本发明涉及氧化铝生产
技术领域：
，特别是涉及一种氧化铝生产用分解结晶助剂。
背景技术：
：我国的氧化铝厂是以一水硬铝石为原料，采用拜尔法用高浓度铝酸钠溶液生产砂状氧化铝。其中铝酸钠溶液晶种分解是拜尔法生产氧化铝的主要工序之一，也是实现砂状氧化铝的关键工序。目前普遍认为，影响分解过程的因素很多，这些因素的影响是多方面且复杂的，并且因条件不同而不同，因此，控制分解过程的条件对砂状氧化铝产出率和产品质量都有很大影响。提质提产增效已经成为目前氧化铝生产中的主要研究方向。国内主要采用中铝广西分公司的分解模式，即为高固含高浓度中等温度一段法氧化铝生产技术，其分解率46～53％，精液产出率75～95kg/m3；产品质量，尤其是粒度指标相差很大，有的距离砂状氧化铝指标相差甚远。为了改变现状，许多厂家开始在分解过程添加进口或国产的结晶助剂，起到了较好的效果。但目前使用的这些结晶助剂均为油性有机物或乳化物，其水溶性或碱溶性不太好，在结晶体系中分散性能不佳，并且在粒度改善和提高分解率方面效果不够理想。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是提供一种水溶性好的氧化铝生产用分解结晶助剂。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氧化铝生产用分解结晶助剂，所述分解结晶助剂的质量百分比组成如下：组分10～60％组分20～60％组分30～60％；所述组分1任选自甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚乙烯醇中的任一种或几种；所述组分2任选自硬脂酸钠、油酸钠、腐植酸钠中的任一种或几种；所述组分3任选自二乙醇胺、三乙醇胺、聚丙烯酰胺中的任一种或几种。优选地，所述的氧化铝生产用分解结晶助剂，其质量百分比组成如下：组分120～60％组分20～40％组分30～40％；所述组分1任选自甲醇、乙醇、丙醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚乙烯醇中的任一种或几种；所述组分2任选自硬脂酸钠、油酸钠、腐植酸钠中的任一种或几种；所述组分3任选自二乙醇胺、三乙醇胺、聚丙烯酰胺中的任一种或几种。进一步优选地，所述分解结晶助剂的质量百分比组成如下：甲醇45％油酸钠30％三乙醇胺25％。或者，所述分解结晶助剂的质量百分比组成如下：甲醇30％乙醇30％二乙醇胺40％。或者，所述分解结晶助剂的质量百分比组成如下：丙三醇45％聚乙烯醇15％油酸钠40％。以上所述的分解结晶助剂的用量为：每立方米的铝酸钠精液中添加所述分解结晶助剂3～500g。铝酸钠溶液种子分解过程，即种分过程是拜耳法的一个重要工序。拜耳法生产氧化铝工艺过程大致如下，用氢氧化钠溶液溶出铝土矿，得到溶出矿浆，溶出矿浆经稀释、沉降分离后得到铝酸钠粗液，铝酸钠粗液经叶滤得到铝酸钠精液，向铝酸钠精液中添加al(oh)3晶种进行铝酸钠溶液种子分解过程，在不断搅拌的条件下，铝酸钠精液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，分解得到的母液经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿。种分过程是拜耳法生产中最耗时的工序，一般为45～72小时，分解率也一般不超过55％。由于影响分解的因素很多，如温度、分子比、种子比、种子粒度、苛性碱浓度等，使种分过程成为氧化铝工业生产技术发展的瓶颈。通过添加分解结晶助剂，可以强化种分过程，改进氢氧化铝结晶的晶体结构，提高分解率，粗化晶粒等。具体的，本发明提供的分解结晶助剂对于种分过程主要有以下几个方面的作用效果。(1)可促进al(oh)3细粒子的附聚小的氢氧化铝颗粒首先由于微小颗粒间吸引力的作用而松散地结合在一起形成团块，这些团块可以通过氢氧化铝的析出而变大，也可以由于分离又重新变成小颗粒。当分解速率高时，这些松散结合的团块被新析出的氢氧化铝快速地粘接在一起而成为新的氢氧化铝晶体；当分解速率低时，这些团块则在析出的氢氧化铝把它们粘接在一起之前就破裂了。本发明提供的分解结晶助剂的作用就是在氢氧化铝细粒上形成疏水性表面，来强化氢氧化铝颗粒之问的有效碰撞次数，在细粒表面形成的油层使颗粒粘附在一起的时间足够长，使析出的氢氧化铝把它们粘接在一起。(2)消除有机物的影响在铝酸钠溶液中存在许多有机物杂质，如羟基有机化合物，它们分解过程极为有害。在种分过程中，有机物吸附在晶种颗粒的活性点上，阻止了扩散的铝酸根离子的吸附，抑制了氢氧化铝的增长，降低了种分速率，从而抑制了氢氧化铝的种分过程。铝酸钠溶液中存在的草酸钠(低于饱和极限)通过降低表面张力，降低分解活化能而增加了细粒子的成核和附聚作用，改变了粒度分布及粒子的表面特性而显著地影响溶液产量，造成氢氧化铝晶体粒度分布变小，导致产品细化。通过向铝酸钠溶液中添加分解结晶助剂，可以限制或消除草酸钠对拜耳法溶液氢氧化铝结晶的不利影响。(3)提高分解率本发明提供的分解结晶助剂具有强烈的表面吸附作用，加入很少量即能大大降低溶剂的表面张力，改变体系的界面组成与结构。而且表面活性剂在溶液中达到一定的浓度以上，会形成分子有序组合体.从而产生一系列重要功能，即表面活性剂溶液中若干个溶质分子或离子缔合成肉眼看不见的胶团。这些胶团是以非极性基团为内核，以极性基团为外层的分子有序组合体，胶团在一定浓度以上才能大量生成，该浓度称为临界胶团浓度。在胶团溶液中，胶团与溶解的溶质分子(称为单体)成平衡。如果单体是表面活性离子，形成的聚合体会结合一些反离子，两者的总量决定胶团所带电荷。这些胶团能加溶原本不易溶于反应介质中的反应物，离子型胶团能吸引具有相反电性的反应物，使得反应离子在胶团表面附近的局部浓度升高而加速反应，这称之为接近反应。正是由于这种接近效应，加入到分解过程的分解结晶助剂吸附晶种表面，改变了界面自由能和电性质，使离子型胶团更容易吸引具有相反电性的反应物，使得反应粒子在胶团表面附近的局部浓度上升而加速反应。也就是说，使铝酸根离子在晶种的某些活性点上的浓度增大，改善了晶种表面对铝酸根离子的吸附，使氢氧化铝的结晶析出变的更容易。(4)降低产品钠含量和提高氧化铝产品的强度分解结晶助剂还可抑制na-h替代作用，降低晶格碱，抑制分解溶液中草酸盐的析出，降低产品碱含量。产品颗粒由单晶长大向附聚体转化，有利于提高产品强度。本发明提供的分解结晶助剂可以用任意比例的水进行溶解，具有良好的水溶性及碱溶性，在铝酸钠溶液中的分散性能好，且其用量少。经试验证明，本发明的分解结晶助剂用于氧化铝生产中的铝酸钠溶液分解，可提高铝酸钠溶液分解率，分解产物粒度明显变粗，焙烧氧化铝强度大，能有效解决铝酸钠溶液分解过程粒度长粗和分解率提高的问题。具体实施方式下面通过实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本实施例的分解结晶助剂的质量百分比组成如下：甲醇45％油酸钠30％三乙醇胺25％。实施例2本实施例的分解结晶助剂的质量百分比组成如下：甲醇30％乙醇30％二乙醇胺40％。实施例3本实施例的分解结晶助剂的质量百分比组成如下：丙三醇45％聚乙烯醇15％油酸钠40％。分别采用实施例1-实施例3提供的分解结晶助剂进行了相关效果试验，具体如下。1、溶解性试验分别称取实施例1-实施例3提供的分解结晶助剂各0.5g，之后分别加入到1升温度为50℃的热水中，搅拌，完全溶解。分别称取实施例1-实施例3提供的分解结晶助剂各0.5g，之后分别加入到1升的氢氧化钠溶液中，试验用氢氧化钠溶液的温度为50℃，质量百分比浓度为35％，搅拌，完全溶解。以上说明本发明提供的各实施例分解结晶助剂的水溶性和碱溶性良好。2、分解对比试验2.1试验1采用实施例1和实施例2提供的分解结晶助剂，以某厂物料为试验对象，进行了分解对比试验，试验条件见表1所示，试验结果见表2所示。表1试验条件表2试验结果从表2可以看出，在分解率方面，采用本发明助剂分解率分别提高了2.41％和3.46％。在产品粒度方面，d50最大，细粒子最少，粒度分布更加优化。2.2试验2改变每立方米铝酸钠精液中分解结晶助剂的添加量，进行了如下实验，分解参数及试验结果分别见表3、表4。表3分解助剂对于工业精液与晶种试验的结果注：分解温度为60～47℃，分解时间43h。表4产品质量编号na2osio2fe2o310.320.0130.01520.300.0150.01530.280.0110.01440.250.00990.01250.240.00970.011通过以上试验，证明这两种助剂均可改善系统产品粒度和提高分解率，在提高分解率方面，平均效果为3～6％，产品的化学杂质也有所下降。2.3试验3改变分解参数条件又进行了如下对比试验，分别见表5、表6所示。表5分解条件表6改变分解参数的结果比较以上试验数据表明，通过降低分解槽首温和提高固含，系统粒度空白变细，本发明分解结晶助剂粒度有大幅度提升，分解率提高5％左右。3、工业试验3.1试验1某厂试用本发明实施例1助剂，添加量为每立方米铝酸钠精液添加5～20g，平盘ah进入焙烧炉焙烧为氧化铝，碰撞和脱水产生破碎。2018年11月份平均值-45μm粒度增加7.84％，12月1～14日平均值增加10.99％，12月15～22日平均值增加5.20％，11月份粒子破碎不过高是由于粒度较粗，其破碎的碎块仍大于-45μm，这说明加入本发明实施例3助剂后，1号线与2号线混合ah焙烧为氧化铝ao，其强度增加，这与大量生成附聚结构的前驱体ah有关，如果单独焙烧1号线出料，破损率会更小。说明该助剂对于增加物料强度有很大的贡献率。数据见表7。表7平盘ah经焙烧炉焙烧氧化铝后-45微米增加量3.2试验2某氧化铝厂分解系统试用本发明实施例3助剂，2018年12月31日10:00，添加量为每立方米铝酸钠精液添加20g，从初步结果来看，粒度、分解率明显改观，为下步浆液添加提供了依据，见下表8。表8添加助剂前后的分解率及系统粒度变化通过以上试验说明，本发明提供的各助剂均可提高分解率，粗化晶粒。当前第1页12