本發(fā)明涉及一種砂狀氧化鋁種子分解添加劑，屬于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工業(yè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2014年，我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量為4777.42萬噸，中國(guó)氧化鋁的產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的比例由2004年的11%提高到2014年的45.2%。從量上講，幾乎占據(jù)了半壁江山。但是，在氧化鋁品質(zhì)上，物理性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。目前在西方國(guó)家砂狀氧化鋁的生產(chǎn)已占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)，中國(guó)只有極少?gòu)S家（如中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司、開曼鋁業(yè)有限公司）生產(chǎn)的產(chǎn)品接近砂狀氧化鋁要求，多數(shù)仍然是粉狀或中間狀氧化鋁。在物理性質(zhì)上，砂狀氧化鋁與粉狀、中間狀氧化鋁相比具有平均粒度較粗、組成比較均勻、細(xì)粒子和過粗的粒子均較少、比表面積小、強(qiáng)度高、流動(dòng)性好等特點(diǎn)。

由于國(guó)內(nèi)的鋁礦石類型多為一水硬鋁石，其特點(diǎn)是高鋁、高硅、低鐵、低A/S難溶，決定了其溶出液必然是高濃度溶出液，晶種附聚效率較差，不利于砂狀氧化鋁生產(chǎn)。需要開發(fā)出一種添加劑，以解決國(guó)內(nèi)生產(chǎn)砂狀氧化鋁的技術(shù)難題，提高氧化鋁質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

未解決上述問題，本發(fā)明提供了一種砂狀氧化鋁種子分解添加劑，具體是由以下重量份的原料制成：

天然植物油脂的陰離子表面活性劑1~10份、油類物質(zhì)1~15份、低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物5~15份、天然植物油低碳多元醇酯或醚的非離子表面活性劑5~35份、水25~75份。

進(jìn)一步的，所述的油類物質(zhì)為天然植物油類物質(zhì)或天然植物油類物質(zhì)與中等粘度的礦物油類物質(zhì)的混合物。

進(jìn)一步的，所述的天然植物油類物質(zhì)為從天然植物果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物，包括從豆莢類植物、油菜類植物、棕櫚樹、蓖麻、棉花、花生等果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物中的任意一種或幾種混合；所述的脂肪酸及其衍生物中碳原子數(shù)為17-44%，飽和脂肪酸或其衍生物為15-40％，不飽和脂肪酸或其衍生物為60-85％。

進(jìn)一步的，所述的中等粘度的礦物油類物質(zhì)為源于石油、頁(yè)巖油的直餾餾份、減壓餾份、及減壓后裂化加氫重整精制產(chǎn)物，其中飽和脂肪烴含量為65-85％，不飽和脂肪烴含量為15-35％，分子中平均碳原子數(shù)為16-34，礦物油中氧、氮、氯三元素總含量為0.8-2.4％，膠質(zhì)含量小于0.6％。

進(jìn)一步的，所述的天然植物油脂的陰離子表面活性劑為從天然植物果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物的皂化反應(yīng)產(chǎn)物。

進(jìn)一步的，所述的低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物的結(jié)構(gòu)式為

R₁—O [ CH₂(CH₃)CH₂—O ]_a [ CH₂CH₂—O ]_b —R₂

所述的結(jié)構(gòu)式中的R1和R2為H-、CH₃-、C₂H₅-、C₃H₇-或C₄H₉-；結(jié)構(gòu)式中的a值為9~136，b值為9~168，b與a的比值為1~4。

進(jìn)一步的，所述的天然植物油低碳多元醇酯或醚的非離子表面活性劑為天然植物油脂與低碳多元醇或低碳多元醇縮合物的醚經(jīng)縮合反應(yīng)后生成的酯或醚；所述的酯或醚的分子中含碳原子總數(shù)為12-44，油脂部分飽和脂肪酸為15-40％，不飽和脂肪酸為60-80％；所述的低碳多元醇或低碳多元醇縮合物的醚分子中碳原子數(shù)為2或3。

本發(fā)明中砂狀氧化鋁種子分解添加劑的一般性技術(shù)指標(biāo)為：

外觀：乳白色粘稠液體 水分散性：能均勻分散于水中

粘度：1000-6000Pa.s Ph值：6-8

閃點(diǎn)：200℃ 傾點(diǎn)：-2℃

室溫保存期：20-60天 20目過濾殘留物：0.5％

溶解性：能溶解于甲苯、醋酸戊酯、乙醇的混合溶液中

本發(fā)明中的砂狀氧化鋁種子分解添加劑可以直接使用，也可以用水稀釋后使用。添加劑可以自然流加或用柱塞泵、齒輪泵、隔膜泵、螺桿泵以及空氣壓縮機(jī)添加。添加劑可以在精種槽前單點(diǎn)添加所需劑量，也可在生產(chǎn)線多點(diǎn)添加所需劑量。添加劑的劑型由使用的目的決定。添加劑使用的劑量由成核率等其它綜合指標(biāo)確定。

本發(fā)明的有益點(diǎn)在于：在氧化鋁生產(chǎn)過程添加本發(fā)明中的添加劑后，能使鋁酸鈉溶液中分解出來的氫氧化鋁微晶附聚成粒徑較大、強(qiáng)度較高的砂狀氧化鋁，同時(shí)能夠改善過濾、延緩結(jié)疤、提高焙燒效率、穩(wěn)定分解率、平抑工藝波動(dòng)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為添加本發(fā)明的添加劑前后種分1線的晶種粒度趨勢(shì)圖；

圖2為添加本發(fā)明的添加劑前后的分解率趨勢(shì)圖；

圖3為添加本發(fā)明的添加劑前后的SiO2 、Fe2O3含量趨勢(shì)圖；

圖4為添加本發(fā)明的添加劑前后的Na2O及灼減含量趨勢(shì)圖；

圖5為添加本發(fā)明的添加劑以后氧化鋁的電鏡圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

天然植物油1份，天然植物油低碳多元醇酯5份，天然植物油低碳多元醇醚18份，水60份，天然植物油陰離子表面活性劑1份，低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物15份，經(jīng)乳化均質(zhì)而得到的添加劑用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程10-20PPm，能起到良好的助濾作用，晶體含水量可降低3-5％。

實(shí)施例2

天然植物油11份，中等粘度的礦物油3份，天然植物油低碳多元醇酯2份，天然植物油低碳多元醇醚3份，天然植物油陰離子表面活性劑1份，低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物5份，水75份，經(jīng)乳化均質(zhì)后得到的添加劑用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程15-30PPm，能起到明顯的穩(wěn)定分解率的作用，同時(shí)具有良好的延緩結(jié)疤的作用。

實(shí)施例3

天然植物油2份，中等粘度的礦物油13份，天然植物油低碳多元醇醚35份，天然植物油陰離子表面活性劑10份，低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物15份，水25份，經(jīng)乳化均質(zhì)后得到的添加劑，用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程8-20PPm，能起到明顯的消泡及長(zhǎng)時(shí)間的抑泡作用。

實(shí)施例4

低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物5份，天然植物油1.5份，天然植物油低碳多元醇酯5份，天然植物油低碳多元醇醚28.5份，水60份，經(jīng)乳化均質(zhì)而得到的添加劑用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程10-20PPm，能起到良好的助濾作用，晶體含水量可降低3-5％。

實(shí)施例5

中等粘度的礦物油類物質(zhì)3.3份，天然植物油4.2份，天然植物油低碳多元醇酯12.5份，天然植物油低碳多元醇醚6.1份，天然植物油陰離子表面活性劑1.8份，低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物12.1份，水60份，經(jīng)乳化均質(zhì)后得到的添加劑，用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程15-30PPm，能起到明顯的穩(wěn)定分解率的作用，同時(shí)具有良好的延緩結(jié)疤的作用。

實(shí)施例6

低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物6.8份，天然植物油低碳多元醇醚14.6份，中等粘度的礦物油2.5份，天然植物油1.6份，天然植物油陰離子表面活性劑1.9份，水72.6份，經(jīng)乳化均質(zhì)后得到的添加劑，用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程8-20PPm，能起到明顯的消泡及長(zhǎng)時(shí)間的抑泡作用。

實(shí)施例7

天然植物油陰離子表面活性劑1.3份，天然植物油脂5.7份，低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物6.7份，中等粘度的礦物油9.2份，天然植物油低碳多元醇酯4.1份，天然植物油低碳多元醇醚4.6份，水68.4份，經(jīng)乳化均質(zhì)后得到的添加劑用于氧化鋁生產(chǎn)的分解過程8-30PPm，具有優(yōu)異的附聚作用，同時(shí)能兼顧消泡抑泡、延緩結(jié)疤、減少細(xì)化頻率、縮短細(xì)化周期、穩(wěn)定分解率、提高產(chǎn)出率等功能。

上述實(shí)施例1~7中所述的所述的天然植物油或油脂為從天然植物果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物，包括從豆莢類植物、油菜類植物、棕櫚樹、蓖麻、棉花、花生等果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物中的任意一種或幾種混合；所述的脂肪酸及其衍生物中碳原子數(shù)為17-44%，飽和脂肪酸或其衍生物為15-40％，不飽和脂肪酸或其衍生物為60-85％。

所述的中等粘度的礦物油為源于石油、頁(yè)巖油的直餾餾份、減壓餾份、及減壓后裂化加氫重整精制產(chǎn)物，其中飽和脂肪烴含量為65-85％，不飽和脂肪烴含量為15-35％，分子中平均碳原子數(shù)為16-34，礦物油中氧、氮、氯三元素總含量為0.8-2.4％，膠質(zhì)含量小于0.6％。

所述的天然植物油脂的陰離子表面活性劑為從天然植物果實(shí)中提取的脂肪酸及其衍生物的皂化反應(yīng)產(chǎn)物。

所述的低碳醇封端的嵌段型聚環(huán)氧烷高分子化合物的結(jié)構(gòu)式為

R₁—O [ CH₂(CH₃)CH₂—O ]_a [ CH₂CH₂—O ]_b —R₂

所述的結(jié)構(gòu)式中的R1和R2為H-、CH₃-、C₂H₅-、C₃H₇-或C₄H₉-；結(jié)構(gòu)式中的a值為9~136，b值為9~168，b與a的比值為1~4。

所述的天然植物油低碳多元醇酯或醚的非離子表面活性劑為天然植物油脂與低碳多元醇或低碳多元醇縮合物的醚經(jīng)縮合反應(yīng)后生成的酯或醚；所述的酯或醚的分子中含碳原子總數(shù)為12-44，油脂部分飽和脂肪酸為15-40％，不飽和脂肪酸為60-80％；所述的低碳多元醇或低碳多元醇縮合物的醚分子中碳原子數(shù)為2或3。

下面是本發(fā)明專利就實(shí)施例7，給出的祥實(shí)的工業(yè)應(yīng)用情況及數(shù)據(jù)：

（一）、通過添加分解添加劑，有效提高氧化鋁產(chǎn)品的物理指標(biāo)。

第一、產(chǎn)品的使用方法：

在拜耳法氧化鋁生產(chǎn)分解的過程中，在確定的砂狀工藝的條件下，通過添加分解添加劑產(chǎn)品，可以有效地提高AH細(xì)粒子的附聚能力，促進(jìn)晶體顆粒生長(zhǎng)。

1、使用方法：在拜耳法生產(chǎn)線的分解車間使用；添加位置為精液進(jìn)入精種槽前約十五米的精液管道處。在立盤過濾器操作平面安裝添加系統(tǒng)，用高壓計(jì)量泵將產(chǎn)品壓入精液管，進(jìn)行預(yù)混合后進(jìn)入精種槽。

2、添加量：生產(chǎn)中確定的添加量為3-30ppm（在精液中），生產(chǎn)中必須根據(jù)AH和AO粒度指標(biāo)的變化情況適時(shí)調(diào)整添加量。

第二、通過使用分解添加劑，實(shí)現(xiàn)粉狀或中間狀產(chǎn)品向砂狀產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。

中國(guó)鋁業(yè)某氧化鋁廠，為了產(chǎn)品能適應(yīng)市場(chǎng)的需求，專門成立了砂狀技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組，并由公司技術(shù)中心與發(fā)明人的所在企業(yè)盤錦東迪科技發(fā)展有限公司簽訂了技術(shù)合作合同，選用盤錦東迪科技發(fā)展公司生產(chǎn)的砂狀氧化鋁種子分解添加劑進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。

1、分解添加劑工業(yè)化添加時(shí)間：

工業(yè)添加從2012年9月6日開始在種分一線、二線、三線、四線進(jìn)行添加。

2、工業(yè)添加情況：

在砂狀工藝生產(chǎn)條件下，根據(jù)馬爾文粒度、顆粒個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器的成核頻率及電鏡的綜合數(shù)據(jù)來調(diào)整分解添加劑的加入量，添加量控制在3ppm～30ppm。

3、使用分解添加劑后，包裝氧化鋁粒度指標(biāo)數(shù)據(jù)變化情況如下：

3.1、添加前包裝氧化鋁粒度指標(biāo)數(shù)據(jù)變化情況如表1

表1添加前包裝氧化鋁粒度指標(biāo)變化數(shù)據(jù)

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可以看出，沒有添加分解添加劑時(shí)的包裝氧化鋁粒度-325目的變化：除了1月份完成17.1%外，其他月份均在25%左右。磨損指數(shù)最好為1月19.5%，最差為7月34.3%。說明工藝條件的調(diào)整對(duì)粒度的變化有很大的影響。

3.2、使用分解添加劑后包裝氧化鋁粒度變化情況如表2

表2添加過程中包裝氧化鋁粒度指標(biāo)變化數(shù)據(jù)

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)可以看出，添加3個(gè)月后粒度-325的變化，包裝氧化鋁-325目粒度逐步減少，從開始添加時(shí)的35%降至17.1%，磨損指數(shù)也在25%以下。

3.3、趨勢(shì)分析

從圖1的種分1線晶種粒度趨勢(shì)來看，添加之前的8個(gè)月晶種粒度很細(xì)尤其細(xì)小顆粒很多，添加后細(xì)顆粒逐漸減少，尤其是-10μm— -20μm效果明顯。從粗化周期的大小來看，前期粗化粒度周期為1個(gè)半月左右，添加后粒度周期延長(zhǎng)至2個(gè)半月，周期明顯拉長(zhǎng)，振幅也有所減小，這些條件均有利于砂狀氧化鋁的生產(chǎn)。從-10μm 、-20μm的情況來看，添加分解添加劑后，確實(shí)起到了明顯附聚效果。

從圖2可以看到添加分解添加劑對(duì)分解率的影響不大。

3.4、成品氧化鋁SiO₂ 、Fe₂O₃ 、Na₂O及灼減的含量

從圖3和圖4來看添加分解添加劑對(duì)成品氧化鋁SiO₂ 、Fe₂O₃ 、Na₂O及灼減的含量沒有影響，在粒度改善后Fe₂O₃的含量略有降低。

如圖5所示的添加分解添加劑以后氧化鋁的電鏡圖，從電鏡來看，細(xì)小顆粒附聚明顯，也佐證了馬爾文結(jié)果。

4、結(jié)論

（1）在確定的砂狀生產(chǎn)工藝條件下，加入分解添加劑，可以實(shí)現(xiàn)砂狀生產(chǎn)。

（2）從馬爾文及電鏡結(jié)果來看，添加分解添加劑，可使-10μm、 -20μm的細(xì)顆粒得到良好的附聚，有利于砂狀生產(chǎn)。

（3）添加分解添加劑后砂狀周期明顯延長(zhǎng)，粗化期粗化效果明顯。

二)提高氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)該產(chǎn)品在氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際使用情況測(cè)算，每生產(chǎn)一噸砂狀氧化鋁消耗分解添加劑10～20克，僅增加成本3～6元。 而砂狀氧化鋁產(chǎn)品的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于粉狀氧化鋁產(chǎn)品的價(jià)格。因此通過添加分解添加劑實(shí)現(xiàn)砂狀氧化鋁生產(chǎn)，將給氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。