一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂及其制备方法与流程

2021-01-31 00:01:16|

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本发明属于氧化铝生产
技术领域：
，具体涉及一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂及其制备方法。
背景技术：
：近年来随着我国铝行业的飞速发展，铝及其合金在电子，航天航空与医疗等各方面的运用，铝的产量与消费量已经位居有色金属前列。迄今为止，国内外90％以上的氧化铝均由拜耳法生产。拜耳法具有流程简单和生产成本低等优点。但是同样也存在问题，首先就是铝土矿中存在的有机物会对生产产生危害，特别影响晶种分解过程，会导致氢氧化铝粒度变化，降低氧化铝的质量，其次影响分解率。另外一点就是我国大都使用的是一水硬铝石型铝土矿，采用的是高浓度，高固含，在较低的分解温度下生产砂状氧化铝的控制技术，由于分解条件的变化，会导致分解成核的减少或者增多与氧氧化铝粒度的粗化或者细化，形成一个不稳定的波动变化，对氧化铝的质量会造成很大的影响。如今为了提高氧化铝产品的质量与数量，国内外厂家使用结晶助剂以促进氧化铝生产效率。国内氧化铝生产厂家大部分使用的是进口结晶助剂，例如nalco与snf等。这一现状制约了我国氧化铝产业的发展，同时进口结晶助剂的使用费用提高了氧化铝生产成本。其次国外的铝土矿主要是以三水铝石为主要原料，而我国的铝土矿为一水铝石，部分进口结晶助剂在氧化铝生产中并不能达到预期的效果。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂及其制备方法。该结晶助剂可以有效的提高氢氧化铝颗粒的附聚，晶种粒度分布＞45μm的比例较高，同时还可以提高铝酸钠溶液的分解率，制备成本低，工艺简单。为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：提供一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油40-50份，生物柴油20-35份，聚环氧烷类高分子化合物5-8份，阴离子表面活性剂8-10份，不饱和脂肪酸酯10-15份。按上述方案，所述结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油为45-50份；生物柴油为20-30份；聚环氧烷类高分子化合物为7份；阴离子表面活性剂为8-9份；不饱和脂肪酸酯为10-12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，所述生物柴油为脂肪酸甲酯。按上述方案，所述聚环氧烷类高分子化合物为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷中的至少一种。优选地，聚环氧乙烷分子量为600-2000，聚环氧丙烷分子量为5000-20000。按上述方案，所述阴离子表面活性剂为聚丙烯酰胺、硬脂酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、烷基磺酸钠中的至少一种。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。提供一种上述用于氧化铝生产过程中的结晶助剂的制备方法，具体包括以下步骤：1)先将矿物润滑油与生物柴油混合，在40-50℃温度条件下搅拌15-30分钟；2)再加入不饱和脂肪酸酯，混合搅拌5-10分钟；3)最后加入聚环氧烷类高分子化合物与阴离子表面活性剂，混合搅拌30-60分钟后停止加热冷却到常温，即得用于氧化铝生产过程中的结晶助剂。本发明提供的用于氧化铝生产过程中的结晶助剂中，生物柴油与矿物润滑油具有良好的润滑性，可以增大氢氧化铝颗粒的湿润角，降低表面张力，同时与聚环氧烷类高分子化合物一样还可以作为粘合剂，加强颗粒之间的附聚，增加晶粒尺寸。不饱和脂肪酸酯具有良好的增溶性，可以增大阴离子表面活性剂在溶液中的溶解度。表面活性剂成分可降低铝酸钠溶液的表面张力，从而提高分解率。本发明的有益效果为：本发明提供的结晶助剂，通过矿物润滑油、生物柴油、聚环氧烷类高分子化合物、阴离子表面活性剂、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，晶种粒度分布＞45μm的比例较高，同时还可以提高铝酸钠溶液的分解率，成本低，制备工艺简单，具有良好的应用前景。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提供一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油50份、生物柴油25份、聚环氧烷类高分子化合物7份、阴离子表面活性剂8份、不饱和脂肪酸酯10份。其中，矿物润滑油为基础油150sn、生物柴油为脂肪酸甲酯、聚环氧烷类高分子化合物为聚环氧乙烷600、阴离子表面活性剂为硬脂酸钠、不饱和脂肪酸酯为油酸甲酯。上述用于氧化铝生产过程中的结晶助剂的制备方法包括以下步骤：1)先将基础油150sn与脂肪酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到45℃，到达预定温度后搅拌15分钟。2)随后将油酸甲酯加入到反应釜，搅拌5分钟。3)最后加入聚环氧乙烷与硬脂酸钠，混合搅拌60分钟后停止加热；冷却到常温，即得用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，为棕色透明液体。实施例2提供一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油50份、生物柴油23份、聚环氧烷类高分子化合物7份、阴离子表面活性剂8份、不饱和脂肪酸酯12份。其中，矿物润滑油为基础油150n、生物柴油为脂肪酸甲酯、聚环氧烷类高分子化合物为聚环氧丙烷5000、阴离子表面活性剂为烷基磺酸钠、不饱和脂肪酸酯为油酸甲酯。上述用于氧化铝生产过程中的结晶助剂的制备方法包括以下步骤：1)先将基础油150n与脂肪酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到50℃，到达预定温度后搅拌30分钟。2)随后将油酸甲酯加入到反应釜，搅拌10分钟。3)最后加入聚环氧丙烷与烷基磺酸钠，混合搅拌60分钟后停止加热。冷却到常温，即得用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，为棕色透明液体。实施例3提供一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，按质量份数计，由以下组分组成：矿物润滑油45份、生物柴油29份、聚环氧烷类高分子化合物7份、阴离子表面活性剂9份、不饱和脂肪酸酯10份。其中，矿物润滑油为基础油100sn、生物柴油为脂肪酸甲酯、聚环氧烷类高分子化合物为聚环氧丙烷5000、阴离子表面活性剂为硬脂酸钠、不饱和脂肪酸酯为亚油酸甲酯。上述用于氧化铝生产过程中的结晶助剂的制备方法包括以下步骤：1)先将基础油100sn与脂肪酸甲酯加入反应釜，启动搅拌，升温到45℃，到达预定温度后搅拌20分钟。2)随后将亚油酸甲酯加入到反应釜，搅拌10分钟。3)最后加入聚环氧丙烷与硬脂酸钠，混合搅拌45分钟后停止加热；冷却到常温，即得到所需的一种用于氧化铝生产过程中的结晶助剂，为棕色透明液体。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。取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，结晶助剂的加药量为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。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12.92/1.5247.9657.47实施例23.03/1.5249.8358.96实施例33.05/1.5250.1662.14对比例12.91/1.5247.7758.99对比例23.05/1.5249.8360.21对比例32.78/1.5245.3249.58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，具有很好地工业应用前景。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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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