铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法

1269 编辑：中冶有色技术网来源：沈阳工业大学

2023-11-30 15:31:04

权利要求书： 1.一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：包括下述步骤：

1）配置铝酸钠溶液水解抑制剂，抑制剂由无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水组成，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为（1?10）:（1?10）:（1?10）:（1?20）:（50?80）；

2）铝土矿采用水热反应釜或溶出钢弹进行溶出氧化铝；

3）溶出后温度降低至100℃以下，打开水热反应釜或溶出钢弹，向溶出溶液中加入溶出溶液总体积1‰?2％的水解抑制剂，并进行搅拌；

4）进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥；

所述步骤3）中，打开水热反应釜或溶出钢弹之后，需将溶出溶液（12）倒入冷却球内，所述冷却球包括外球（3）和内球（4），内球（4）位于外球（3）的内部，内球（4）和外球（3）之间形成了流道，内球（4）的两端分别连接有一个连通管（5），连通管（5）穿过外球（3）将内球（4）的内部与冷却仓（1）的内部连通，外球（3）通过支撑架（9）支撑在冷却仓（1）内，冷却仓（1）内设有冷却液（2），冷却液（2）将冷却球淹没在内，外球（3）的上端连接有进液管（6），进液管（6）的进液口位于冷却液（2）外，外球（3）的下端连接有出液管（10），出液管（10）穿过了冷却仓（1）的侧壁并且出液口位于混合仓（11）的内部上方，水解抑制剂是往混合仓（11）内添加的，混合仓（11）的上端固定有搅拌电机（13），搅拌电机（13）的转轴下端通过联轴器（14）连接有搅拌轴（15），搅拌轴（15）的下端连接有搅拌桨（16）。

2.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述步骤2）中，铝土矿为一水硬铝型铝土矿、一水软铝石型铝土矿或三水铝石型铝土矿中的一种或几种的混合。

3.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述步骤2）中，使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，铝土矿溶出温度为120?300℃。

4.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述步骤3）中，添加水解抑制剂采用滴管、移液管或电子移液器中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述步骤4）中，固液分离采用离心分离、真空过滤分离或压滤分离中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述步骤4）中，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.2?2.0，常温下放置2h以上不发生水解的铝酸钠溶液。

7.根据权利要求1所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述进液管（6）的上端设有一个漏斗（7），漏斗（7）内设有筛网（8），筛网（8）为能够过滤大于等于0.5mm粒径固体的过滤网。

8.根据权利要求7所述的一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，其特征在于：所述筛网（8）的数量大于等于2。

说明书：一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法技术领域[0001] 本发明属于铝土矿加工实验的方法领域，尤其涉及一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法。背景技术[0002] 铝是全球仅次于钢铁的第二大金属材料，被广泛应用于建筑、交通运输、机械设备以及电力电器等国民经济众多行业。铝工业的快速发展带动了电解铝原料——氧化铝工业的发展，据工信部统计，我国2019年氧化铝产量7247.4万吨，占全球氧化铝产量的62％，是世界氧化铝第一生产大国，但铝土矿资源却相对短缺，导致我国氧化铝厂频繁更换铝土矿。在不同的铝土矿应用于生产之前，都要进行铝土矿加工实验，确定其溶出和沉降性能，对工业生产进行指导。另外，在新建氧化铝厂之前，为确定建厂的可行性，必须进行目标矿石的溶出实验，进而进行技术经济评价，确定矿石最经济的使用条件，保证企业总体利润最大化。

[0003] 在进行铝土矿溶出实验过程中，铝土矿溶出后形成低分子比的铝酸钠溶液(分子比在1.2?2.0)，这种低分子比的铝酸钠溶液十分不稳定，在溶出后固液分离过程中会水解生成氢氧化铝，造成实验结果与真实铝土矿溶出数据差别较大。发明内容[0004] 发明目的[0005] 针对上述存在的问题，本发明提供了一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，实现了抑制低分子比铝酸钠溶液水解，使其稳定时间在2小时以上。[0006] 技术方案[0007] 一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，包括下述步骤：[0008] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，抑制剂由无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水组成，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为(1?10):(1?10):(1?10):(1?20):(50?80)；

[0009] 2)铝土矿采用水热反应釜或溶出钢弹进行溶出氧化铝；[0010] 3)溶出后温度降低至100℃以下，打开水热反应釜或溶出钢弹，向溶出溶液中加入溶出溶液总体积1‰?2％的水解抑制剂，并进行搅拌；[0011] 4)进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥。[0012] 优选的，所述步骤2)中，铝土矿为一水硬铝型铝土矿、一水软铝石型铝土矿或三水铝石型铝土矿中的一种或几种的混合。[0013] 进一步的，所述步骤2)中，使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，铝土矿溶出温度为120?300℃。

[0014] 优选的，所述步骤3)中，添加水解抑制剂采用滴管、移液管或电子移液器中的一种。[0015] 优选的，所述步骤4)中，固液分离采用离心分离、真空过滤分离或压滤分离中的一种。[0016] 优选的，所述步骤4)中，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.2?2.0，常温下放置2h以上不发生水解的铝酸钠溶液。[0017] 优选的，所述步骤3)中，打开水热反应釜或溶出钢弹之后，需将溶出溶液倒入冷却球内，所述冷却球包括外球和内球，内球位于外球的内部，内球和外球之间形成了流道，内球的两端分别连接有一个连通管，连通管穿过外球将内球的内部与冷却仓的内部连通，外球通过支撑架支撑在冷却仓内，冷却仓内设有冷却液，冷却液将冷却球淹没在内，外球的上端连接有进液管，进液管的进液口位于冷却液外，外球的下端连接有出液管，出液管穿过了冷却仓的侧壁并且出液口位于混合仓的内部上方，水解抑制剂是往混合仓内添加的，混合仓的上端固定有搅拌电机，搅拌电机的转轴下端通过联轴器连接有搅拌轴，搅拌轴的下端连接有搅拌桨。[0018] 优选的，所述进液管的上端设有一个漏斗，漏斗内设有筛网，筛网为能够过滤大于等于0.5mm粒径固体的过滤网。[0019] 优选的，所述筛网的数量大于等于2。[0020] 优点及效果[0021] 本发明合成了水解抑制剂，加入铝土矿溶出后浆液中，可使低分子比铝酸钠溶液稳定2小时以上，保证了铝土矿溶出实验的准确性。附图说明[0022] 图1为冷却以及混合的设备结构示意图。[0023] 附图标记说明：1.冷却仓、2.冷却液、3.外球、4.内球、5.连通管、6.进液管、7.漏斗、8.筛网、9.支撑架、10.出液管、11.混合仓、12.溶出溶液、13.搅拌电机、14.联轴器、15.搅拌轴、16.搅拌桨。具体实施方式[0024] 一种铝土矿溶出实验分离过程防止水解的方法，包括下述步骤：[0025] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，抑制剂由无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水组成，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为(1?10):(1?10):(1?10):(1?20):(50?80)。

[0026] 2)铝土矿使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，采用水热反应釜或溶出钢弹进行溶出氧化铝，铝土矿溶出温度为120?300℃；铝土矿为一水硬铝型铝土矿、一水软铝石型铝土矿或三水铝石型铝土矿中的一种或几种的混合。[0027] 3)溶出后温度降低至100℃以下，打开水热反应釜或溶出钢弹，采用滴管、移液管或电子移液器中的一种向溶出溶液中加入溶出溶液总体积1‰?2％的水解抑制剂，并进行搅拌。[0028] 4)采用离心分离、真空过滤分离或压滤分离中的一种固液分离方法进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.2?2.0，常温下放置2h以上不发生水解的铝酸钠溶液。

[0029] 优选的，在步骤3)中，可以使用到冷却以及混合的设备，可以使温度降低至100℃以下的溶出溶液快速下降到更低的温度，不会因为温度过高导致添加水解抑制剂的时候导致无效的蒸发，能够提升混合效果。打开水热反应釜或溶出钢弹之后，将溶出溶液12倒入冷却球内，冷却球包括外球3和内球4，内球4位于外球3的内部，内球4和外球3之间形成了流道，内球4的两端分别连接有一个连通管5，连通管5穿过外球3将内球4的内部与冷却仓1的内部连通，外球3通过支撑架9支撑在冷却仓1内，冷却仓1内设有冷却液2，冷却液2将冷却球淹没在内，外球3的上端连接有进液管6，进液管6的进液口位于冷却液2外，进液管6的上端设有一个漏斗7，漏斗7内设有筛网8，筛网8为能够过滤大于等于0.5mm粒径固体的过滤网，筛网8的数量大于等于2，外球3的下端连接有出液管10，出液管10穿过了冷却仓1的侧壁并且出液口位于混合仓11的内部上方，水解抑制剂是往混合仓11内添加的，混合仓11的上端固定有搅拌电机13，搅拌电机13的转轴下端通过联轴器14连接有搅拌轴15，搅拌轴15的下端连接有搅拌桨16。[0030] 实施例1[0031] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为1:1:1:17:80。

[0032] 2)铝土矿使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，采用水热反应釜进行溶出氧化铝，铝土矿溶出温度为300℃；铝土矿为一水硬铝型铝土矿。[0033] 3)溶出后温度降低至99℃，打开水热反应釜，采用滴管向溶出溶液中加入溶出溶液总体积1‰的水解抑制剂，并进行搅拌。[0034] 4)采用离心分离的固液分离方法进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.2，常温下放置2h不发生水解的铝酸钠溶液。[0035] 实施例2[0036] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为10:10:10:20:50。

[0037] 2)铝土矿使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，采用溶出钢弹进行溶出氧化铝，铝土矿溶出温度为120℃；铝土矿为一水软铝石型铝土矿。[0038] 3)溶出后温度降低至90℃，打开溶出钢弹，采用移液管向溶出溶液中加入溶出溶液总体积8‰的水解抑制剂，并进行搅拌。[0039] 4)采用真空过滤分离的固液分离方法进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.4，常温下放置3h不发生水解的铝酸钠溶液。[0040] 实施例3[0041] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为5:5:5:10:75。

[0042] 2)铝土矿使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，采用水热反应釜进行溶出氧化铝，铝土矿溶出温度为180℃；铝土矿为三水铝石型铝土矿。[0043] 3)溶出后温度降低至88℃，打开水热反应釜，采用电子移液器向溶出溶液中加入溶出溶液总体积1％的水解抑制剂，并进行搅拌。[0044] 4)采用离心分离、真空过滤分离或压滤分离中的一种固液分离方法进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥，稳定的铝酸钠溶液为分子比1.7，常温下放置4h不发生水解的铝酸钠溶液。[0045] 实施例4[0046] 1)配置铝酸钠溶液水解抑制剂，无水乙醇、EDTA、甘露醇、酒石酸钠和水的比例为3:8:4:12:73。

[0047] 2)铝土矿使用碱液溶出铝土矿中的氧化铝，采用溶出钢弹进行溶出氧化铝，铝土矿溶出温度为250℃；铝土矿为一水硬铝型铝土矿、一水软铝石型铝土矿和三水铝石型铝土矿的混合。[0048] 3)溶出后温度降低至80℃，打开溶出钢弹，采用滴管向溶出溶液中加入溶出溶液总体积2％的水解抑制剂，并进行搅拌。[0049] 4)采用压滤分离的固液分离方法进行固液分离和洗涤，得到稳定的铝酸钠溶液和赤泥，稳定的铝酸钠溶液为分子比2.0，常温下放置10h不发生水解的铝酸钠溶液。[0050] 显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。