RU2537417C2 - Новый подход к регулированию отложений dsp в процессе байера - Google Patents
Новый подход к регулированию отложений dsp в процессе байера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537417C2 RU2537417C2 RU2011140750/02A RU2011140750A RU2537417C2 RU 2537417 C2 RU2537417 C2 RU 2537417C2 RU 2011140750/02 A RU2011140750/02 A RU 2011140750/02A RU 2011140750 A RU2011140750 A RU 2011140750A RU 2537417 C2 RU2537417 C2 RU 2537417C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica
- promoting agent
- dsp
- bayer
- alkaline solution
- Prior art date
Links
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000013459 approach Methods 0.000 title description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 25
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 164
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 69
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 52
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 17
- -1 precipitated Chemical compound 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 8
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 2
- UYBWIEGTWASWSR-UHFFFAOYSA-N 1,3-diaminopropan-2-ol Chemical group NCC(O)CN UYBWIEGTWASWSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 239000004593 Epoxy Chemical group 0.000 claims 1
- MOOAHMCRPCTRLV-UHFFFAOYSA-N boron sodium Chemical compound [B].[Na] MOOAHMCRPCTRLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000013587 production medium Substances 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000503 Na-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000000429 sodium aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 2
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 1,3-dibromo-5-methoxybenzene Chemical compound COC1=CC(Br)=CC(Br)=C1 OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJBCRXCAPCODGX-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n-(2-methylpropyl)propan-1-amine Chemical compound CC(C)CNCC(C)C NJBCRXCAPCODGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UECIKHOJFYLJQK-UHFFFAOYSA-N diethyl(methyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[NH+](C)CC UECIKHOJFYLJQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- JVQOASIPRRGMOS-UHFFFAOYSA-M dodecyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C JVQOASIPRRGMOS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M hexadecyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N isopropylamine Chemical compound CC(C)N JJWLVOIRVHMVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/0606—Making-up the alkali hydroxide solution from recycled spent liquor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
- C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству глинозема в ходе процесса Байера. Способ удаления кремнезема в ходе процесса Байера включает добавление промотирующего агента в технологическую среду производства глинозема, образование кремнеземсодержащего осадка и удаление его из технологической среды производства глинозема. Промотирующий агент является композицией, включающей дисперсию кремнезема или кремнезем в сухом виде, и имеет размер частиц от 2 нм до 200 нм. Обеспечивается контроль уровня примеси кремнезема в глиноземном продукте. 13 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Уровень техники
Настоящее изобретение относится к композициям и способам применения указанных композиций для обработки различных промышленных технологических потоков, в частности к конкретным композициям, которые оказались особенно эффективными в промотировании образования алюмосиликата натрия (также известного как продукт десиликации или DSP) в ходе процесса Байера.
Как описано в патенте США 6,814,873, процесс Байера используется для производства глинозема из бокситовой руды. Так как в процессе Байера для извлечения глинозема из боксита используется раствор каустической соды, постоянное использование свежеприготовленного раствора каустической соды чрезвычайно дорого. В результате раствор каустической соды, известный как "щелочной раствор" и/или "отработанный щелочной раствор", возвращается обратно с более поздних стадий процесса Байера на более ранние стадии, формируя таким образом замкнутый поток жидкости. В контексте настоящей заявки приведенное выше описание следует рассматривать как определение термина "щелочной раствор". Однако повторное использование щелочного раствора в замкнутом потоке жидкости имеет свои сложности.
Бокситное сырье содержит кремнезем в различных формах и количествах. Некоторые формы кремнезема инертны, таким образом, они не растворяются и остаются в виде твердого песка или пульпы в цикле Байера. Другие формы кремнезема (например, глины и каолинит) являются реакционноспособными и растворяются в каустической соде при добавлении в щелочной раствор в процессе Байера. Так как отработанный щелочной раствор неоднократно используется в цикле процесса Байера, концентрация кремнезема в щелочном растворе увеличивается до точки, где он выпадает в осадок, как правило, в соединении с алюминием и натрием с образованием нерастворимого алюмосиликата натрия. Указанное соединение может осаждаться в виде взвеси частиц в растворе, но чаще он откладывается в виде твердых отложений на стенках сосудов в различных частях оборудования в цикле Байера. Алюмосиликатные отложения обычно присутствуют в двух формах, содалита и канкринита. Эти и другие формы алюмосиликатных отложений обычно относят, так же как они определены в рамках данной заявки, к терминам "продукт десиликации" или "DSP".
Продукт десиликации описан во многих источниках и зачастую предполагается, что он характеризуется формулой 3(Na2O·Al2O3·2SiO2·0-2 H2O)·2NaX, где X представляет собой ОН-, Cl-, 
. Накопление кремнезема в щелочном растворе в ходе процесса Байера затруднительно, так как DSP характеризуется обратной растворимостью (его осаждение увеличивается при повышении температуры) и может осаждаться в виде твердых, нерастворимых кристаллических солей. Повышенная концентрация кремнезема в растворе приводит к увеличению осаждения DSP. Поскольку DSP накапливается в виде твердых отложений в трубах, емкостях, теплообменном и другом технологическом оборудовании, образуются сужения и заторы, что может негативно влиять на прохождение щелочного раствора. За счет своей теплопроводности DSP-отложения на теплообменных поверхностях также могут снижать эффективность теплообмена. Кроме того, плохое регулирование содержания кремнезема в растворе также может влиять на качество конечного продукта - тригидрата алюминия за счет примесей SiO2.
Эти дополнительные сложности требуют проведения ряда мер для снижения влияния растворенного кремнезема на протекание процесса. С точки зрения образования отложений одним из ключевых моментов является вынужденный значительный простой технологического оборудования в ходе процесса Байера. Оборудование, как правило, отключают для проведения регулярных операций по очистке от отложений. Кроме того, DSP-отложения трудно удалить, и для этого требуется применение опасных концентрированных кислот, например, таких как серная кислота.
Кроме того, технологическое оборудование для процесса Байера обычно также включает стадию десиликации. Указанная стадия обеспечивает контролируемое выведение силикатов из цикла (в виде "свободного" твердого продукта DSP), что снижает концентрацию кремнезема в растворе. Стадия десиликации, как правило, проводится перед стадией выщелачивания и устраняет некоторое количество кремнезема из жидкостей, используемых в процессе Байера. Обычно десиликация представляет собой процесс, который включает в себя выдерживание суспензии по Байеру, что приводит к осаждению кремния из раствора в виде частиц содалита (DSP). Образующиеся при таких условиях твердые частицы содалита могут быть удалены из процесса вместе с другими нерастворимыми веществами (песок, пульпа) далее в технологической цепи. Условия, как правило, направлены на уменьшение как образования, так и взаимодействия любых DSP, которое может приводить к образованию отложений.
Некоторые примеры стадии десиликации описаны в международных публикациях WO 1996/006043, WO 2006/003470 и опубликованы в статьях Product Silica Control Options, B.J. Robson, p.87, Light Metals, (1998) и A Novel Approach to Post-Desilicating Bayer Process Liquor, K.I. The, p. 117, Light Metals, (1998). Эффективное использование и удаление кремнезема на стадии десиликации является ключевым процессом в регулировании содержания кремнезема в растворе. Таким образом, можно уменьшить негативное влияние высоких концентраций кремнезема, приводящее к загрязнению продукта и образованию отложений DSP. Десиликация, однако, является дорогостоящим процессом и недостаточно эффективна для удаления всего кремнезема из раствора. В результате значительное количество растворенного кремнезема обычно попадает на следующие стадии процесса Байера, и, таким образом, возможность образования DSP-отложений и загрязнения продукта остается. В результате для регулирования отложений DSP в ходе процесса Байера было предложено несколько других методик.
Другая методика заключается в уменьшении количества DSP отложений в ходе процесса Байера с помощью ингибитора DSP. DSP-Ингибиторы предотвращают образование отложений DSP на технологическом оборудовании, используемом в процессе Байера, путем ингибирования осаждения DSP и/или изменения структуры DSP таким образом, чтобы исключить адгезию к материалам оборудования. Некоторые примеры ингибиторов описаны в заявке на патент США 12/236946, патенте США 6,814,873 В2, опубликованных заявках США 2004/0162406 А1, 2004/0011744 A1, А2 2005/0010008, международных опубликованных заявках WO 2008/045677, WO 1997/041075 и WO 1997/041065 и опубликованных статьях Max НТ™ Sodalite Scale Inhibitor: Plant Experience and Impact on the Process, Donald Spitzer et al., p.57-62, Light Metals 2008 (2008) и Performance Appraisal of Evaporation System with Scale Inhibitor Application in Alnorte Plant, A. Oliveira et al., p.133-136, Light Metals 2008 (2008). Однако все эти подходы допускают наличие кремнезема в щелочном растворе цикле жидкости в процессе Байера и компенсируют воздействие кремнезема.
Другая альтернативная методика для устранения отложений DSP предназначена для более эффективного удаления кремнезема в начале технологической схемы процесса Байера. Увеличение массы удаляемого кремнезема может привести к уменьшению концентрации кремнезема в растворе в последующих стадиях процесса. Такой результат, вероятно, должен влиять на образование отложений DSP, а также может влиять на снижение качества продукта, например, на содержание кремнезема в конечном продукте глинозема.
Таким образом, существует очевидная необходимость и выгода в усовершенствовании управляемого способа для более полного удаления растворенного кремнезема из щелочного раствора, используемого в процессе Байера. Область техники, описанная в данном разделе, не предназначена для рассмотрения любого патента, публикации или другой информации, упомянутых в настоящем описании, в качестве "уровня техники" по отношению к настоящему изобретению, если только они специально не обозначены в качестве таковых. Кроме того, данный раздел не подразумевает того, что был выполнен поиск или что никакой другой релевантной информации согласно 37 CFR §1.56(a) не существует.
Краткое описание изобретения
По меньшей мере один из вариантов реализации изобретения относится к способу увеличения осаждения кремнезема из щелочного раствора, используемого в процессе Байера, включающему следующие стадии: добавление промотора DSP к щелочному раствору, используемому в процессе Байера, осаждения содалита и удаления содалита из щелочного раствора Байера. Промотирующим агентом является композиция, содержащая, по меньшей мере, одну дисперсию кремнезема. Промотирующий агент может быть добавлен на стадии десиликации в ходе процесса Байера. Промотирующий агент может быть выбран из списка, включающего: коллоидный кремнезем, боросиликат, кремнеземный золь, высокодисперсный кремнезем, органокремниевый золь, кислый кремниевый золь, силикаты натрия, производные оксида кремния и любые их комбинации. Промотирующий агент может быть смешан с ингибитором DSP.
По меньшей мере один из вариантов реализации изобретения относится к способу, в котором промотирующий агент имеет размер частиц от 2 нм до 200 нм. Дозировка вносимого промотирующего агента в щелочном растворе Байера может составлять от 1 до 10000 ppm. После добавления промотирующего агента к щелочному раствору Байера щелочной раствор Байера можно хранить до использования в следующей стадии не более 8 часов. В щелочной раствор Байера также может быть внесена затравка. В качестве затравки может использоваться нерастворимый DSP.
По меньшей мере один из вариантов реализации изобретения относится к способу, в котором промотирующий агент допирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из списка, включающего: бор, органические соединения, железо, титан, цирконий или алюминий. Основой промотирующего агента может быть натрий. Промотирующим агентом может являться допированный бором боросиликат натрия с размером частиц порядка 4 нм. Промотирующий агент может быть стабилизирован литием, калием и любой комбинацией указанных соединений.
Краткое описание чертежей
Подробное описание изобретения проиллюстрировано с помощью нижеследующих фигур.
Фиг. 1 представляет собой блок-схему по меньшей мере части операций, применяемых в стандартном процессе Байера.
Фиг. 2 представляет собой кривую зависимости концентрации кремнезема в бокситовом пульпе с завода по производству глинозема от времени.
Фиг. 3 представляет собой кривую зависимости концентрации кремнезема в бокситовом пульпе с другого завода по производству глинозема от времени.
Фиг. 4 представляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к контрольному недозированному образцу при использовании отработанного щелочного раствора.
Фиг. 5 представляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к контрольному недозированному образцу в отработанном щелочном растворе.
Фиг. 6 представляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к контрольному недозированному образцу в отработанном щелочном растворе.
Фиг. 7 предсатвляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к контрольному недозированному образцу в отработанном щелочном растворе.
Фиг. 8 представляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к контрольному недозированному образцу в отработанном щелочном растворе.
Фиг. 9 представляет собой кривую зависимости концентрации кремнезема в бокситовом пульпе с завода по производству глинозема от времени.
Фиг. 10 представляет собой диаграмму сравнения процентного содержания осажденного DSP по отношению к дозированным образцам в отработанном щелочном растворе.
Подробное описание изобретения
В рамках настоящего изобретения дано следующее определение приведенных терминов.
Термин "технологическая среда производства глинозема" означает один или несколько материалов, участвующих в процессе производства глинозема, которые включают, но не ограничиваются указанными: щелочной раствор, отработанный щелочной раствор, маточный щелочной раствор, пульпа, выщелоченная пульпа, щелочной раствор Байера, боксит, оборотный щелочной раствор, отложения, алюминийсодержащая руда и любые их комбинации.
Термин "дисперсия" означает текучую систему, содержащую твердую или текучую дисперсную фазу, которая по существу диспергирована в текучей дисперсионной среде; при этом указанная дисперсия включает, но не ограничивается указанными, суспензии и коллоиды.
Термин "сухой кремнезем" означает совокупность тонкоразмерных аморфных, непористых и/или сферических частиц кремнезема (содержащего или не содержащего металлические примеси и/или органические группы) в сухом виде.
Термин "загрязняющее вещество" означает осаждающееся вещество, накапливающееся на поверхностях оборудования во время технологических операций и/или химических процессов, что может быть нежелательным и может влиять на стоимость и/или эффективность процесса. DSP является одним из видов загрязняющих веществ. Другие типы загрязняющих веществ включают, но не ограничиваются указанными: гиббситовые отложения, которые накапливаются на частях охладителя установки для проведения процесса Байера; бомит, который накапливается в варочных котлах и трубах процесса Байера; оксалаты и комбинации одного, нескольких или всех указанных типов.
"Рабочий щелочной раствор" или "рабочий щелочной раствор Байера" представляет собой щелочной раствор, пропущенный через производственную установку процесса Байера.
Термин "пуццолановые кремнеземы" означает соединения диоксида кремния, которые реагируют в среде с высоким значением pH с образованием полимерныхкремнеземов. Некоторыми примерами пуццолановых кремнеземов являются зольная пыль, вулканический пепел, зола оболочки рисового зерна, перлит, кизельгур, микрокристаллический кремнезем (например, Imsil, Unimin Corporation, New Canaan, CT) и микрокремнезем.
Термин "промотирующий агент" означает композицию, которая улучшает удаление кремнезема из среды; промотирующие агенты включают в себя некоторые дисперсии кремнезема и некоторые сухие формы кремнезема.
Термин "дисперсия кремнезема" означает стабильную или нестабильную дисперсию тонкоразмерных аморфных, непористых и/или сферических частиц кремнезема (содержащего или не содержащего металлические примеси и/или органические группы) в жидкой фазе.
Термин "микрокремнезем" означает недорогой кремнийсодержащий побочный продукт производства кремния и феррокремния низкой чистоты.
"Синтетический щелочной раствор" или "синтетический отработанный щелочной раствор" представляет собой жидкость, приготовленную в лаборатории, применяемую для проведения экспериментов, состав которой в отношении глинозема, соды и щелочи соответствует щелочному раствору, получаемому путем переработки в процессе Байера.
В случае если приведенные выше определения или определения, приводимые в далее в данной заявке, не соответствуют смыслу (явному или неявному), который обычно употребляется в словаре или в источнике, включенном посредством ссылки в настоящую заявку, то настоящее изобретение и, в частности, формулу изобретения следует толковать в соответствии с определением, приведенным в этой заявке, а не в соответствии с общепринятым определением, словарным определением или определением, которое было дано в источнике, включенном посредством ссылки.
На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая по меньшей мере часть операций, осуществляемых в процессе Байера при производстве глинозема из сырьевой бокситовой руды. Сырьевая бокситовая руда, которая содержит кремнезем в различных формах, проходит стадию измельчения, и глинозем вместе с некоторыми примесями, в том числе кремнеземом, растворяют в щелочном растворе. Некоторые твердые соединения остаются нерастворенными таким образом, что результатом стадии измельчения является образование пульпы. В процессе измельчения значительное количество реакционноспособного кремнезема, присутствующего в сырьевой бокситовой руде, переходит в пульпу.
В способах, известных из уровня техники, пульпа затем проходит стадию десиликации, условия которой вызывают выпадение значительной части растворенного кремнезема в осадок в виде продукта десиликации (DSP), уменьшая, таким образом, содержание кремнезема в растворе. Пульпа поступает далее на стадию выщелачивания, где растворяется большая часть оставшегося твердого реакционноспособного кремнезема. После этого отделяют щелочной раствор от нерастворенных твердых веществ и извлекают глинозем путем осаждения в виде гиббсита. Отработанный щелочной раствор, Байера, завершает цикл переработки, проходя через теплообменник и возвращаясь обратно на стадию измельчения. Отложения DSP накапливаются на всем протяжении процесса Байера, однако особенно - на стадии выщелачивания в теплообменниках или около теплообменников, через которые неоднократно проходит оборотный щелочной раствор.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующий агент добавляют в пульпу на стадии десиликации. Промотирующий агент увеличивает образование твердого содалита в бокситовом пульпе. Этот процесс увеличивает удаление кремнезема из раствора и тем самым повышает производительность процесса десиликации. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирущим агентом является дисперсия кремнезема, такая как коллоидный кремнезем. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения дисперсию кремнезема или кремнезем в сухом виде выбирают из списка, включающего: боросиликат, золь кремниевой кислоты, высокодисперсный кремнезем, микрокремнезем, органический золь кремниевой кислоты, силикаты натрия, допированный бором коллоидный кремнезем, пуццоланы, пуццолановые кремнеземы, осажденный кремнезем, полисиликаты, кремниевую кислоту, силикаты калия, сухой агломерированный кремнезем с большой площадью поверхности, алюмосиликаты, силикаты оксидов металлов, силикаты натрия, частично нейтрализованные силикаты натрия, частично нейтрализованную кремниевую кислоту, тетраэтилортосиликат (ТЭОС), агломерированные частицы аморфного кремнезема, кремнезем, модифицированный силоксаном, а также любые их комбинации. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующим агентом является микрокристаллический кремний с размером частиц до 100 нм. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующий агент допируют алюминатом натрия (например, Ludox A.M., DuPont), Al, Ti, V, Fe, Cu, Ni, Cr, B, Zr и Се. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующим агентом является активированный кремнезем. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующим агентом является производное оксида кремния. В одном из вариантов реализации изобретения промотирующим агентом является одно из соединений, раскрытых в патентах США 6,569,908 и 6,808,768 и опубликованных заявках на патент США 2007/0231249 и 2005/0234136.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующий агент допируют металлом. Металл может включать в себя любой подходящий материал и быть получен из любого подходящего материала, в том числе солей металлов, растворимых или в значительной степени растворимых в водном растворе. По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения металл включает щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл I группы, переходный металл II группы, лантаноид и их комбинации. Предпочтительными металлическими компонентами являются алюминий, церий, титан, олово, цирконий, цинк, медь, никель, молибден, железо, рений, ванадий, бор и любые их комбинации.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации изобретения промотирующий агент включает металлический компонент и стабилизирующий компонентдля формирования коллоидных частиц кремнезема. Примерами таких стабилизаторов являются амины или четвертичные соединения. Неограниченные примеры аминов, пригодные для использования в качестве стабилизатора, включают: дипропиламин, триметиламин, триэтиламин, три-н-пропиламин, диэтаноламин, моноэтаноламин, триэтаноламин, диизобутиламин, изопропиламин, диизопропиламин, диметиламин, этилендиаминтетрауксусная кислота, пиридин и их комбинации. Предпочтительно стабилизирующим компонентом является четвертичный амин, который образует щелочной раствор при растворении в воде, такой как четвертичный гидроксид аммония. Кроме того, наиболее предпочтительно, чтобы четвертичный амин включал ион тетраалкиламмония, где каждый алкил имеет длину углеродной цепи от 1 до 10 атомов, причем алкильные группы являются одинаковыми или различными. Неограниченные примеры четвертичных аминов, пригодных для использования в качестве стабилизатора, включают: тетраметиламмония гидроксид (ТМАОН), тетрапропиламмония гидроксид (ТПАОН), тетраэтиламмония гидроксид (ТЭАОН), тетрабутиламмония гидроксид (ТБАОН), тетрагексиламмония гидроксид, тетраоктиламмония гидроксид, трибутилметиламмония гидроксид, триэтилметиламмония гидроксид, триметилфениламмония гидроксид, метилтрипропиламмония гидроксид, додецилтриметиламмония гидроксид, гексадецилтриметиламмония гидроксид, диметилдодецилэтиламмония гидроксид, диэтилметиламмония гидроксид, так и их комбинации. Кроме того, бромидные и хлоридные формы указанных выше солей аммония могут быть использованы после прохождения через (анион)-обменную колонку, заполненную гидроксидом, для получения соединений гидроксида алкиламмония.
Нижеследующие примеры представлены для описания вариантов реализации изобретения и способов использования изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения, если в формуле изобретения не указано иначе.
ПРИМЕРЫ
Способ
Для проведения экспериментов по десиликации шихты использовали полипропиленовые сосуды и роторный водяной термостат. Исследовали производственную бокситовую пульпу и отработанный рабочий щелочной раствор Байера.
Способ А: Исследование бокситовой пульпы
Образцы производственной бокситовой пульпы (примерно 200 мл) помещали в партию полипропиленовых сосудов объемом 250 мл. Затем к каждому образцу добавляли разное количество коллоидного кремнезема (в дозировке 0, 500 и 1000 ppm) с дублированием образцов для каждой использованной дозировки. Образцы помещали в роторный водяной термостат при 95°C на протяжении всего эксперимента (6 часов). Через равные интервалы времени отбирали пробы образцов из каждого сосуда и отделяли от твердого остатка небольшой образец прозрачного щелочного раствора. Концентрацию кремнезема в каждом образце рабочего щелочного раствора определяли с помощью ICP-методики. Для недозированных (контрольных) образцов снижение концентрации SiO2 в растворе на протяжении эксперимента свидетельствует об образовании твердого продукта десиликации (DSP) и имитирует типичную производственную операцию стадии десиликации. Изменение концентрации, отличное от недозированных контрольных образцов, указывает на влияние промотирующего агента.
Способ В: Исследование отработанного щелочного раствора
Проводили серию исследований с использованием производственного отработанного щелочного раствора. Образцы отработанного щелочного раствора (200 мл) помещали в полипропиленовые сосуды объемом 250 мл и затем добавляли концентрированный раствор силиката натрия в таком количестве, чтобы в каждый сосуд было добавлено ~1 г/л SiO2. Такое увеличение концентрации силиката в растворе направлено на ускорение образования DSP на протяжении всего эксперимента. В образцы дополнительно вводили промотирующий агент (в дозировках 0, 50 и 100 ppm). Полученные образцы затем нагревали на роторном водяном термостате с поддержанием постоянной температуры 95°C на протяжении всего эксперимента (4 часа). Через 4 часа нагревания во всех образцах наблюдалось значительное образование твердого осадка. Указанные смеси фильтровали для сбора твердого остатка DSP, который промывали горячей деионизированной водой и сушили на воздухе в течение ночи. Эффективность промотирующих агентов определяли путем сравнения массы полученного твердого DSP с массой продуктов недозированных контрольных образцов. Изменение массы осадка в образцах (по сравнению с недозированньши контрольными образцами) указывает на влияние добавления промотирующего агента. Реагенты, использованные в экспериментах, описаны в таблице 1.
Результаты
Согласно способу А проводились отдельные исследования с использованием бокситовой пульпы с разных заводов по производству глинозема. Снижение концентрации SiO2 в рабочем щелочном растворе указывает на образование твердого DSP. Результаты, полученные по исследованным образцам, сравнивали с недозированными контрольными образцами на основе изменения концентрации кремнезема в растворе (по данным ICP) на протяжении эксперимента.
Результаты приведены на фиг. 2 и 3. На фиг. 2 показана кривая зависимости концентрации кремнезема от времени для бокситовой пульпы с завода по переработке бокситов. Показаны три различных режима обработки; недозированные контрольные образцы и образцы с добавлением продукта Е при двух различных концентрациях, 500 и 1000 ppm соответственно. Добавление продукта Е усиливает образование DSP по сравнению с контрольным образцом (без добавок). На фиг. 3 показана аналогичная кривая зависимости концентрации кремнезема от времени для бокситового пульпы другого предприятия по переработке бокситов. В этом исследовании продукт Е, добавленный в количестве -1000 ppm, также эффективно способствует осаждению кремнезема из раствора.
Результаты испытаний производственных отработанных щелочных растворов (способ Б) из различных производств с использованием целого ряда продуктов близки к результатам, полученным с помощью способа А, то есть осаждение кремнезема из раствора и образование твердого DSP увеличивали за счет добавления промотирующего агента. Эти результаты приведены на фиг. 4, 5, 6, 7 и 8 соответственно.
Хотя приведенные выше примеры демонстрируют использование материалов на основе кремнезема для увеличения осаждения кремнезема из раствора, величина их воздействия в приведенных выше примерах неожиданна. Известны способы использования твердого DSP для усиления образования DSP [см.: Product Silica Control Options, B.J. Robson, p.87, Light Metals, (1998)], но не в такой степени, как это показано в образцах A-L.
Добавление твердого DSP для увеличения осаждения исследовали далее по способу А. Используя дозу 2500 ppm твердого DSP (что значительно превышает дозы промотирующих образцов, использованные в приведенных выше примерах), определяли его влияние на процесс осаждения DSP. Полученную концентрацию кремнезема в рабочем щелочном растворе с течением времени для образца пульпы с добавкой 2500 ppm твердого DSP сравнивали с концентрацией контрольного образца (фиг. 9). Результаты показывают, что никаких существенных изменений в концентрации кремнезема при двух способах обработки нет, что свидетельствует о том, что использование твердого DSP в таком количестве в качестве затравки для усиления осаждения неэффективно. В отличие от этого результаты, полученные при добавлении образцов A-L, показывают значительное усиление осаждения DSP даже при значительно более низких дозах. Необходимо отметить, что твердый DSP, использованный в данном эксперименте, был получен из недозированных контрольных образцов в эксперименте с использованием способа Б (то есть твердый DSP осаждали из рабочего щелочного раствора).
Кроме коллоидного кремнезема и боросиликатных продуктов, как показано на фиг. 10, ряд модифицированных смесей продукта подпадают под данное изобретение, включая, но не ограничиваясь указанными, коллоидные кремнеземы, стабилизированные литием или калием, и коллоидные кремнеземы, допированные различными концентрациями органических соединений, железа, титана, циркония, алюминия, и любые их комбинации. Во всех случаях коллоидный кремнезем/боросиликат является преобладающим компонентом, указывая на то, что коллоидный кремнезем/боросиликат отдельно, а также в смесях оказывает требуемое воздействие на увеличение осаждения DSP.
Хотя данное изобретение может быть реализовано в различных вариантах, в настоящем описании проиллюстрированы и подробно описаны конкретные предпочтительные варианты реализации изобретения. Настоящее описание является иллюстрацией принципов данного изобретения и не предназначено для ограничения изобретения конкретными вариантами реализации. Все патенты, заявки на патенты, научные статьи и другие материалы, упомянутые в настоящей заявке, полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, изобретение включает в себя любые возможные комбинации некоторых или всех различных вариантов, описанных и включенных в настоящую заявку.
Приведенное выше описание изобретения является иллюстративным и не является исчерпывающим. Данное описание предложит много вариантов и альтернатив специалистам в данной области техники. Все эти варианты и альтернативы включены в объем притязаний согласно формуле изобретения, причем термин "включая" означает "включая, но не ограничиваясь указанным". Специалисты в данной области техники могут признавать другие эквиваленты конкретных вариантов реализации изобретения, описанных в настоящей заявке, эквиваленты которых также входят в объем притязаний по формуле изобретения.
Настоящим завершается описание предпочтительных и альтернативных вариантов реализации изобретения. Специалисты в данной области техники могут признавать другие эквиваленты конкретных вариантов реализации изобретения, описанных в настоящей заявке, которые также входят в объем притязаний по формуле изобретения.
Claims (14)
1. Способ удаления кремнезема в ходе процесса Байера, включающий следующие стадии:
добавление промотирующего агента в технологическую среду производства глинозема,
образование кремнеземсодержащего осадка (DSP) и
удаление DSP из технологической среды производства глинозема, при этом
указанный промотирующий агент является композицией, включающей дисперсию кремнезема или кремнезем в сухом виде, и имеет размер частиц от 2 нм до 200 нм.
добавление промотирующего агента в технологическую среду производства глинозема,
образование кремнеземсодержащего осадка (DSP) и
удаление DSP из технологической среды производства глинозема, при этом
указанный промотирующий агент является композицией, включающей дисперсию кремнезема или кремнезем в сухом виде, и имеет размер частиц от 2 нм до 200 нм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кремнеземсодержащий осадок представляет собой содалит.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент добавляют на стадии десиликации процесса Байера.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что промотирующий агент выбирают из группы, включающей: боросиликат, силикатный золь, высокодисперсный кремнезем, микрокремнезем, органосиликатный золь, силикаты натрия, допированный бором коллоидный кремнезем, пуццолан, пуццолановый кремнезем, осажденный кремнезем, полисиликаты, кремниевую кислоту, силикаты калия, сухой агломерированный кремнезем с большой площадью поверхности, алюмосиликаты, силикаты оксидов металлов, частично нейтрализованные силикаты натрия, частично нейтрализованную кремниевую кислоту, тетраэтилортосиликат (ТЭОС), агломерированные частицы аморфного кремнезема, кремнезем, модифицированный силаном, кремнезем, модифицированный силоксаном, а также любые их комбинации.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент смешивают с ингибитором DSP.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент добавляют в рабочий щелочной раствор Байера, причем после добавления промотирующего агента в рабочий щелочной раствор Байера, указанный щелочной раствор Байера подают для использования в последующей стадии процесса Байера не ранее чем через 8 часов.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при добавлении в рабочий щелочной раствор Байера промотирующего агента в щелочной раствор Байера также добавляют затравочные кристаллы.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что затравочные кристаллы представляют собой нерастворимый DSP.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент допируют по меньшей мере одним компонентом из группы, включающей: металлы, азотсодержащие органические соединения, алюминий, церий, титан, олово, цирконий, цинк, медь, никель, молибден, железо, рений, ванадий, бор и любые их комбинации.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что промотирующий агент дополнительно содержит стабилизатор, выбранный из группы, включающей амины, четвертичные соединения и любые их комбинации.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что стабилизатор представляет собой четвертичный амин, содержащий ион тетраалкиламмония, в котором каждый алкильный заместитель имеет длину углеродной цепи от 1 до 10 атомов, причем алкильные группы являются одинаковыми или различными.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент представляет собой допированный бором боросиликат натрия с размером частиц порядка 4 нм.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что промотирующий агент стабилизируют литием, калием, натрием, аммонием и любыми их комбинациями.
14. Способ по п.4, отличающийся тем, что промотирующий агент дополнительно содержит органическое соединение, выбранное из группы, включающей: амин, пиперазин, гидроксид тетраметиламмония, аминопропилпропаноламин, аминометилэтаноламин, эпоксидные функциональные группы, этилпропилпропаноламин и любые их комбинации.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/418,988 US8029752B2 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Approach in controlling DSP scale in bayer process |
| US12/418,988 | 2009-04-06 | ||
| PCT/US2010/029968 WO2010117949A2 (en) | 2009-04-06 | 2010-04-05 | Novel approach in controlling dsp scale in the bayer process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011140750A RU2011140750A (ru) | 2013-05-20 |
| RU2537417C2 true RU2537417C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=42731977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140750/02A RU2537417C2 (ru) | 2009-04-06 | 2010-04-05 | Новый подход к регулированию отложений dsp в процессе байера |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8029752B2 (ru) |
| CN (1) | CN102482110B (ru) |
| AU (1) | AU2010234667B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI1014376B1 (ru) |
| RU (1) | RU2537417C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010117949A2 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828051B (zh) * | 2012-09-07 | 2013-08-21 | 白银有色集团股份有限公司 | 一种湿法炼锌中的脱硅工艺 |
| CN113401927A (zh) | 2013-12-24 | 2021-09-17 | 塞特工业公司 | 拜耳法中减少垢的方法 |
| CN103739010B (zh) * | 2014-01-07 | 2015-08-19 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用硅溶胶在酸体系中深度脱硅的方法 |
| RU2678269C2 (ru) * | 2014-01-09 | 2019-01-24 | Налко Компани | Малые молекулы на основе поверхностно-активного агента для снижения алюмосиликатных отложений при применении способа байера |
| WO2016064432A1 (en) | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Cytec Industries Inc. | Degradation-resistant scale inhibitors |
| US12006225B2 (en) * | 2018-02-23 | 2024-06-11 | Rio Tinto Alcan International Limited | Bayer process |
| CN112547081B (zh) * | 2019-09-25 | 2022-06-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种脱硅催化剂及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU460707A1 (ru) * | 1973-03-29 | 1979-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Способ получени глинозема |
| US5314626A (en) * | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
| US6086834A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-11 | Alcan International Limited | Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5118484A (en) * | 1990-08-17 | 1992-06-02 | Alcan International Limited | Desilication of bayer process solutions |
| US5415782A (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-16 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from bayer process liquors |
| US5650072A (en) * | 1994-04-22 | 1997-07-22 | Nalco/Exxon Energy Chemicals L.P. | Sulfonate and sulfate dispersants for the chemical processing industry |
| EP0767727B1 (en) | 1994-06-28 | 1998-09-09 | Anglian Windows Limited | Formed foamed plastics material |
| AUPM761194A0 (en) | 1994-08-23 | 1994-09-15 | Comalco Aluminium Limited | Improved process for the extraction of alumina from bauxite |
| US5733460A (en) | 1996-04-29 | 1998-03-31 | Cytec Technology Corp. | Use of hydroxamated polymers to alter Bayer Process scale |
| US5733459A (en) | 1996-04-29 | 1998-03-31 | Cytec Technology Corp. | Use of hydroxamated polymers to alter bayer process scale |
| US6569908B2 (en) * | 2000-01-19 | 2003-05-27 | Oji Paper Co., Ltd. | Dispersion of silica particle agglomerates and process for producing the same |
| CN1307095C (zh) * | 2000-06-26 | 2007-03-28 | 旭化成株式会社 | 多孔无机细颗粒 |
| US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
| DE102004017034A1 (de) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Verwendung von Copolymerisaten zur Verringerung von Ausfällungen und Belägen durch anorganische und organische Verunreinigungen im Bayer Prozess zur Gewinnung von Aluminiumhydroxid |
| US20050234136A1 (en) | 2004-04-19 | 2005-10-20 | Holland Brian T | Colloidal compositions and methods of preparing same |
| US7161550B2 (en) * | 2004-04-20 | 2007-01-09 | Tdk Corporation | Dual- and quad-ridged horn antenna with improved antenna pattern characteristics |
| FR2870535B1 (fr) * | 2004-05-18 | 2007-02-16 | Aluminium Pechiney Soc Par Act | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine par attaque alcaline de bauxite, ledit procede comportant une etape de predessilicatation |
| GB0415227D0 (en) | 2004-07-07 | 2004-08-11 | Accentus Plc | Precipitation of silica in a Bayer process |
| US10227238B2 (en) * | 2006-04-04 | 2019-03-12 | Ecolab Usa Inc. | Production and use of polysilicate particulate materials |
| EP2366669B1 (en) | 2006-10-13 | 2019-02-20 | Cytec Technology Corp. | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
-
2009
- 2009-04-06 US US12/418,988 patent/US8029752B2/en active Active
-
2010
- 2010-04-05 WO PCT/US2010/029968 patent/WO2010117949A2/en not_active Ceased
- 2010-04-05 CN CN201080022489.2A patent/CN102482110B/zh active Active
- 2010-04-05 RU RU2011140750/02A patent/RU2537417C2/ru active
- 2010-04-05 BR BRPI1014376-9A patent/BRPI1014376B1/pt active IP Right Grant
- 2010-04-05 AU AU2010234667A patent/AU2010234667B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU460707A1 (ru) * | 1973-03-29 | 1979-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Способ получени глинозема |
| US5314626A (en) * | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
| US6086834A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-11 | Alcan International Limited | Process for the removal of silica from an alkaline solution containing sodium aluminate |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕЛЯЕВ А.И., Металлургия легких металлов, издание пятое, М., МЕТАЛЛУРГИЗДАТ, 1962, стр.72, 76 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011140750A (ru) | 2013-05-20 |
| WO2010117949A2 (en) | 2010-10-14 |
| US8029752B2 (en) | 2011-10-04 |
| BRPI1014376B1 (pt) | 2019-10-15 |
| BRPI1014376A2 (pt) | 2016-04-05 |
| US20100254866A1 (en) | 2010-10-07 |
| AU2010234667A1 (en) | 2011-10-27 |
| CN102482110A (zh) | 2012-05-30 |
| AU2010234667B2 (en) | 2015-06-25 |
| CN102482110B (zh) | 2015-04-08 |
| WO2010117949A3 (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2537417C2 (ru) | Новый подход к регулированию отложений dsp в процессе байера | |
| AU2012220990B2 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process | |
| CN102574695B (zh) | 降低拜尔法中的铝硅酸盐污垢 | |
| US5314626A (en) | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids | |
| CN101405220A (zh) | 用于制备纳米尺寸沸石的方法 | |
| TW201111290A (en) | Method for removing chloride from aqueous solution | |
| US8580226B2 (en) | Synthesis of sodium titanate and ion exchange use thereof | |
| US20130189529A1 (en) | Mitigation and control of aluminosilicate scale through a novel feeding strategy of the inhibitor | |
| US8282834B2 (en) | Di- and mono-alkoxysilane functionalized polymers and their application in the Bayer process | |
| US20250340998A1 (en) | Process for regenerating chemical milling solutions | |
| TWI651434B (zh) | 抗劣化之積垢抑制劑 | |
| AU2019202263B2 (en) | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
| CN113087106B (zh) | 一种从酸液中除硅的方法 | |
| Kazakov et al. | Using of siliconate-type polymers as inhibitor of scaling at aluminate liquors heating and evaporation | |
| JPH10230253A (ja) | 水処理 | |
| Kazakov et al. | The impact of sulphate and carbonate on the performance of siliconate-type polymers as inhibitor of scaling | |
| Spitzer et al. | MAX HT™ sodalite scale inhibitor: plant experience and impact on the process | |
| WO2014137528A1 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process feed strategy for dsp inhibitor | |
| US20190300636A1 (en) | Silicon containing polymer flocculants | |
| Addai‐Mensah | The Fouling Behaviour of Sodium Aluminosilicate Polytypes in High Ionic Strength Caustic Media Heat Exchangers | |
| Suntornnond | Optimum Conditions for Zeolite Na Y Synthesis from Rice Husk | |
| EP3187464A1 (en) | Composite coatings for scale reduction |