、4、本申请提供的方法采用多级次分解技术，实现溶液的深度净化提纯，可去除铝酸钠溶液中的ca、fe、ti、ga、mn、zn、si等杂质元素；

22、5、本申请提纯净化后的铝酸钠溶液可以满足高纯氧化铝、多品种氧化铝的深加工，本申请具有工艺简单、可控，便于大规模生产应用的优点。

技术特征：

1.一种铝酸钠溶液提纯净化的方法，其特征在于，包括如下步骤：将活性氢氧化铝晶种加入到铝酸钠溶液中，在搅拌条件下进行多级次原位分解，分离洗涤，得到提纯后的铝酸钠溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，活性氢氧化铝晶种的粒度为：<20μm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，活性氢氧化铝晶种选自拟薄水铝石、微粉氢氧化铝、填料氢氧化铝、研磨氢氧化铝，旋流器溢流细氢氧化铝晶种中的一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，活性氢氧化铝晶种选自旋流器溢流细氢氧化铝晶种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，旋流器溢流细氢氧化铝晶种按照固含量100-400g/l加入到铝酸钠溶液中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原位分解的温度为60-80℃，时间为10-30min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多级次分解为1-10次。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提纯后的铝酸钠溶液为去除至少含ca、fe、ti、ga、mn、zn、si杂质元素后的铝酸钠溶液。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测得到的提纯净化后的铝酸钠溶液中的nk、al2o3、αk，计算分解率为3-8％。

10.一种根据权利要求1-9任一方法提纯净化的铝酸钠溶液应用于高品质氧化铝、多品种氧化铝的产品加工。

技术总结
一种铝酸钠溶液提纯净化的方法，包括：将活性晶种加入到铝酸钠溶液中，在搅拌条件下进行多级次原位分解，分离洗涤，得到提纯后的铝酸钠溶液。本申请通过添加晶种进行原位分解，通过控制分解时间和分解温度，来控制分解深度，达到浅分解效果，在诱发成核分解析出氢氧化铝的同时，吸附铝酸钠溶液中的杂质，达到提纯净化溶液的效果，特别是对难处理的阳离子、阴离子杂质有不错的效果。本申请采用多级次分解技术，实现溶液的深度净化提纯，可去除铝酸钠溶液中的Ca、Fe、Ti、Ga、Mn、Zn、Si等杂质元素。本申请提纯净化后的铝酸钠溶液可以满足高纯氧化铝、多品种氧化铝的深加工。

技术研发人员：陈代荣,焦秀玲,杜善国,张洁,刘洋
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14