Выделение тригидрата оксида алюминия в процессе байера с использованием сшитых полисахаридов
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксида алюминия в процессе Байера включает добавление одного или более чем одного сшитого полисахарида в количестве от 0,1 до 100 частей на миллион к раствору указанного процесса на стадии осаждения тригидрата оксида алюминия. Изобретение позволяет повысить эффективность флокуляции мелких кристаллов тригидрата оксида алюминия, уменьшить потерю твердых веществ с оборотным раствором. 11 з.п. ф-лы, 9 табл., 9 пр.
Перекрестная ссылка на родственные заявки отсутствует. Заявление относительно финансирования из федерального бюджета по исследованию или развитию отсутствует.
Уровень техники
Изобретение относится к способу усовершенствования процесса Байера для производства оксида алюминия из бокситовой руды. Изобретение относится к использованию сшитых полисахаридов, особенно к сшитому декстрану или сшитой дигидроксипропилцеллюлозе, для улучшения производительности типовых операций в процессе Байера, в частности для улучшения осаждения мелких кристаллов тригидрата оксида алюминия.
В обычном процессе Байера для производства тригидрата оксида алюминия бокситовую руду превращают в порошок, суспендируют в каустическом (щелочном) растворе и затем выпаривают при повышенных температурах и давлениях. Каустический раствор растворяет оксиды алюминия, образуя водный раствор алюмината натрия. Нерастворимые в каустике составляющие бокситовой руды затем отделяют от водной фазы, содержащей алюминат натрия. Твердый продукт - тригидрат оксида алюминия осаждают из раствора и собирают в качестве продукта.
Как описано по меньшей мере в части источников, среди прочих, например, в патенте США 6814873, процесс Байера постоянно развивается, и специальные технологии, используемые в промышленности для различных стадий процесса, не только варьируют от завода к заводу, но также часто представляют собой производственные секреты. Более подробно, но не исчерпывающе, например, в процессе Байера превращенную в порошок бокситовую руду могут подавать в шламомешалку, в которой получают водную суспензию. Раствор для разбавления суспензии обычно представляет собой оборотный раствор (описан ниже), к которому добавляют раствор каустика. Суспензию бокситовой руды затем пропускают через выщелачиватель или серию выщелачивателей, где доступный оксид алюминий выделяют из руды в виде растворимого в каустике алюмината натрия. Выщелоченную суспензию затем охлаждают, например, до 105°C (220°F), используя серию охлаждающих резервуаров, где извлекают тепло и конденсат. Раствор алюмината, выходящий после операции охлаждения, содержит нерастворимые твердые вещества, которые состоят из нерастворимого остатка, остающегося после или осаждающегося во время выщелачивания. Более грубые твердые частицы могут быть удалены из раствора алюмината с помощью "песочной ловушки", циклона или с помощью других средств. Более мелкие твердые частицы могут быть, если необходимо, отделены от раствора сначала с помощью осаждения, а затем фильтрацией.
Осветленный раствор алюмината натрия затем дополнительно охлаждают и засевают кристаллами тригидрата оксида алюминия, вызывая осаждение оксида алюминия в форме тригидрата оксида алюминия, Аl(ОН)3. Частицы или кристаллы тригидрата оксида алюминия затем сортируют на фракции различного размера и отделяют от раствора каустика. Остающуюся жидкую фазу - оборотный раствор - возвращают на исходную стадию выщелачивания и используют в качестве выщелачивающего раствора после добавления каустика.
Одной из ключевых стадий в ходе всего процесса является осаждение тригидрата оксида алюминия из осветленного раствора алюмината натрия. После удаления нерастворимых твердых веществ с получением осветленного раствора алюмината натрия, также упоминаемого как "зеленый щелок", его, как правило, загружают в подходящую осадительную емкость или серию осадительных емкостей и засевают рециркулируемыми мелкими кристаллами тригидрата оксида алюминия. В осадительной емкости (емкостях) его охлаждают при перемешивании, вызывая осаждение оксида алюминия из раствора в форме тригидрата оксида алюминия. Мелкие частицы тригидрата оксида алюминия действуют как затравочные кристаллы, которые образуют центры нуклеации и, объединяясь вместе, растут как часть этого процесса осаждения.
Образование кристаллов тригидрата оксида алюминия (нуклеация, агломерация и рост кристаллов тригидрата оксида алюминия), осаждение и их сбор являются критическими стадиями в экономически выгодном извлечении частиц, содержащих алюминий, в процессе Байера. Операторы процесса Байера стремятся оптимизировать способы образования кристаллов и осаждения, так чтобы по возможности обеспечить наилучший выход продукта в процессе Байера, получая кристаллы с заданным распределением размеров частиц. Относительно большой размер частиц благоприятен для последующих технологических операций, требуемых для выделения металлического алюминия. Кристаллы тригидрата оксида алюминия меньшего размера, или мелкие кристаллы, обычно не используют в производстве металлического алюминия, а используют повторно в качестве мелких кристаллов-затравок тригидрата оксида алюминия. Вследствие этого размер частиц осажденных кристаллов тригидрата определяет, будет ли материал в итоге использоваться как продукт (более крупные кристаллы) или как кристалл-затравка (более мелкие кристаллы). Сортировка и разделение частиц тригидрата с различными размерами, следовательно, являются важной операцией в процессе Байера.
Отделение или извлечение кристаллов тригидрата оксида алюминия в качестве продукта в процессе Байера или в качестве осадительной затравки обычно достигают с помощью осаждения, циклонов, фильтрования и/или комбинации этих способов. Грубые частицы оседают легко, а мелкие частицы оседают медленно. Обычно на заводах используют две или три стадии осаждения, чтобы сортировать частицы тригидрата по различным распределениям размеров для продукта и затравки, соответственно. В частности, на последней стадии сортировки часто используют отстойник для сбора и осаждения мелких частиц для затравки. В ходе стадий осаждения в системах сортировки для улучшения собираемости частиц и скорости осаждения могут быть использованы флокулянты.
Верхний слив последней операции сортировки возвращают в процесс в качестве оборотного раствора. Этот оборотный раствор проходит через теплообменники и испаритель, и в итоге его вновь используют в выщелачивании. В результате все частицы тригидрата, унесенные с верхним сливом на этой последней операции осаждения, не используются в процессе ни в качестве продукта, ни в качестве затравки. Фактически такой материал рециркулирует в процессе, приводя к его неэффективности. Следовательно, важно достичь возможно более низкой концентрации твердых веществ в верхнем сливе на последней операции сортировки, чтобы максимизировать эффективность процесса.
Как описано, например, в патенте США 5041269, обычная технология включает добавление синтетических водорастворимых полисахаридных флокулянтов и/или декстрановых флокулянтов для улучшения характеристик осаждения частиц тригидрата оксида алюминия в способе сортировки и для уменьшения количества твердых веществ в оборотном растворе. Так как на заводах Байера в системах сортировки тригидрата часто используют различные флокулянты, то весьма желательно, насколько это возможно, уменьшить потерю твердых веществ с оборотным раствором.
Таким образом, имеется явная необходимость и полезность в способе усовершенствования сортировки и флокуляции осажденного тригидрата оксида алюминия в процессе Байера. Такие усовершенствования повысили бы эффективность производства оксида алюминия из бокситовой руды.
Область техники, описываемая в данном разделе, не предназначена для создания допущения, что какой-либо патент, публикация или другая информация, упоминаемые здесь, являются "известным уровнем техники" относительно настоящего изобретения, если таковое специально не указано. К тому же этот раздел не следует истолковывать в том значении, что был проведен поиск или что не существует другой относящейся к делу информации, как определено в 37 CFR § 1.56(a).
Сущность изобретения
Изобретение относится к способу производства оксида алюминия, включающему добавление одного или более чем одного сшитого полисахарида в количестве от 0,1 до 100 частей на миллион к раствору потока жидкости в процессе Байера на стадии осаждения тригидрата оксида алюминия. По меньшей мере в одном воплощении полисахариды содержат по меньшей мере один сшитый полисахарид, полученный путем сшивания декстрана или дигидроксипропилцеллюлозы с образованием молекулы сшитого декстрана или сшитой дигидроксипропилцеллюлозы. Сшивание является результатом взаимодействия декстрана или дигидроксипропилцеллюлозы или вещества, содержащего декстран или дигидроксипропилцеллюлозу, с бифункциональным сшивающим агентом при соответствующих условиях реакции. Использование таких флокулянтов на основе сшитого декстрана или сшитой дигидроксипропилцеллюлозы приводит в результате к улучшенному осаждению тригидрата алюминия по сравнению с обычными флокулянтами, используемыми в этом процессе. В одном воплощении сшитые полисахариды выбраны из списка, состоящего из сшитого склероглюкана, сшитого пуллулана, сшитого зооглана, сшитого лактана, сшитого рамзана и любой их комбинации. В одном воплощении способ дополнительно включает добавление в указанный процесс другого полимера, который может представлять собой декстран или синтетический полимер. Один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору сортировочной установки тригидрата указанного способа получения оксида алюминия. Один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору в одном или более чем одном месте в указанном процессе, где происходит разделение твердое вещество-жидкость. Места добавления могут способствовать ингибированию скорости нуклеации одного или более чем одного кристалла тригидрата оксида алюминия в указанном процессе. Места добавления могут способствовать снижению скорости образования твердого осадка (накипи) в указанном процессе. Один или более чем один сшитый полисахарид может улучшить выход выделенного тригидрата оксида алюминия.
Подробное описание изобретения
В рамках данной заявки определение терминов следует ниже:
"Декстран" представляет собой глюкан, образованный звеньями α-D-1,6-глюкопиранозы, при этом боковые цепи связаны 1-3 связями со звеньями основной цепи биополимера.
"Дигидроксипропилцеллюлоза" представляет собой производное целлюлозы, к основной цепи которой присоединена 1,2-дигидроксипропил-эфирная группа.
"Раствор" или "раствор Байера" представляет собой жидкую среду, которая циркулирует в процессе Байера в промышленном оборудовании.
В случае, если приведенные выше определения или описание, указанные где-либо в данной заявке, противоречат значению (явно или неявно), которое обычно используют в терминологии, или определенному в источнике, включенном путем ссылки в данную заявку, то термины в заявке или в формуле изобретения, в частности, следует понимать в толковании в соответствии с определением или описанием в данной заявке, а не в соответствии с обычным определением, терминологическим определением или определением, которое было включено путем ссылки. В свете вышесказанного в случае, если термин можно понять только в толковании терминологии, если термин определен в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition, (2005), (Published by Wiley, John & Sons, Inc), такое определение будет регулировать то, как этот термин следует определить в формуле изобретения.
По меньшей мере в одном воплощении способ экстракции тригидрата оксида алюминия включает выщелачивание предварительно нагретой бокситовой руды в щелочном растворе с образованием суспензии красных шламовых твердых веществ и алюмината в суспензии в щелочном растворе, последующее декантирование суспензии красных шламовых твердых веществ от щелочной жидкой суспензии с образованием декантированного раствора; пропускание указанного декантированного раствора через защитные фильтры для удаления всех твердых веществ, осаждение и получение суспензии, содержащей твердый тригидрат оксида алюминия, который затем флоккулируют и осаждают при добавлении сшитого полисахарида. Частицы тригидрата большего размера подвергают кальцинированию с получением очищенного оксида алюминия, в то время как частицы меньшего размера повторно используют в качестве затравки для процесса осаждения.
По меньшей мере в одном воплощении предпочтительным флокулянтом твердого тригидрата в способе является сшитый полисахарид, а предпочтительными полисахаридами являются декстран и дигидроксипропилцеллюлоза. Флокулянт добавляют в количестве от 0,1 до 100 частей на миллион. Наиболее предпочтительное количество флокулянта составляет от 0,3 до 20 частей на миллион.
По меньшей мере в одном воплощении сшитый декстран или сшитую дигидроксипропилцеллюлозу получают добавлением декстрана или дигидроксипропилцеллюлозы к щелочному раствору, содержащему гидроксид натрия, гидроксид калия или другие гидроксиды щелочных металлов или растворимые в воде гидроксиды щелочно-земельных металлов, с образованием каустицированного полимерного раствора, имеющего значения pH от 11 до 14. Каустицированный полисахарид затем взаимодействует с соответствующим бифункциональным сшивающим агентом. Подходящие сшивающие агенты способны взаимодействовать с одной или более чем одной гидроксильной группой, включая, но не ограничиваясь ими, следующие агенты: эпихлоргидрин, дихлорглицерины, дивинилсульфон, бис-эпоксид, оксихлорид фосфора, триметафосфаты, ангидрид дикарбоновой кислоты, N,N′-метиленбисакриламид, 2,4,6-трихлор-симм-триазин и тому подобные, и любую их комбинацию. В результате сшивания одним из вышеуказанных реагентов каустицированный полимерный раствор становится очень вязким раствором или пастой. Когда достигнута оптимальная желаемая вязкость раствора, то реакция может быть остановлена с помощью нейтрализации раствора соответствующим кислым раствором, например, растворами уксусной, серной, соляной кислот и тому подобными.
Как описано по меньшей мере в патентах США 6726845, 6740249, 3085853, 5008089, 5041269, 5091159, 5106599, 5346628 и 5716530 и патентах Австралии 5310690 и 737191, собственно декстран ранее использовали в процессе Байера.
Однако в результате сшивания декстрана или цепей дигидроксипропилцеллюлозы (или других подходящих для этого полисахаридов) наблюдаются исключительные и неожиданные улучшения в активности сшитого материала по сравнению с обычными полисахаридами или несшитым аналогом. Применение полисахаридов согласно уровню техники имеет тот недостаток, что улучшенная флокуляция в растворе Байера достигается только при близком к максимальному количестве полисахаридов. После достижения этого максимального количества дополнительное добавление такого полисахаридного материала обычно не приводит к улучшению производительности. При использовании сшитых полисахаридов и, в частности, сшитого декстрана может быть достигнута лучшая производительность (невозможная при любых количествах с использованием обычных полисахаридов). Оказалось неожиданным, что максимальная производительность сшитого декстрана превосходит максимальную производительность при использовании обычного декстрана при любых количествах. Кроме того, для сшитых полисахаридов количество, при котором непрерывное добавление не приводит к дополнительному увеличению производительности, является более высоким.
Кроме того, в случае сшитого полисахарида наблюдается неожиданное увеличение эффективности на 50%. Например, композиция, содержащая 5% сшитого декстрана, действует по меньшей мере как композиция, содержащая 10% декстрана, а в некоторых случаях даже лучше.
В патентах США 5049612 и 4339331 указано, что в горнодобывающих областях применения, таких как флотация сульфидной руды, было найдено, что производительность крахмала - традиционного флотационного подавителя - может быть улучшена после сшивания. Таким образом, хотя на самом деле сшитые полисахариды используют в горнодобывающих областях применения, как описано в патентах США 5049612 и 4339331, довольно неожиданно, что при применении в процессе Байера активность декстрана существенно улучшается после сшивания. К тому же новым и неожиданным явилось то, что улучшение производительности сшитых полисахаридов возросло примерно до или по меньшей мере на 50%, а также возросло максимальное эффективное количество полисахаридов. По меньшей мере в одном воплощении массовое соотношение сшивающий реагент/полисахарид можно варьировать в интервале, но не ограничиваясь им, примерно от 0 до 0,2. В частности, для эпихлоргидрина, используемого в качестве сшивающего реагента, соотношение можно варьировать в интервале, но не ограничиваясь им, от 0 до 0,1, наиболее предпочтительно от 0,005 до 0,08. Соответствующее сшивание достигается, когда измеренная вязкость раствора возрастает по меньшей мере на 10% по сравнению с вязкостью исходного раствора.
По меньшей мере в одном воплощении один или более чем один сшитый полисахарид добавляют в раствор сортировочной установки тригидрата указанного способа получения тригидрата оксида алюминия. Один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору в одном или более чем одном месте в процессе Байера, где происходит разделение твердое вещество-жидкость.
По меньшей мере в одном воплощении один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору в одном или более чем одном месте в процессе Байера, где это ингибирует скорость нуклеации одного или более чем одного кристалла тригидрата оксида алюминия в указанном процессе.
По меньшей мере в одном воплощении один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору в одном или более чем одном месте в процессе Байера, где это уменьшает скорость образования отложений накипи в указанном процессе.
По меньшей мере в одном воплощении один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен к указанному раствору в одном или более чем одном месте в процессе Байера, где это способствует осветлению красного шлама в этом процессе.
По меньшей мере в одном воплощении один или более чем один сшитый полисахарид может быть добавлен в комбинации или в соответствии с любыми сшитыми полисахаридами и способами, раскрытыми в совместно принадлежащей и по меньшей мере частично соавторской, одновременно находящейся на рассмотрении заявке, имеющей номер в досье поверенного 7987 и заголовок "ВЫДЕЛЕНИЕ ТРИГИДРАТА ОКСИДА АЛЮМИНИЯ В ПРОЦЕССЕ БАЙЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКЛЕРОГЛЮКАНА".
ПРИМЕРЫ
Вышеизложенное можно лучше понять на следующих примерах, которые представлены для иллюстрации и не предполагают ограничения объема данного изобретения.
Пример 1
Ряд сшитых декстрановых продуктов был получен с использованием обычного способа сшивания, известного специалисту в данной области, при котором декстран (коммерчески доступный от Sigma-Aldrich) был добавлен к каустическому раствору и затем сшит с помощью реакции с эпихлоргидрином. В данном способе использовали различные соотношения эпихлоргидрин/декстран, варьируя их от 0,030 до 0,055, в результате получая ряд материалов с разной степенью сшивания, которую контролировали по возрастанию вязкости раствора. Их обозначили как продукты А-D. Эффективность этих сшитых декстрановых продуктов сравнивали с эффективностью декстрана в серии опытов по осаждению, используя следующий способ.
Приготовили серию образцов суспензии процесса Байера объемом 200 мл, каждый из которых содержал 50 г/л твердого тригидрата оксида алюминия (тригидрат оксида алюминия DF225, коммерчески доступный от RJ Marshall Со, USA) и раствор процесса Байера (с общим содержанием каустика 233,6 г/л в пересчете на Na2CO3). Каждый из жидких образцов процесса Байера нагревали при 60°C в течение 1 часа в бутылках Nalgene объемом 250 мл. Затем в бутылки добавили твердый тригидрат оксида алюминия и перемешивали в течение 30 секунд. Затем в отдельные бутылки, содержащие горячую суспензию, добавили, соответственно, декстран или его сшитые аналоги, содержимое бутылок перемешивали в течение 1 минуты и затем оставили осаждаться в течение 3 минут. Не осевшие твердые вещества из каждой бутылки (показатель эффективности флокуляции) измерили, отфильтровав аликвоту суспензии объемом 60 мл, взятую с верхней части раствора после трехминутного периода осаждения. Каждую аликвоту отфильтровали через предварительно взвешенный бумажный фильтр №934 АН и промыли горячей деионизированной водой. Бумажный фильтр с содержимым сушили при 100°C и повторно взвесили. Содержание твердых веществ в аликвоте объемом 60 мл затем рассчитали в г/л. Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что по сравнению с декстраном эффективность флокуляции существенно улучшилась для всех сшитых декстрановых продуктов. Это видно для всех интервалов соотношения сшивающий агент/декстран.
Пример 2
В этом примере использован тот же самый способ определения флокуляции, который подробно описан в примере 1. Однако в этом опыте эффективность продуктов определяли при двух различных количествах. Кроме того, определяли эффективность другого сшитого декстранового продукта (получен при реакции, в которой использовали соотношение эпихлоргидрин/декстран 0,0575) при двух различных количествах. Этот продукт обозначили как продукт Е. Результаты приведены в таблице 2. Лишь только с одним исключением, все сшитые аналоги превосходили декстран при обоих количествах (от 1 до 2 частей на миллион).
Пример 3
В этом примере использован тот же самый способ определения флокуляции, который подробно описан в примерах 1 и 2. Были использованы серии сшитых декстрановых продуктов, обозначенных как G-J, в дополнение к продукту Е. При получении этих продуктов использовали фиксированное соотношение эпихлоргидрина к декстрану, но варьировали время реакции в интервале от 4 до 16 часов. Результаты приведены в таблице 3. Продукты, полученные в результате реакции с более коротким временем (обозначенные как продукты G, Н и I) и имеющие существенно меньшую степень сшивания декстрановых молекул, не показывают преимуществ перед декстраном. Однако те продукты, которые имели существенную степень сшивания вследствие более длительного времени реакции (J и Е), демонстрируют более высокую эффективность флокуляции по сравнению с декстраном.
| Таблица 3 | ||
| Опыты по осаждению стандартного тригидрата оксида алюминия при добавлении декстрана и образцов сшитых декстранов | ||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 2 | 8,35 |
| G | 2 | 8,48 |
| H | 2 | 8,42 |
| I | 2 | 8,22 |
| J | 2 | 7,72 |
| E | 2 | 5,77 |
Пример 4
В этом примере на действующем предприятии в отдельные однолитровые бутылки были отобраны серии образцов свежей заводской суспензии вторичного слива (содержание твердых веществ примерно 140 г/л) объемом один литр. Затем их выдерживали в сушильном шкафу при 75°C. После установления температурного равновесия образцы перенесли в отдельные однолитровые цилиндры и провели обычные опыты по осаждению, используя набор плунжеров для суспензионных образцов. Обработанные декстраном и сшитым декстраном (продукт Е) образцы сравнили при различных количествах, как показано в таблице 4. После добавления флокулянта суспензии позволили оседать в течение 4 минут перед тем, как отобрать аликвоту объемом 60 мл с верхней части цилиндра. Образцы каждой обработанной суспензии профильтровали через стекломикроволокнистый бумажный фильтр 0,45 мкм, промыли горячей деионизированной водой и затем высушили. Затем массу собранных из образцов твердых веществ измерили и записали в качестве показателя эффективности флокуляции. В таблице 4 приведены результаты каждой обработки в виде не осевших твердых веществ (приведены в г/л). Снова очевидно, что по сравнению с декстраном добавление сшитого декстрана может существенно уменьшить количество не осевших твердых веществ, которое обычно регистрируют в перетоке из осадительной емкости. При всех дозировках сшитый продукт уменьшает количество не осевших твердых веществ. Этот пример также неожиданно показал, что при увеличении количества декстрана, начиная от 1,6 частей на миллион, не происходит дальнейшего уменьшения количества не осевших твердых веществ, в то время как увеличение количества сшитого продукта (E) вызывает уменьшение количества не осевших твердых веществ во всем количественном интервале. Этот результат неожиданно показывает, что хотя максимальная эффективность декстрана достигается в этом интервале дозировки, при использовании сшитого продукта во всем этом количественном интервале происходит дальнейшее улучшение флокуляции.
| Таблица 4 | ||
| Опыты по осаждению вторичного слива, содержащего затравку, при добавлении декстрана и сшитого декстрана в различных количествах | ||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 0,3 | 4,33 |
| E | 0,3 | 3,47 |
| Декстран | 0,5 | 3,50 |
| E | 0,5 | 2,24 |
| Декстран | 1 | 2,32 |
| E | 1 | 1,66 |
| Декстран | 1,6 | 1,92 |
| E | 1,6 | 1,40 |
| Декстран | 2 | 1,98 |
| E | 2 | 1,13 |
Пример 5
Свежую заводскую суспензию вторичного слива (содержание твердых веществ примерно 67 г/л) отобрали с действующего предприятия и поместили в серии однолитровых измерительных цилиндров. Затем их привели в тепловое равновесие и хранили в водяной бане при 65°C. Затем провели обычный тест на осаждение образцов суспензии, используя набор плунжеров. После добавления обрабатывающих веществ определяли скорости осаждения, измеряя время, за которое граница твердое вещество/жидкость проходила отметку 600 мл в каждом цилиндре. Образцам позволяли оседать в течение 4 минут, затем отобрали аликвоту объемом 50 мл с верхней части каждого цилиндра и определяли содержание твердых веществ, как приведено в примере 4. В этом примере использовали сшитый декстран (обозначенный как продукт Q). Он был получен в результате реакции с использованием массового соотношения эпихлоргидрин/декстран, равного 0,02. Сравнивали обработки с использованием декстрана и сшитого декстрана (продукт Q) при различных их количествах, как приведено в таблице 5.
| Таблица 5 | |||
| Опыты по осаждению вторичного слива, содержащего затравку, при добавлении декстрана и сшитого декстрана в различных количествах | |||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Скорость осаждения (м/час) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 2 | 4,5 | 0,96 |
| Q | 0,5 | 4,8 | 1,33 |
| Декстран | 4 | 5,3 | 0,77 |
| Q | 1 | 6,8 | 0,77 |
Данные таблицы 5 показывают, что даже если сшитый декстран был использован в существенно меньших количествах по сравнению с декстраном, то были достигнуты более высокие скорости осаждения, и уровни остаточных твердых веществ, равные или близкие таковым, наблюдаемым при обработке декстраном (при существенно больших количествах).
Пример 6
Аналогичный способ, как в примере 5, также был использован в этом примере. Образец суспензии, отобранный с завода, содержал 67 г/л твердых веществ. В этом примере были протестированы серии продуктов, содержащих смесь декстрана и сшитого декстрана. Был приготовлен продукт, содержащий совместно декстран и сшитый декстран. Соотношение декстран/сшитый декстран в этом продукте составляло примерно 10:1. Осадительную эффективность этого продукта (обозначен Z) протестировали в опыте на осаждение и сравнили с активностью декстрана и сшитого декстрана (продукт Q) по отдельности. Результаты приведены в таблице 6.
| Таблица 6 | |||
| Опыты по осаждению вторичного слива, содержащего затравку, при добавлении декстрана, сшитого декстрана (Q) и комбинаций декстран/сшитый декстран | |||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Скорость осаждения (м/час) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 5,0 | 4,42 | 0,58 |
| Q | 0,5 | 4,86 | 1,17 |
| Z | 5,5 | 5,28 | 0,49 |
Совместная комбинация декстрана и сшитого декстрана улучшает как скорость осаждения, так и содержание твердых веществ в сливе при сравнении с индивидуальными компонентами, используемыми по отдельности.
Пример 7
Способ, аналогичный используемому в примерах 5 и 6, был также использован в этом примере. Содержание твердых веществ в используемой суспензии составляло 84 г/л. Декстран в различных количествах сравнивали со сшитым декстраном (продукт Q), используемым в существенно меньших количествах. Результаты приведены в таблице 7.
| Таблица 7 | |||
| Опыты по осаждению вторичного слива, содержащего затравку, при добавлении декстрана и сшитого декстрана | |||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Скорость осаждения (м/час) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 4 | 4,86 | 0,582 |
| Декстран | 3 | 4,42 | 0,815 |
| Декстран | 2 | 4,15 | 0,939 |
| Q | 1,40 | 6,23 | 0,706 |
| Q | 1,05 | 5,93 | 0,952 |
| Q | 0,70 | 5,65 | 1,155 |
Сшитый декстран при использовании в малых количествах показывает более быструю скорость осаждения и уменьшенное количество твердых веществ в сливе по сравнению с декстраном.
Пример 8
Способ, аналогичный используемому в примерах 5, 6 и 7, также был использован в этом примере. Содержание твердых веществ в используемой суспензии составляло 67 г/л. Два продукта, содержащие комбинации декстрана и сшитого декстрана (обозначены S и Т), сравнивали со сшитым декстраном (продукт Q). Результаты приведены в таблице 8.
| Таблица 8 | ||
| Опыты по осаждению вторичного слива, содержащего затравку, при добавлении декстрана, сшитого декстрана (Q) и комбинаций декстран/сшитый декстран | ||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Q | 4,86 | 1,174 |
| S | 5,17 | 0,766 |
| Т | 5,01 | 0,629 |
Добавление декстрана к сшитому декстрану в продуктах S и Т улучшает эффективность в отношении скорости осаждения и прозрачности.
Пример 9
В этом примере использован тот же самый способ определения флокуляции, который подробно описан в примере 1. Однако тестируемыми продуктами были декстран, дигидроксипропилцеллюлоза (W) и ее сшитые аналоги (X, Y). Результаты приведены в таблице 9. Из результатов видно, что по сравнению с дигидроксипропилцеллюлозой эффективность флокуляции была существенно улучшена после сшивания. К тому же сшитая дигидроксипропилцеллюлоза превосходит декстран по количеству не осевших твердых веществ в сливе.
| Таблица 9 | ||
| Тесты по осаждению стандартного тригидрата оксида алюминия при добавлении дигидроксипропилцеллюлозы (W) и сшитой дигидроксипропилцеллюлозы (X, Y). | ||
| Продукт | Кол-во (части на миллион) | Кол-во не осевших твердых веществ (г/л) |
| Декстран | 2 | 3,8 |
| W | 2 | 18,5 |
| X | 2 | 3,03 |
| Y | 2 | 2,05 |
Поскольку настоящее изобретение может быть воплощено во многих различных формах, здесь подробно показано на чертежах и описаны особые предпочтительные воплощения изобретения. Раскрытие изобретения является пояснением принципов изобретения на примерах и не предусматривает ограничение изобретения проиллюстрированными частными воплощениями. Любые патенты, публикации патентов, научные статьи и другие реферируемые данные, упоминаемые здесь, включены путем ссылки во всей их полноте. Кроме того, изобретение охватывает любую возможную комбинацию некоторых или всех различных воплощений, описанных здесь и включенных сюда.
Приведенное выше раскрытие изобретения является иллюстративным и не исчерпывающим. На основе данного описания специалист обычной квалификации в данной области техники может предложить различные вариации и альтернативы. Предполагается, что все такие альтернативы и вариации включены в объем формулы изобретения, где термин "включающий" подразумевает "содержащий, но не ограничивается этим". Специалист в данной области техники может предложить другие эквиваленты особым воплощениям изобретения, описанным здесь, и предполагается, что такие эквиваленты также включены в объем формулы изобретения.
Все интервалы и параметры, описываемые здесь, содержат в себе все и любые подинтервалы, относящиеся к ним, и любое число между граничными значениями. Например, интервал «от 1 до 10» следует рассматривать как содержащий все и любые подинтервалы от минимального значения 1 до максимального значения 10 (включительно), то есть все подинтервалы, начиная с минимального значения 1 или более (например, от 1 до 6,1) и заканчивая максимальным значением 10 или менее (например, от 2,3 до 9,4, от 3 до 8, от 4 до 7) и, наконец, каждое число 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10, находящееся в интервале.
Это завершает описание предпочтительных и альтернативных воплощений изобретения. Специалист в данной области техники может предложить другие эквиваленты особым воплощениям изобретения, описанным здесь, и предполагается, что такие эквиваленты также включены в объем приложенной формулы изобретения.
1. Способ получения оксида алюминия в процессе Байера, включающий добавление одного или более чем одного сшитого полисахарида в количестве от 0,1 до 100 частей на миллион к раствору указанного процесса на стадии осаждения тригидрата оксида алюминия.
2. Способ по п. 1, в котором полисахариды содержат по меньшей мере один сшитый полисахарид, полученный путем сшивания декстрана или дигидроксипропилцеллюлозы с образованием молекулы сшитого декстрана или сшитой дигидроксипропилцеллюлозы.
3. Способ по п. 2, в котором сшитые полисахариды выбраны из списка, состоящего из сшитого склероглюкана, сшитого пуллулана, сшитого зооглана, сшитого лактана, сшитого рамзана и любой их комбинации.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий добавление в указанный процесс другого полимера, который может представлять собой декстран или синтетический полимер.
5. Способ по п. 1, в котором один или более чем один сшитый полисахарид добавляют к указанному раствору в сортировочную установку тригидрата указанного процесса производства оксида алюминия.
6. Способ по п. 1, в котором один или более чем один сшитый полисахарид дополнительно добавляют к указанному раствору в одном или более чем одном месте в указанном процессе, где происходит разделение твердое вещество-жидкость.
7. Способ по п. 1, в котором один или более чем один сшитый полисахарид добавляют к указанному раствору в одном или более чем одном месте, таким образом ингибируя скорость нуклеации одного или более чем одного кристалла тригидрата алюминия в указанном процессе.
8. Способ по п. 1, в котором один или более чем один сшитый полисахарид добавляют к указанному раствору в одном или более чем одном месте, таким образом уменьшая скорость образования накипи в указанном процессе.
9. Способ по п. 1, в котором один или более чем один сшитый полисахарид добавляют к указанному раствору в одном или более чем одном месте для содействия осветлению красного шлама в указанном процессе.
10. Способ по п. 1, в котором добавление одного или более чем одного сшитого полисахарида улучшает выход выделенного тригидрата оксида алюминия в процессе получения тригидрата оксида алюминия с помощью добавления одного или более чем одного сшитого полисахарида согласно п. 1 к указанному раствору указанного процесса.
11. Способ по п. 1, в котором полисахарид сшит подходящим сшивающим агентом, способным взаимодействовать по меньшей мере с двумя гидроксильными группами.
12. Способ по п. 11, в котором подходящий сшивающий агент выбран из группы, состоящей из эпихлоргидрина, дихлорглицеринов, дивинилсульфона, бис-эпоксида, оксихлорида фосфора, триметафосфатов, ангидрида дикарбоновой кислоты, N,N′-метиленбисакриламида, 2,4,6-трихлор-симм-триазина и любой их комбинации.
