CN101792162A - 铝酸钠溶液的复合脱色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝酸钠溶液的复合脱色方法,将铝酸钠溶液加入反应槽中,向反应槽中加入活性炭负载的TiO2催化剂,开启搅拌装置和循环泵,用光强度为5000~10000cd/m2的紫外线照射处理,并向所述铝酸钠溶液中通入臭氧气体进行脱色反应,脱色反应时间根据铝酸钠溶液的初始色度及最终色度的要求而定。用分光光度计测定波长470nm吸光度来判断。本发明特别适应于初始铝酸钠溶液的色度高、终止铝酸钠的色度要求低的铝酸钠的快速脱色,正常生产温度下就可以进行,不需要另外加热,脱色效果优于烧结法产品的色度。
Description
一、技术领域:
本发明涉及一种铝酸钠的脱色方法,特别是涉及一种铝酸钠溶液的复合脱色方法。
二、背景技术:
工业生产氢氧化铝分为烧结法和拜尔法。烧结法的主要特点是:流程复杂、能耗高、投资大、运行费用高、产品白度高;拜尔法的主要特点是:流程相对简单、能耗低、投资相对小、运行费用低、产品白度低。拜尔法因成本低、产品白度高,主要用于生产普通电解铝;烧结法尽管成本高,因产品白度高、附加值高,主要用于多品种氢氧化铝的生产。铝酸钠溶液一般是黄色或者黄褐色,不同生产厂家、不同生产方法色度有差别。烧结法生产的铝酸钠***在470nm吸光度一般在0.1~0.2;拜尔法生产的铝酸钠***在470nm吸光度一般在0.5以上。寻找低成本生产高白度氢氧化铝的方法,对铝酸钠溶液进一步进行脱色,研究的人较少,均没有任何实质性进展。
经检索,公开号CN101580293、申请号为CN200910086051.X的专利公开了一种铝酸钠溶液的脱色方法,该方法是在氧化铝***中添加石灰乳进行脱色反应,使***中的铁和硅以钙水化石榴石和铁水化石榴石化合物结晶析出,钒酸根、铬酸根、氟离子及有机物形成钙盐结晶,石灰乳吸收***中的黑色微粒,反应后的浆液用叶滤机进行液固分离,得到消光值合格的***。该方法存在如下缺点:(1)脱色温度较高(98-108℃),能耗大;(2)反应时加入石灰乳,增加了氧气铝的损失,增加生产成本;(3)需要增加叶滤机等液固分离设备;(4)反应包括加热、反应、液固分离等过程,整体流程较长,脱色时间较长;(5)最主要的缺陷是经过脱色后的铝酸钠溶液色度仍然较高,达不到烧结法产品的白度。由于该方法存在较大缺陷,一直没有得到有效应用。
三、发明内容:
本发明要解决的技术问题:在于提供一种方法简单、成本低、脱色效果较好的铝酸钠溶液的复合脱色方法。
本发明的技术方案:
一种铝酸钠溶液的复合脱色方法,将铝酸钠溶液加入反应槽中,向反应槽中加入活性炭负载的TiO2催化剂,开启搅拌装置和循环泵,用光强度为5000~10000cd/m2的紫外线照射处理,并向所述铝酸钠溶液中通入臭氧气体进行脱色反应,脱色反应时间根据铝酸钠溶液的初始色度及最终色度的要求而定。
所述通入臭氧气体的速度为20~80g/h,压力为0.1~1.5MPa。
所述活性炭负载的TiO2催化剂用量为10~100克/每升铝酸钠溶液,所述活性炭负载的TiO2催化剂中TiO2含量为10%(重量比)、活性炭含量为90%(重量比)。所述色度用分光光度计测定铝酸钠溶液在波长470nm时的吸光度判断。
所述脱色反应时铝酸钠溶液的温度为20~80℃,铝酸钠溶液的初始色度在470nm时的吸光度为0.25~1.95,最终色度在470nm时的吸光度为0.04~0.1,脱色反应时间不超过4h。
本发明的复合脱色方法可采用活性炭负载TiO2催化、臭氧氧化、紫外线结合进行脱色;也可采用活性炭负载TiO2催化剂结合臭氧氧化进行脱色;也可采用臭氧氧化结合紫外线进行脱色。
本发明的积极有益效果:
(1)本发明的铝酸钠溶液的复合脱色方法,反应温度为20~80℃,正常生产温度下就可以实现,不需要另外加热;根据铝酸钠溶液的初始色度、终止色度要求进行循环脱色,脱色后色度能达到470nm吸光度时0.1以下,最低色度能达到470nm时吸光度0.04,优于烧结法产品的色度。
(2)本发明适应于生产氢氧化铝过程中所有铝酸钠溶液的脱色,如铝酸钠***、铝酸钠洗液或母液,氧化铝浓度在300g/l以下均可进行处理;脱色程度用普通分光光度计测定,简单易行;脱色反应中无氧化铝损失,因此氧化铝的回收率较高。
(3)反应中采用常压操作,不需要压力容器;脱色速度快,一般4h内即可完成;整体生产流程短,操作简单易行。
(4)本发明的方法投资少、运行费用低,不产生废渣,成本低,可对铝酸钠溶液脱色,也可对铝酸钠溶液和氢氧化铝固体的混合物脱色,适用范围较广。
四、具体实施方式:
实施例1:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取20℃的铝酸钠洗液40升于脱色反应槽中(其中氧化铝浓度25g/l,苛性碱浓度为45g/l,470nm吸光度为0.25),放入400g活性炭负载TiO2催化剂,其中活性炭含量为90%(重量比)、TiO2含量为10%(重量比)。
开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(可使用一个250瓦,输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以20g/h的速度通入压力为0.1MPa的臭氧气体,进行脱色反应50min,反应中铝酸钠溶液在循环泵的作用下不断循环。最后测定铝酸钠洗液在470nm时的吸光度为0.04。
实施例2:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取80℃铝酸钠洗液(其中氧化铝浓度25g/l,苛性碱浓度为45g/l,470nm吸光度为0.25)40升于脱色反应槽,放入600g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以30g/h的速度通入压力为1.5MPa的臭氧气体,进行脱色反应60min,测定铝酸钠洗液在470nm时的吸光度为0.04。
实施例3:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度160g/l,苛性碱浓度为156g/l,470nm吸光度为0.85)40升于脱色反应槽,放入800g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以60g/h的速度通入压力为0.5MPa的臭氧气体,进行脱色反应100min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.08。
实施例4:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度220g/l,苛性碱浓度为225g/l,470nm吸光度为1.80)40升于脱色反应槽,放入2000g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以70g/h的速度通入压力为1.0MPa的臭氧气体,进行脱色反应180min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.09。
实施例5:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度205g/l,苛性碱浓度为215g/l,470nm吸光度为1.65)40升于脱色反应槽,加入氢氧化铝固体16kg,放入400g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以80g/h的速度通入压力为1.2MPa的臭氧气体,进行脱色反应150min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.07。
实施例6:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取50℃铝酸钠蒸发母液(氧化铝浓度162g/l,苛性碱浓度为280g/l,470nm吸光度为1.95)40升于脱色反应槽,放入1500g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央的高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以60g/h的速度通入压力为1.3MPa的臭氧,进行脱色反应240min,测定铝酸钠蒸发母液在470nm时的吸光度为0.06。
实施例7:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度205g/l,苛性碱浓度为215g/l,470nm吸光度为1.65)40升于脱色反应槽,加入氢氧化铝固体20kg,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,加入400g活性炭负载TiO2催化剂,以80g/h的速度通入压力为0.8MPa的臭氧,脱色反应170min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.06。
实施例8:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(氧化铝浓度205g/l,苛性碱浓度为215g/l,470nm吸光度为1.65)40升于脱色反应槽,加入氢氧化铝固体30kg,开启反应槽搅拌及汽液混合循环泵,开启脱色反应槽中央高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的输出光强度为5000cd/m2的高压水银紫外线灯),以80g/h的速度通入压力为1.2MPa的臭氧,脱色反应200min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.05。
实施例9:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(氧化铝浓度205g/l,苛性碱浓度为215g/l,470nm吸光度为1.65)40升于脱色反应槽,加入氢氧化铝固体30kg,开启反应槽搅拌及循环泵,开启脱色反应槽中央高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的输出光强度为8000cd/m2的高压水银紫外线灯),以80g/h的速度通入臭氧,进行脱色反应180min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.06。
实施例10:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(氧化铝浓度205g/l,苛性碱浓度为215g/l,470nm吸光度为1.65)40升于脱色反应槽,加入氢氧化铝固体30kg,开启反应槽搅拌及循环泵,开启脱色反应槽中央高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的输出光强度为10000cd/m2的高压水银紫外线灯),以80g/h的速度通入臭氧,进行脱色反应150min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.05。
实施例11:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度160g/l,苛性碱浓度为156g/l,470nm吸光度为0.85)40升于脱色反应槽,放入3000g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及循环泵,开启脱色反应槽中央高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为10000cd/m2的高压水银紫外线灯),以60g/h的速度通入臭氧气体,脱色反应70min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.06。
实施例12:铝酸钠溶液的复合脱色方法
取60℃铝酸钠***(其中氧化铝浓度160g/l,苛性碱浓度为156g/l,470nm吸光度为0.85)40升于脱色反应槽,放入3500g活性炭负载TiO2催化剂,开启反应槽搅拌及循环泵,开启脱色反应槽中央高压水银紫外线灯(使用一个250瓦的能输出光强度为8000cd/m2的高压水银紫外线灯),以60g/h的速度通入臭氧气体,脱色反应80min,测定铝酸钠***在470nm时的吸光度为0.07。
Claims (10)
1.一种铝酸钠溶液的复合脱色方法,其特征在于:将铝酸钠溶液加入反应槽中,向反应槽中加入活性炭负载的TiO2催化剂,开启搅拌装置和循环泵,用光强度为5000~10000cd/m2的紫外线照射处理,并向所述铝酸钠溶液中通入臭氧气体进行脱色反应,脱色反应时间根据铝酸钠溶液的初始色度及最终色度的要求而定。
2.根据权利要求1所述的复合脱色方法,其特征在于:所述通入臭氧气体的速度为20~80g/h,压力为0.1~1.5MPa。
3.根据权利要求1所述的复合脱色方法,其特征在于:所述活性炭负载的TiO2催化剂用量为10~100克/每升铝酸钠溶液,所述活性炭负载的TiO2催化剂中TiO2含量为10%(重量比)、活性炭含量为90%(重量比)。
4.根据权利要求1所述的复合脱色方法,其特征在于:所述色度用分光光度计测定铝酸钠溶液在波长470nm时的吸光度进行判断。
5.根据权利要求1~4任一项所述的复合脱色方法,其特征在于:所述脱色反应时铝酸钠溶液的温度为20~80℃,铝酸钠溶液的初始色度在470nm时的吸光度为0.25~1.95,最终色度在470nm时的吸光度为0.04~0.1,脱色反应时间不超过4h。
6.一种铝酸钠溶液的复合脱色方法,其特征在于:将铝酸钠溶液加入反应槽中,向反应槽中加入活性炭负载的TiO2催化剂或用光强度为5000~10000cd/m2的紫外线进行照射处理,然后开启搅拌装置和循环泵,并向所述铝酸钠溶液中通入臭氧气体进行脱色反应;脱色反应时间根据铝酸钠溶液的初始色度及最终色度的要求而定。
7.根据权利要求6所述的复合脱色方法,其特征在于:所述通入臭氧气体的速度为20~80g/h,臭氧气体的压力为0.1~1.5MPa。
8.根据权利要求6所述的复合脱色方法,其特征在于:所述活性炭负载的TiO2催化剂用量为10~100克/每升铝酸钠溶液,所述活性炭负载的TiO2催化剂中TiO2含量为10%(重量比)、活性炭含量为90%(重量比)。
9.根据权利要求6所述的复合脱色方法,其特征在于:所述色度用分光光度计测定铝酸钠溶液在波长470nm时的吸光度进行判断。
10.根据权利要求6~9任一项所述的复合脱色方法,其特征在于:所述脱色反应时铝酸钠溶液的温度为20~80℃,铝酸钠溶液的初始色度在470nm时的吸光度为0.25~1.95,铝酸钠溶液的最终色度在470nm时的吸光度为0.04~0.1,脱色反应时间不超过4h。
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