一种氧化铝结晶助剂及其制备方法与流程

本发明属于氧化铝生产
技术领域：
，具体涉及一种氧化铝结晶助剂及其制备方法。
背景技术：
：随着电解铝技术的飞快发展，对氧化铝的质量提出了更严格的要求。砂状氧化铝因为其流动性好、强度大、活性高及环保节能等优良性质逐渐替代粉状氧化铝成为国内外电解铝厂的理想原料。生产砂状氧化铝往往对生产工艺有更高的要求，特别是铝酸钠溶液种分分解工序，提高种分效率是氧化铝行业共同面临的难题。铝酸钠溶液种分分解过程中伴随着复杂的物理化学变化，为了提高种分效率，使用结晶助剂是最简单有效的方法。国内大部分厂家使用的是进口结晶助剂，这一现状制约了我国氧化铝生产企业的发展，所以研发一款具有自主知识产权以及适合自身特点的结晶助剂成为迫切需要。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种氧化铝结晶助剂及其制备方法。该氧化铝结晶助剂可以强化晶种分解过程，提高铝酸钠溶液种分分解效率，促进颗粒之间的交互生长以及抑制二次成核，成本低，制备工艺简单。为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：提供一种氧化铝结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油38-50份，植物沥青2-10份，混合型表面活性剂20-40份，不饱和脂肪酸酯10-20份，其中所述混合型表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物。按上述方案，所述氧化铝结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油45-50份，植物沥青2-5份，混合型表面活性剂25-35份，不饱和脂肪酸酯15-20份。按上述方案，所述矿物润滑油为润滑油基础油100sn、150sn、150n、200sn中的至少一种。按上述方案，所述混合型表面活性剂中，所述阴离子表面活性剂为硬脂酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠中的至少一种，所述非离子型表面活性剂为壬基酚、聚山梨酯80中的至少一种。按上述方案，所述混合型表面活性剂中，所述阴离子表面活性剂和所述非离子表面活性剂质量比为(4-7)：1。按上述方案，所述不饱和脂肪酸酯为油酸甲酯、亚油酸甲酯中的至少一种。提供一种上述氧化铝结晶助剂的制备方法，具体包括以下步骤：1)先将矿物润滑油与不饱和脂肪酸酯混合，在40-50℃温度条件下搅拌15-30分钟；2)再将混合表面活性剂加入，混合搅拌5-10分钟；3)最后加入植物沥青，混合搅拌30-60分钟后停止加热冷却到常温，即得氧化铝结晶助剂。混合型表面活性剂在铝酸钠溶液中吸附到晶种表面，改变了溶液的表面张力及界面张力，压缩双电层，改变体系的界面组成及结构，有利于铝酸根离子靠近氢氧化铝晶体表面，从而使铝酸根离子在晶种表面的某些活性点上的浓度增加，从而导致结晶的析出，进而提高铝酸钠溶液种分分解效率。植物沥青组成是10％甾醇、5％维生素e及大量的高级脂肪酸，其中高级脂肪酸包括油酸、亚油酸以及硬脂酸钠等，可降低溶液的表面张力，促进氯酸钠溶液种分分解，甾醇可以作为w/o乳化剂具有良好的渗透性，可以促使表面活性剂分子在溶液中分散，其次植物沥青可以作为颗粒之间的黏合剂，将强度低、联系松散的颗粒更加紧密的联系在一起。矿物润滑油与不饱和脂肪酸酯具有良好的润滑性与增溶性，矿物润滑油吸附在晶种表面，使其表面疏水，增大颗粒表面的湿润角，有利于增强颗粒之间的附聚能力。本发明的有益效果为：本发明提供的氧化铝结晶助剂，通过矿物润滑油、植物沥青、混合型表面活性剂和不饱和脂肪酸酯的协同配合作用，可以有效的提高氢氧化铝颗粒的附聚，强化晶种分解过程，提高铝酸钠溶液种分分解效率，促进颗粒之间的交互生长以及抑制二次成核，成本低，制备工艺简单，具有良好的工业应用前景。具体实施方式下面通过具体实施例来进一步解释说明本发明，但不是限制本发明的范围。实施例1提供一种氧化铝结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油50份、植物沥青5份、混合型表面活性剂27份、不饱和脂肪酸酯18份。其中，矿物润滑油为基础油150sn，混合型表面活性剂为硬脂酸钠与壬基酚混合物(质量比为5:1)，不饱和脂肪酸酯为油酸甲酯。上述氧化铝结晶助剂的制备方法，包括以下步骤：1)先将基础油150sn与油酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到45℃，到达预定温度后搅拌15分钟。2)随后将硬脂酸钠与壬基酚加入到反应釜，搅拌5分钟。3)最后加入植物沥青，混合搅拌60分钟后停止加热。冷却到常温，即得氧化铝结晶助剂，为深棕色液体。实施例2提供一种氧化铝结晶助剂，按质量百分数计，由以下组分组成：矿物润滑油50份、植物沥青3份、混合型表面活性剂30份、不饱和脂肪酸酯17份。其中，矿物润滑油为基础油150sn，混合型表面活性剂为硬脂酸钠与聚山梨酯80混合物(质量比为6:1)，不饱和脂肪酸酯为油酸甲酯。上述氧化铝结晶助剂的制备方法，包括以下步骤：1)先将基础油150n与油酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到50℃，到达预定温度后搅拌30分钟。2)随后将硬脂酸钠与聚山梨酯80加入到反应釜，搅拌10分钟。3)最后加入植物沥青，混合搅拌60分钟后停止加热。冷却到常温，即得氧化铝结晶助剂，为深棕色液体。实施例3提供一种氧化铝结晶助剂，按质量百分数计，由以下组分组成：矿物润滑油40份、植物沥青10份、混合型表面活性剂30份、不饱和脂肪酸酯20份。其中，矿物润滑油为基础油150sn，混合型表面活性剂为月桂醇聚醚硫酸酯钠与聚山梨酯80混合物(质量比为7:1)，不饱和脂肪酸酯为亚油酸甲酯。上述氧化铝结晶助剂的制备方法，包括以下步骤：1)先将基础油100sn与亚油酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到45℃，到达预定温度后搅拌20分钟；2)随后将月桂醇聚醚硫酸酯钠与聚山梨酯80加入到反应釜，搅拌10分钟；3)最后加入植物沥青，混合搅拌45分钟后停止加热。冷却到常温，即得氧化铝结晶助剂，为深棕色液体。对比例1市售产品：snf结晶助剂。对比例2市售产品：nalco结晶助剂。对比例3本对比例为空白组，未添加任何助剂。将实施例1-3和对比例1-3制备的产品进行性能测试，测试方法如下：模拟广西某氧化铝厂现场的工艺条件，进行种分分解实验。取生产现场的铝酸钠精液以及氢氧化铝晶种，首槽温度为62℃，末槽温度为50℃，分解时间为48小时，搅拌速度为100r/min，固含量为850g/l，结晶助剂的添加量为30ppm。开始种分分解时，首先加入铝酸钠精液，并升温到62℃，随后加入30ppm的结晶助剂，搅拌30min，然后加入氢氧化铝晶种。反应降温速率为每4小时降温1℃。反应结束后取样进行后处理，然后采用《中华人民共和国化工行业标准hgt4518-2013》对反应液进行滴定分析，检测出溶液苛性碱，氧化铝的含量以及苛性比，随即得出分解率。氢氧化铝晶种用激光粒度分析仪检测其粒度，以晶种粒度分布＞45μm为参考，并通过sem扫描电镜观察氢氧化铝颗粒表面情况。分解率(％)αk1(苛性比)------铝酸钠原液的苛性碱与氧化铝氧含量的比值αk0(苛性比)------铝酸钠母液反应后苛性碱与氧化铝含量的比值具体铝酸钠溶液分析结果及氢氧化铝粒径分析结果如表1所示：表1实施例1-3和对比例1-3的结晶助剂性能对比苛性比(αk0/αk1)分解率(％)＞45μm(％)实施例12.93/1.6244.7159.32实施例23.00/1.6246.0060.74实施例32.98/1.6245.6459.96对比例12.85/1.6243.1558.69对比例22.87/1.6243.5559.47对比例32.77/1.6241.5255.74测试结果表明实施例1-3得到的结晶助剂在铝酸钠溶液中的强化作用表现良好，具有很好地工业前景。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。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它不同形式的变化或变动。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。当前第1页1 2 3 

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