專利名稱：：用于沉淀勃姆石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于從拜耳(Bayer)工藝溶液沉淀出勃姆石的方法。
背景技術(shù)：
：拜耳(Bayer)法被廣泛用于從含氧化鋁的礦石如鋁土礦制備氧化鋁。該方法包括在通常稱為蒸解(digested)的過(guò)程中將含氧化鋁的礦石與再循環(huán)的堿性鋁酸鹽溶液在高溫下接觸。從所得漿液中移除固體，并且將溶液冷卻以引起過(guò)飽和狀態(tài)。所得溶液通常被稱為粗液(greenliquior)。將氧化鋁加入到粗液中作為晶種，以使得從中進(jìn)一步沉淀出氫氧化鋁。將沉淀的氧化鋁從堿性鋁酸鹽溶液(稱為廢液)分離，而將一部分氧化鋁再循環(huán)以用作晶種，并將其余部分回收作為產(chǎn)物。將其余的堿性鋁酸鹽溶液(通常稱為廢液)再循環(huán)，用于含氧化鋁的礦石的進(jìn)一步蒸解。在大部分含氧化鋁的礦石中的氧化鋁處于水合氧化鋁的形式。在鋁土礦中，氧化鋁通常以三水合物，即Al20r3H20或Al(OH)3的形式或者以一水合物即A1203.H20或AIO(OH)的形式存在。與稱為勃姆石的一水合物相比，稱為三水鋁石的三水合物容易在堿性水溶液中溶解或者蒸解。因此，與含有主要部分為勃姆石的鋁土礦礦石相比，含有主要部分為三水鋁石的鋁土礦礦石在更低的溫度和壓力下蒸解。在目前的實(shí)踐下，沉淀的氧化鋁大部分是三水鋁石，而與蒸解時(shí)氧化鋁以何種形式下存在無(wú)關(guān)。沉淀反應(yīng)通?？梢杂上铝谢瘜W(xué)方程式表示Al(OHV(水溶液)+Na+(水溶液)-A1(0H)3(固)+OH—(水溶液)十Na+(水溶液)隨著沉淀反應(yīng)進(jìn)行，液體的A/TC比率從粗液特有的約0.7下降至約0.4(其中A表示氧化鋁濃度，以八1203的gL"表示，而TC表示總苛性堿濃度，以碳酸鈉的gL"表示)。在較低的A/TC值，隨著體系接近平衡，沉淀速率由于過(guò)飽和水平降低和液體中的"游離苛性鈉"的水平增加而顯著緩慢。己知的是，拜耳法溶液的TC和TA(其中TA表示表示總堿濃度，以碳酸鈉的gl/'碳酸鈉表示)影響勃姆石和三水鋁石在這些溶液中的溶解度。在拜耳液體中的TC和TA由在包括蒸解、苛化和沉淀的多個(gè)處理步驟中的條件決定。通過(guò)首先使用三水鋁石作為液體的晶種并且逐漸冷卻懸浮液，從而引起并且驅(qū)動(dòng)三水鋁石從拜耳液體的沉淀。因?yàn)橛蓮娜芤褐幸瞥趸X以形成氫氧化鋁固體沉淀引起的液體變化，因此在沉淀中TC和TA均變化。拜耳液體的碳酸鹽化作用還用于引起氧化鋁的沉淀。該步驟降低TC，但是不影響液體的TA。此外，碳酸鹽化作用導(dǎo)致必須回收的氫氧化鈉的損失，并且與其相關(guān)的步驟是昂貴并耗時(shí)的。盡管所有商業(yè)化的氧化鋁生產(chǎn)包括氫氧化鋁，即三水鋁石的沉淀，但是與三水鋁石的煅燒相比，勃姆石的煅燒需要更少的能量，因此，適宜的是以勃姆石的形式沉淀出蒸解的氧化鋁。以前用于制備勃姆石的三種主要方法可以歸納如下a.水熱法-在高溫和水蒸汽壓力下處理氫氧化鋁以制備勃姆石；b.中和法-用堿如NaOH、KOH禾nNH4OH中和鋁鹽如氯化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁的水溶液，或者用酸(例如HC1或H2S04)或C02中和鋁酸鹽如鋁酸鈉以制備凝膠狀勃姆石；和c.水解法-采用水使有機(jī)鋁化合物如烷基化鋁水解以制備凝膠狀勃姆石。將勃姆石煅燒成熔煉級(jí)氧化鋁(SGA)的能量成本估計(jì)在1.45GJ/t氧化鋁和1.8GJ/t氧化鋁之間，這取決于煅燒爐的設(shè)計(jì)和操作。使用消耗3.0至3.3GJ/t的三水鋁石進(jìn)料，在典型的氣體燃燒煅燒爐上潛在的節(jié)省在1.2GJ/t至1.8GJ/t之間。能量節(jié)省起因于l.勃姆石在25。C的煅燒反應(yīng)的焓為約0.38GJ/t，約為三水鋁石(0.73GJ/t)的焓的一半；2.少于兩個(gè)水分子被驅(qū)除，導(dǎo)致顯著更低的潛熱成分；和3.由于所產(chǎn)生的水蒸汽的量更低，因此損失更少的顯熱。其它更難以量化的潛在節(jié)省可以起因于按所產(chǎn)生的每噸氧化鋁計(jì)的更低煅燒爐進(jìn)料處理量的使用、更有效率的沿著煅燒爐的溫度分布、更少的燃燒產(chǎn)物氣體和更少的空氣。US4595581教導(dǎo)了通過(guò)以下方式沉淀基本上純勃姆石的方法加熱種有晶種的鋁酸鈉懸浮液到約115'C至145"C的溫度，并且從懸浮液分離勃姆石沉淀物。這些沉淀溫度和壓力顯著高于常規(guī)的拜耳三水鋁石沉淀(通常為6(TC至8(TC)，并且需要目前不用于拜耳沉淀的專用設(shè)備。W01998/58876教導(dǎo)了在低于100°C，在有或沒(méi)有晶種的情況下，從過(guò)飽和鋁酸鈉的溶液沉淀出勃姆石的方法。說(shuō)明書(shū)提供了來(lái)自實(shí)驗(yàn)室制備的純合成鋁酸鈉液體的勃姆石的分批式作為晶種沉淀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。該說(shuō)明書(shū)報(bào)道了對(duì)于一系列條件，由于它們的分批懸浮液逐漸去過(guò)飽和(desupersaturated)而隨著時(shí)間增加的收率。所報(bào)道的24小時(shí)沉淀后的收率在35gL"Al203至14.5gL—'Al203的范圍內(nèi)；在96小時(shí)后，所報(bào)道的收率在48gL"A1203至24.6g1/1A1203的范圍內(nèi)。NationalTechnicalSchoolofAthens的研究也表明，可以在更高的溫度和固體裝載量下獲得更高的收率[Panias等，Trava"x，29(33)，94，2002;PaniasD.等，！Travaia;，26(30)，147，1999;Panias和Paspaliaris,Erzmetall56(2)，75，2003。在文獻(xiàn)[Panias等，"g/zfMeto/s，97(2001)中；以及在Panias禾口Paspaliaris,￡>zmeto〃，56(2)，75，(2003)禾口Panias等，rravaux，29(33)，94，(2002)]中報(bào)道的24hr沉淀后的最高收率為60g1/1。這是在1200gL"勃姆石的很高固體裝載量下實(shí)現(xiàn)的。來(lái)自它們的研究[PaniasD.等，rravma，29(33)，94，(2002)，PaniasD.等，rravawx,26(30)，147，(1999)]的其它數(shù)據(jù)表明，在種有230gL"勃姆石的合成鋁酸鈉液體(A/TC=0.64，TC=205gL")中，在90。C下，在24hr沉淀后的收率為35gL"。全部上述勃姆石沉淀研究集中于在拜耳粗液特有的高A/TC和TC值下從合成和純的鋁酸鈉溶液沉淀。它們分批進(jìn)行，而不是以在商業(yè)化的拜耳設(shè)備中通常的連續(xù)操作模式進(jìn)行。在沉淀器中的特定保持時(shí)間后，收率是以分批收率的形式報(bào)道的。Loh等[X/gfeMeto&，203(2005)]從他們的研究得出以下結(jié)論由于低收率、緩慢的動(dòng)力學(xué)(不超過(guò)慢200倍)和在產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)差的產(chǎn)物質(zhì)量的例如三水鋁石，因此勃姆石沉淀不能與三水鋁石沉淀競(jìng)爭(zhēng)，或者代替它。因此，盡管勃姆石在熱力學(xué)上是比三水鋁石更穩(wěn)定的相，溶解度更低，因此理論收率潛力更高，并且其代替三水鋁石的沉淀提供能量節(jié)省，但是它不被認(rèn)為是在商業(yè)上可行的備選方案。阻礙商業(yè)化的勃姆石沉淀的研發(fā)的另一個(gè)問(wèn)題在于，對(duì)于處理三水鋁石礦的操作，對(duì)于三水鋁石報(bào)道的液體中的水仍然必須被除去，即，能量昂貴的步驟。Vemon等[6thAQW，33，(2002)]研究了在純的合成鋁酸鈉液體中的三水鋁石的沉淀動(dòng)力學(xué)，觀察到稱為溶解度"差距(gap)"的現(xiàn)象。這看來(lái)是通過(guò)在三水鋁石固體的存在下，同時(shí)濃度長(zhǎng)時(shí)間保持在鋁酸鈉液體中的三水鋁石的理論平衡溶解度之上的情況下，通過(guò)去過(guò)飽和鋁酸鹽液體達(dá)到的亞穩(wěn)態(tài)。Vemon等[如上]也觀察到溶解度差距隨著TC降低而降低。Skoufadis等[7/^/rameto〃wgy，68，57-68，(2003)]研究了在實(shí)驗(yàn)室制備的純合成鋁酸鈉液體中的勃姆石沉淀的動(dòng)力學(xué)，并且報(bào)道了氧化鋁濃度遠(yuǎn)高于在相同條件下的勃姆石溶解度的表觀平衡階段。這種用于勃姆石的亞穩(wěn)態(tài)也被Loh等[如上]報(bào)道；他們報(bào)道了在216小時(shí)沉淀后的表觀溶解度，其為勃姆石溶解度的2.3倍。Skoufadis等[如上]觀察到在純合成鋁酸鈉液體中的勃姆石溶解度差距隨著TC而降低。Loh等[如上]報(bào)道了勃姆石和三水鋁石的沉淀速率隨著純合成鋁酸鈉液體中的TC降低而增加。Panias等[丄妙ZM加/s,Mi!'Mera&,她ta/sc5:M她n.a/s5b"',，97-103，(2001)]報(bào)道了在恒定的游離氫氧化鈉的條件下沉淀勃姆石的實(shí)驗(yàn)。這是通過(guò)所謂的碳酸鹽化作用實(shí)現(xiàn)的，在該碳酸鹽化作用中將二氧化碳用于中和在沉淀過(guò)程中通過(guò)鋁酸鹽的分界釋放的氫氧化鈉。他們觀察到更高的收率，但是注意到這種方法不能在商業(yè)上應(yīng)用，因?yàn)檫@種方法的氫氧化鈉消耗量大；如上所述，早期將碳酸鹽化作用用于三水鋁石沉淀，但是由于氫氧化鈉消耗成本，已經(jīng)被現(xiàn)代的使用種晶的冷卻拜耳沉淀方法代替。另外，碳酸鹽化作用降低TC，而不降低TA，這使得影響溶解度和沉淀動(dòng)力學(xué)。10因此，盡管該文獻(xiàn)教導(dǎo)對(duì)于勃姆石沉淀，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料液體中的低TC是有利的，但是沒(méi)有報(bào)道用于這樣做的實(shí)用方法。例如，直接從蒸解降低粗液中的TC是沒(méi)有吸引力的，因?yàn)樾枰逿C以實(shí)現(xiàn)氧化鋁有價(jià)值成分(value)從鋁土礦的有效提取。此外，稀釋粗液以降低TC的代價(jià)是存在能量密集型蒸發(fā)步驟。碳酸鹽化作用導(dǎo)致氫氧化物的損失、在拜耳操作中的昂貴原料，以及不改變TA。上面的發(fā)明背景的論述意在促進(jìn)本發(fā)明的理解。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述論述不是承認(rèn)或者認(rèn)可，在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日，所提及的任何材料是澳大利亞或者其它地方的普通常識(shí)的一部分。上面的發(fā)明背景的論述意在促進(jìn)本發(fā)明的理解。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述論述不是承認(rèn)或者認(rèn)可，在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)日，所提及的任何材料是澳大利亞或者其它地方的普通常識(shí)的一部分。
發(fā)明內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解在本文中所述的本發(fā)明容許與具體描述的那些不同的變化和修改。應(yīng)理解，本發(fā)明包括權(quán)保護(hù)所有這樣的變化和修改。本發(fā)明還包括在本說(shuō)明書(shū)中單獨(dú)或者共同地提及或者指出的所有步驟、特征、組成和化合物，以及所述步驟或者特征的任何兩個(gè)以上的任何和全部組合。本發(fā)明的范圍不限于本文中所述的具體實(shí)施方案的限制，所述具體實(shí)施方案意在僅用于說(shuō)明性目的。功能相同的產(chǎn)品、組成和方法明顯在如本文中所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本文中提及的所有出版物(包括專利、專利申請(qǐng)、期刊文章、實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)、書(shū)籍、或其它文件)的全部?jī)?nèi)容，均通過(guò)引用結(jié)合在此。根據(jù)本發(fā)明，提供從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，所述方法包括以下步驟處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度；將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并；從所述粗液和所述處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石，并且產(chǎn)生第二廢液；和分離至少一部分的勃姆石和第二廢液。有利地，所述方法通過(guò)實(shí)現(xiàn)從第一廢液中進(jìn)一步回收氧化鋁有價(jià)值成分，允許從來(lái)自蒸解的粗液的勃姆石生產(chǎn)率大于現(xiàn)有技術(shù)的方法。有利地，本發(fā)明降低在處理過(guò)的第一廢液中以及在合并的處理過(guò)的第一廢液和粗液中的氫氧化物濃度，從而降低這些液體的TC和TA。有利地，本發(fā)明提高第一廢液的A/TC，從而提高勃姆石的沉淀效率。在本發(fā)明的一種形式中，處理過(guò)的廢液具有與粗液的A/TC接近的A/TC。已知勃姆石的溶解度隨著TC和TA降低，并且有利地，本發(fā)明可以提供一種合并的被處理廢液和粗液，其具有比粗液更低的TC和TA，從而提供對(duì)勃姆石沉淀更有利的條件。在不受理論限制的情況下，據(jù)認(rèn)為降低TC將使得工業(yè)拜耳液體中的勃姆石的亞穩(wěn)態(tài)"表觀"溶解度和熱力學(xué)溶解度之間的差距降低，并且結(jié)果，勃姆石沉淀的實(shí)際驅(qū)動(dòng)力將增加。有利地，這將提高勃姆石沉淀效率。本發(fā)明提供了一種方法，所述方法用于產(chǎn)生進(jìn)入勃姆石沉淀階段的低TC進(jìn)料液，而不需要犧牲之前的其中需要更高的TC以將鋁土礦礦石中的氧化鋁有價(jià)值成分的最大回收的蒸解階段，并且避免用水稀釋，水隨后在返回到蒸解階段之前需要能量昂貴的蒸發(fā)步驟。優(yōu)選地，所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述液體的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括降低至少在部分第一廢液中的鈉離子的濃度。優(yōu)選地，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括從第一廢液移除鈉離子。在不受理論限制的情況下，據(jù)認(rèn)為由拜耳液體的勃姆石沉淀不僅受到游離氫氧化物的濃度的限制，而且受到鈉離子的存在的限制。有利地，從處理過(guò)的第一廢液移除鈉離子對(duì)勃姆石沉淀應(yīng)當(dāng)具有積極的影響。優(yōu)選地，.所述方法包括以下另外的步驟回收所述鈉離子。優(yōu)選地，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括中和或移除第一廢液中的氫氧根離子。優(yōu)選地，所述方法包括以下另外的步驟回收所述氫氧根離子。有利地，可以將回收的鈉和氫氧根有價(jià)值成分返回到液體回路(circuit)中。相反，液體的碳酸鹽化作用消耗了這些苛性堿有價(jià)值成分，并且需要添加用于苛性堿再生的石灰的昂貴步驟。有利地，將用于降低廢液的TC和TA的介質(zhì)再生，以再利用。優(yōu)選地，將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟將所述處理過(guò)的第一廢液與所述粗液以約1:100至3:1之間的比率合并。.更優(yōu)選地，將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟將所述處理過(guò)的第一廢液與所述粗液以約1:5至2.5:1之間的比率合并。應(yīng)理解，處理過(guò)的第一廢液與粗液的比率可以變化，并且依賴于多個(gè)因素，包括溫度、蒸解回路操作，經(jīng)濟(jì)考慮因素，可用的設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施，處理過(guò)的第一廢液和粗液的性質(zhì)如TC，TA，雜質(zhì)含量，和氧化鋁濃度。在本發(fā)明的一種形式中，將至少一部分處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟提供第一部分粗液和第二部分粗液；將第一部分粗液和處理過(guò)的廢液合并；和將第二部分的粗液引導(dǎo)到勃姆石沉淀回路中的后期階段。在本發(fā)明的一種備選形式中，將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟提供第一部分的處理過(guò)的廢液和第二部分的處理過(guò)的廢液；將第一部分的處理過(guò)的廢液和粗液合并；和將第二部分的處理過(guò)的廢液引導(dǎo)到勃姆石沉淀回路中的后期階段。應(yīng)理解，不同量的粗液或者處理過(guò)的廢液對(duì)于勃姆石沉淀回路中的不同階段可以是不同的。在不受理論限制的情況下，據(jù)認(rèn)為，通過(guò)調(diào)節(jié)分布于不同沉淀階段的粗液的量或者處理過(guò)的廢液的量，可以控制沿著整個(gè)沉淀階段的TA，TC和過(guò)飽和分布，以提高勃姆石收率和質(zhì)量。應(yīng)理解，粗13液旁路或處理過(guò)的廢液旁路的適合量和分布取決于回路構(gòu)造、操作條件、以及晶種和液體性質(zhì)。控制廢液的TC和TA的能力，因此合并的處理過(guò)的廢液和粗液可以提供更大的勃姆石收率和更大的液體生產(chǎn)率。優(yōu)選地，所述方法包括以下另外的步驟蒸解鋁土礦以提供粗液。鋁土礦可以以三水鋁石鋁土礦、勃姆石鋁土礦、硬水鋁石鋁土礦(diasporicbauxite)或者它們的任何組合的形式提供。應(yīng)理解，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟可以對(duì)整個(gè)第一廢液進(jìn)行或者在拜耳法側(cè)流中進(jìn)行。與給定的拜耳蒸解回路的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，通過(guò)增加從粗液沉淀的氧化鋁量，本發(fā)明方法可以提供更大的沉淀勃姆石的收率。應(yīng)理解，可以重復(fù)以下步驟處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低處理過(guò)的第一廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟；合并至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液的步驟；禾口從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石，并且產(chǎn)生第二廢液的步驟。在本發(fā)明的一個(gè)非常具體的形式中，所述方法可以包括多個(gè)同時(shí)降低第一廢液的總苛性堿濃度和總堿度的處理步驟。在本發(fā)明的一種形式中，所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作為粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液的晶種。在本發(fā)明的第二種形式中，所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作物粗液的晶種。在本發(fā)明的第三種形式中，所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作物處理過(guò)的第一廢液的晶種。應(yīng)理解，最佳植入晶種的比率取決于多個(gè)因素，包括晶種和液體性能以及沉淀回路的設(shè)計(jì)，并且可以在50至1300gL"范圍內(nèi)的任何值。存在許多制備勃姆石的晶種的方法。優(yōu)選地，勃姆石晶種從拜耳沉淀回路再循環(huán)。優(yōu)選地，從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液沉淀出勃姆石并且產(chǎn)生第二廢液的步驟在低于約105。C的溫度進(jìn)行。在本發(fā)明的一種優(yōu)選形式中，當(dāng)進(jìn)入沉淀回路時(shí)，合并的粗液和處理過(guò)的第一廢液在約95"C至105。C之間的初始溫度進(jìn)行。在本發(fā)明的一種形式中，合并的粗液和處理過(guò)的第一廢液可以在進(jìn)入沉淀回路后被冷卻。有利地，由于與三水鋁石沉淀相比，勃姆石沉淀在更高溫度下進(jìn)行，因此工藝更少地?fù)p失由蒸解溫度冷卻并且再加熱至蒸發(fā)溫度引起的能量。應(yīng)理解，可以調(diào)節(jié)沉淀保持時(shí)間和流量以提高勃姆石收率和產(chǎn)物質(zhì)量。技術(shù)人員應(yīng)理解，可以在合理的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)上作出改變保持時(shí)間和流量的決定。在本發(fā)明的一種形式中，從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液沉淀出勃姆石并且產(chǎn)生第二廢液的步驟先于以下步驟處理過(guò)的第一廢液的超聲和/或處理過(guò)的第一廢液和粗液在存在或者不存在勃姆石晶種的情況下的合并。在本發(fā)明的一種形式中，所述方法包括以下另外的步驟將三水鋁石沉淀抑制劑添加到處理過(guò)的第一廢液、或者添加到處理過(guò)的第一廢液和粗液的合并液。有利地，通過(guò)將三水鋁石沉淀抑制劑添加到預(yù)沉淀的拜耳液體中，減少或者消除了三水鋁石隨著勃姆石的共沉淀。三水鋁石沉淀抑制劑可以以這樣的某些有機(jī)化合物的形式提供，所述有機(jī)化合物被認(rèn)為通過(guò)減少或者封閉晶種表面上的活性部位的數(shù)量而抑制三水鋁石沉淀。在不受理論限制的情況下，據(jù)認(rèn)為與三水鋁石沉淀相比，因?yàn)椴肥木w結(jié)構(gòu)不同于三水鋁石的晶體結(jié)構(gòu)，因此勃姆石沉淀較少地受到某些有機(jī)化合物的影響。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，三水鋁石沉淀抑制劑選自葡糖酸鹽和酒石酸±卜JUL°備選地，三水鋁石沉淀抑制劑可以以氧化鈣的形式提供。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)氧化鈣應(yīng)當(dāng)理解為包括與拜耳液體中存在的離子物種相容，并且產(chǎn)生可溶性的鈣離子的任何鈣化合物，如氧化鈣和其水合形式，包括氫氧化鈣，石灰膏，碳酸鈣，鋁酸三鈣和水鋁^石(hydrocalumite)。已知氧化鈣增加三水鋁石沉淀誘導(dǎo)時(shí)間并且抑制三水鋁石從拜耳液體中沉淀。有利地，預(yù)沉淀液體可以含有已知影響三水鋁石沉淀的誘導(dǎo)時(shí)間的氧化鈣。在不受理論限制的情況下，據(jù)認(rèn)為氧化鈣影響勃姆石沉淀的程度與影響三水鋁石的程度不同。盡管粗液可以含有氧化鈣，但是廢液通常很少含有或者不含氧化鈣。在處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟、合并至少部分的處理過(guò)的第一廢液和至少部分粗液的步驟，和從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石并且制備第二廢液的步驟被重復(fù)的情況下，所述方法可以包括以下另外的步驟在從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀勃姆石并制備第二廢液的步驟后，將氧化鈣加入到預(yù)沉淀的液體中的步驟。應(yīng)理解，在處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟、合并至少部分的處理過(guò)的第一廢液和至少部分粗液的步驟，和從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石并且制備第二廢液的步驟被重復(fù)的情況下，可以不必在從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液沉淀出勃姆石的步驟之后，將另外的三水鋁石沉淀抑制劑添加到處理過(guò)的第一廢液中。應(yīng)理解，通過(guò)如US4534957中所述的將三水鋁石轉(zhuǎn)化為勃姆石的水熱法，或者在該文獻(xiàn)中所述用于制備勃姆石的任何其它方法，可以制備用于啟動(dòng)勃姆石沉淀回路的初始晶種。在本發(fā)明的一種形式中，用于將三水鋁石轉(zhuǎn)化為勃姆石的水熱法被用于控制相當(dāng)多的三水鋁石代替勃姆石沉淀的情況下的產(chǎn)物質(zhì)量偏差，并且用于使晶種再循環(huán)返回至主要勃姆石形式。在本發(fā)明的一種形式中，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟使至少一部分的第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸；禾口將存在于第一廢液中的至少一部分的金屬陽(yáng)離子萃取到基本上水不16混溶的溶液中。本發(fā)明有利地提供控制被處理過(guò)的廢液的TC和TA的能力，因此提供控制粗液和處理過(guò)的廢液的合并液。所述控制可能受到許多因素的影響，包括接觸和萃取步驟的重復(fù)次數(shù)，以及萃取劑和溶劑的性質(zhì)、體積和濃度，液體的溫度、攪拌、性質(zhì)，以及液體中是否存在其它物種。應(yīng)當(dāng)理解，將金屬陽(yáng)離子從第一廢液萃取到基本上水不混溶的溶液中伴隨有陽(yáng)離子從基本上水不混溶的溶液到第一廢液中的電荷轉(zhuǎn)移。優(yōu)選地，金屬陽(yáng)離子是鈉離子。有利地，水可以與金屬陽(yáng)離子一起從第一廢液共同萃取到基本上水不混溶的溶液中；從而降低留在沉淀回路中的任何廢液中的水，并且返回到蒸解回路中，因此減少?gòu)U液蒸發(fā)要求。優(yōu)選地，萃取劑以弱酸形式提供。在萃取劑以弱酸形式提供的情況下，金屬離子萃取到基本上水不混溶的溶液中伴隨有質(zhì)子從基本上水不混溶的溶液到第一廢液中的轉(zhuǎn)移。優(yōu)選地，弱酸萃取劑包含具有pKa在約9至約13之間的可離子化質(zhì)子的至少一個(gè)極性基團(tuán)。萃取劑優(yōu)選為直鏈、支鏈或環(huán)狀烴，鹵代烴、含多于6個(gè)碳原子的脂族或芳族醚或醇。優(yōu)選地，萃取劑包含醇或酚官能團(tuán)。適合的萃取劑包括lH,lH-全氟壬醇，lH,lH,9H-十六氟壬醇，1，1,1-三氟-3-(4-叔辛基苯氧基)-2-丙醇，U,l-三氟-2-(對(duì)甲苯基)異丙醇，l-(對(duì)甲苯基)-2,2,2-三氟乙醇，六氟-2-(對(duì)甲苯基)異丙醇，2-(甲基)-2-(十二垸基汁四烷酸，3-(全氟己基)丙烯醇和l-(l,l，2，2-四氟乙氧基)-3-(4-叔辛基苯氧基)-2-丙醇，叔辛基苯基，對(duì)壬基苯酚，對(duì)叔丁基苯酚，對(duì)叔戊基苯酚，對(duì)庚基苯酚，對(duì)辛基苯酚，對(duì)-(a,a-二甲基芐基)苯酚(4-枯基苯酚)，2,3,6-三甲基苯酚，2,4-二叔丁基苯酚，3,5-二叔丁基苯酚，2,6-二叔丁基苯酚，2,4-二叔戊基苯酚(2,4-二叔戊基苯酚)，4-仲丁基-2，6-二叔丁基苯酚，2，4,6-三叔丁基苯酚，2,4-雙(a，cx-二甲基節(jié)基)苯酚(2，4-二枯基苯酚)和其它烷基化的苯酚或它們的混合物。應(yīng)當(dāng)理解，基本上水不混溶的溶液可以形成萃取劑。優(yōu)選地，酸性形式的萃取劑基本上不溶于水中。優(yōu)選地，去質(zhì)子化形式的萃取劑基本上不溶于水中。應(yīng)當(dāng)理解，萃取劑在第一廢液中的分配應(yīng)當(dāng)是最少的。應(yīng)當(dāng)理解，萃取劑濃度取決于多個(gè)因素，包括引起的過(guò)飽和的預(yù)期量，這轉(zhuǎn)而受到開(kāi)始沉淀時(shí)的溫度的影響。應(yīng)當(dāng)理解，在萃取步驟中的去質(zhì)子化程度取決于可離子化質(zhì)子的酸性(以及第一廢液的pH和鹽含量)。分布在不同相中的物質(zhì)之間的反應(yīng)可以是緩慢的，因?yàn)樵趦煞N組分的每一種的第一級(jí)反應(yīng)中，當(dāng)在給定的相中的物種的濃度最高時(shí)，速率最高。相轉(zhuǎn)移催化劑的使用可以提高萃取速率。適合的相轉(zhuǎn)移催化劑可以選自親脂性季銨或膦鹽或有機(jī)大環(huán)如冠醚，杯芳烴，杯芳烴-冠醚，球狀配體(spherand)和穴狀配體?？梢詫⒕唧w的配位配體加入到有機(jī)混合物中以協(xié)同增強(qiáng)Na+萃取、或者另外從第一廢液中萃取雜質(zhì)并且以次要方式增強(qiáng)沉淀。優(yōu)選地，基本上水不混溶的溶液是有機(jī)液體，有機(jī)液體的組合或離子液體。優(yōu)選地，有機(jī)液體是基本上非極性的。優(yōu)選地，有機(jī)配體是在拜耳法溫度具有低蒸氣壓和較高閃點(diǎn)的高沸點(diǎn)有機(jī)液體。優(yōu)選地，有機(jī)液體是堿穩(wěn)定的。有機(jī)液體優(yōu)選為直鏈、支鏈或環(huán)狀烴，鹵代烴、含多于4個(gè)碳原子的脂族或芳族醚或醇。適合的溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、芪，l-辛醇，2-辛醇，1_癸醇，異辛醇(如從ExxonMobil以Exxal8商購(gòu)的那些)，異壬醇(如從ExxonMobil以Exxal9、Exxal10，Exxal11，Exxal12禾口Exxal13商購(gòu)的那些)，異癸醇，異十三垸醇，2-乙基-l-己醇，煤油和名稱為Escaid100，Escaid110，Escaid240，Escaid300，lsoparL，lsoparM，Solvesso150禾口ExxsolD110商購(gòu)的其它烴(來(lái)自ExxonMobil),以及它們的混合物。優(yōu)選地，有機(jī)溶劑在第一廢液中的分配是最少的。優(yōu)選地，第一廢液在有機(jī)溶劑中的分配是最少的。優(yōu)選地，有機(jī)溶劑將處于其酸和鈉鹽形式的萃取劑溶劑化。應(yīng)當(dāng)理解，基本上水不混溶的溶液相對(duì)于第一廢液體積的體積可以根據(jù)第一廢液和基本上水不混溶的溶液接觸方式和萃取劑在基本上水不混溶的溶液中的裝載量而變化。優(yōu)選地，使第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸的步驟包括通過(guò)在本領(lǐng)域中已知的任何方法，包括搖晃、攪拌、翻滾和飛濺對(duì)第一廢液和基本上水不混溶的溶液進(jìn)行攪拌。應(yīng)理解，第一廢液和有機(jī)相之間的接觸時(shí)間應(yīng)當(dāng)足以使萃取劑和金屬陽(yáng)離子之間發(fā)生反應(yīng)，以形成金屬陽(yáng)離子耗盡的水相和氫離子耗盡的有機(jī)相。所述接觸時(shí)間受到多個(gè)因素的影響，包括萃取劑上的可離子化質(zhì)子的pKa，水相的pH，水相和有機(jī)相的體積，溫度，萃取劑和鈉離子的濃度，總堿度，總苛性堿濃度，攪拌程度和廢液中是否存在其它物種。應(yīng)當(dāng)理解，拜耳法溶液和基本上水不混溶的溶液的體積用不著相同。應(yīng)當(dāng)理解，在該方法以逆流或連續(xù)處理的形式進(jìn)行時(shí)，相的體積比用分批方法更不重要。應(yīng)理解，使第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸的步驟，以及將存在于第一廢液中的至少一部分金屬陽(yáng)離子萃取到基本上水不混溶的溶液中的步驟可以被重復(fù)。在使第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸的步驟，以及將存在于第一廢液中的至少一部分金屬陽(yáng)離子萃取到基本上水不混溶的溶液中的步驟被重復(fù)的情況下，使第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸的步驟可以采用不同的基本上水不混溶的溶液進(jìn)行。優(yōu)選地，所述方法包括以下另外的步驟分離第一廢液和基本上水不混溶的溶液。應(yīng)當(dāng)理解，分離第一廢液和基本上水不混溶的溶液的步驟可以通過(guò)本領(lǐng)域中包括離心的任何已知方法進(jìn)行。優(yōu)選地，該方法包括以下另外的步驟使基本上水不混溶的溶液與汽提溶液接觸以提供氫氧化鈉水溶液。汽提溶液可以以水或包含冷凝物或湖水(lakewater)的拜耳法工藝流的形式提供。優(yōu)選地，汽提溶液具有至少5的pH。優(yōu)選地，該方法包括以下另外的步驟分離汽提溶液和基本上水不混溶的溶液。有利地，使基本上水不混溶的溶液與汽提溶液接觸以提供氫氧化鈉水19溶液的步驟將弱酸萃取劑質(zhì)子化。有利地，在與汽提溶液接觸后的基本上水不混溶的溶液可以重新用于后續(xù)的萃取步驟。氫氧化鈉水溶液可以重新用于拜耳回路的其它階段，如鋁土礦的蒸解。取決于氫氧化鈉的濃度，該水溶液可能需要在后續(xù)使用之前預(yù)先處理。有利地，汽提鈉離子和后續(xù)再生的氫氧化物的步驟無(wú)需另外用于重新苛化的化學(xué)品。在本發(fā)明的一種形式中，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟使至少一部分的第一廢液與具有可交換離子的固體載體接觸，其中固體載體基本上是水不溶性的；和將存在于第一廢液中的鈉陽(yáng)離子與固體載體上的離子進(jìn)行交換。優(yōu)選地，包含萃取劑的固體載體是離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂是按每分子含有多個(gè)離子官能團(tuán)的高分子量的聚合物材料。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂可以是含磺酸基團(tuán)(RS03H+)的強(qiáng)酸型或弱酸型如含有羧酸(RCOOH)或酚(ROH)基團(tuán)的那些。陰離子交換樹(shù)脂含有連接到聚合物分子上的堿性胺官能團(tuán)。強(qiáng)堿交換劑是季胺(RN(CH3)3+OPT)并且弱堿型含有仲或叔胺。優(yōu)選地，離子交換樹(shù)脂是陽(yáng)離子交換樹(shù)脂并且在本發(fā)明的非常優(yōu)選的形式中，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是弱酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。優(yōu)選地，在固體載體上的可交換離子是質(zhì)子。應(yīng)理解，存在于拜耳法工藝流中的鈉離子與萃取劑上的質(zhì)子的交換包括多于一個(gè)鈉離子和多于一個(gè)質(zhì)子的交換。優(yōu)選地，固體載體具有約9-13的pKa?？梢杂糜诒景l(fā)明的樹(shù)脂的實(shí)例包括AmberliteIRC86-氫型，AmberliteIRC50-氫型和LewatitCNP105-氫型。有利地，存在于拜耳法工藝流中的鈉離子與萃取劑上的質(zhì)子的交換伴隨有氫氧根離子在拜耳法工藝流中的伴隨中和。優(yōu)選地，使第一廢液與具有可交換離子的固體載體接觸，其中固體載體基本上是水不溶性的步驟包括:通過(guò)在本領(lǐng)域中已知的任何方法，包括搖晃、攪拌、翻滾和飛濺攪拌第一廢液和固體載體。應(yīng)理解，第一廢液和固體載體之間的接觸時(shí)間應(yīng)當(dāng)足以使離子交換發(fā)生。所述接觸時(shí)間受到多個(gè)因素的影響，包括固體載體上的可離子化質(zhì)子的pKa，第一廢液的pH，水相和固相的體積，溫度，鈉離子的濃度，總堿度，總苛性堿濃度，攪拌程度和廢液中是否存在其它物種。在使第一廢液與具有可交換離子的固體載體接觸，其中固體載體基本上是水不溶性的步驟，以及將存在于第一廢液中的鈉陽(yáng)離子與固體載體上的離子交換的步驟被重復(fù)的情況下，使第一廢液與具有可交換離子的固體載體接觸并且其中固體載體基本上是水不溶性的步驟可以采用不同的固體載體進(jìn)行。優(yōu)選地，所述方法包括以下另外的步驟分離處理過(guò)的第一廢液和固體載體。應(yīng)當(dāng)理解，分離處理過(guò)的第一廢液和固體載體的步驟可以通過(guò)本領(lǐng)域中任何己知方法進(jìn)行，所述已知方法包括過(guò)濾和離心。優(yōu)選地，該方法包括以下另外的步驟在將存在于第一廢液中的鈉陽(yáng)離子與固體載體上的離子交換的步驟后，使固體載體與汽提溶液接觸以使固體載體質(zhì)子化的步驟。汽提溶液可以以水或包含冷凝物或湖水的拜耳法工藝流的形式提供。有利地，在與基本上水不混溶的溶液接觸后的汽提溶液可以重新用于拜耳法的后續(xù)步驟，或用于后續(xù)的汽提步驟。取決于氫氧化鈉的濃度，水溶液可能需要在后續(xù)使用之前進(jìn)行預(yù)先處理。有利地，在與汽提溶液接觸后的固體載體可以用于與廢液的進(jìn)一步的離子交換。在本發(fā)明的一種形式中，處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟在含有至少部分的第一廢液的第一區(qū)域和含有陰極電解液的第二區(qū)域之間施加電勢(shì)，其中第一廢液是陽(yáng)極電解液，并且其中離子滲透膜被設(shè)置在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間；和使鈉離子從一個(gè)區(qū)域跨過(guò)離子滲透膜轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域中。應(yīng)理解，可以提供多于兩個(gè)的區(qū)域，并且可以提供多于一個(gè)的離子滲透膜。在提供多于一個(gè)的離子滲透膜的情況下，離子滲透膜優(yōu)選為基本上共面以使得相鄰的離子滲透膜優(yōu)選允許帶相反電荷的離子的轉(zhuǎn)移。在本發(fā)明的一種形式中，提供陰離子滲透膜和陽(yáng)離子滲透膜。在本發(fā)明的一種具體形式中，提供多個(gè)離子滲透膜，其中多個(gè)離子滲透膜包括電滲析單元。在本發(fā)明的一種形式中，可以提供雙極性膜。在提供一個(gè)離子滲透膜的情況下，離子滲透膜優(yōu)選為陽(yáng)離子滲透膜，并且離子為陽(yáng)離子。優(yōu)選地，陽(yáng)離子是鈉離子。應(yīng)理解，鈉離子從一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域的轉(zhuǎn)移包括多于一個(gè)鈉離子從第一區(qū)域向第二區(qū)域的轉(zhuǎn)移。優(yōu)選地，一個(gè)區(qū)域配置有陽(yáng)極，而另一個(gè)區(qū)域配置有陰極。應(yīng)理解，鈉離子從一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)第二區(qū)域的轉(zhuǎn)移伴隨有氫氧根離子在陽(yáng)極的伴隨中和以及氫氧根離子在第二區(qū)域中的再生。應(yīng)理解，離子滲透膜應(yīng)當(dāng)在電解條件下對(duì)腐蝕或降解具有顯著的抵抗力。應(yīng)理解，離子滲透膜的選擇取決于多個(gè)因素，包括離子傳輸?shù)倪x擇性、包括鈉離子傳輸?shù)倪x擇性。其它因素包括離子傳輸?shù)膫鲗?dǎo)性和速率、機(jī)械尺寸和化學(xué)穩(wěn)定性、對(duì)污垢以及中毒的抵抗力，和膜壽命。在本發(fā)明的具體形式中，陽(yáng)離子滲透膜可以包括全氟化的聚合物如磺化的四氟乙烯共聚物，羧酸酯聚合物，聚苯乙烯基聚合物，二乙烯基苯聚合物，或鈉傳導(dǎo)陶瓷如P-氧化鋁或者它們的組合。己知全氟膜在高的pH條件下對(duì)化學(xué)侵蝕具有高抵抗力。穩(wěn)定性和有利的物理性質(zhì)被認(rèn)為歸因于含有以離子基團(tuán)封端的規(guī)則側(cè)鏈的聚合物的顯著惰性和牢固的主鏈。離子基團(tuán)的選擇是重要的，因?yàn)樗鼈冇绊懪c遷移離子的相互作用，離子交換聚合物的pKg，聚合物的溶劑化，以及在固定的離子基團(tuán)之間的相互作用的性質(zhì)和程度。在本發(fā)明的一種非常具體形式中，陽(yáng)離子滲透膜是Nafion324或Naf腿440膜。應(yīng)理解，電極材料應(yīng)當(dāng)顯示出高的導(dǎo)電性和低的電阻，并且在電解條件下對(duì)腐蝕具有相當(dāng)大的抵抗力。廢液是高度堿性的，但是在陽(yáng)極產(chǎn)生H+。應(yīng)理解，電極材料的選擇在技術(shù)人員的能力和知識(shí)之內(nèi)。因?yàn)閺U液含有陰離子如氟化物、硫酸根等，因此在陽(yáng)極和溶液(即使溶液是高度堿性的)之間的界面產(chǎn)生氫氟酸、硫酸等。適合的陽(yáng)極材料包括鉑涂敷的鈮、鉑涂敷的鈦或莫內(nèi)爾合金。應(yīng)理解，堿僅在陰極產(chǎn)生，因此與陽(yáng)極材料相比，陰極材料的選擇可以更寬。適合的陰極包括不銹鋼或氣體擴(kuò)散電極(氧去極化的陰極)。應(yīng)理解，必須控制電流密度，因?yàn)樵黾与娏髅芏葘⒃黾赢a(chǎn)物形成的速率，但是它還使得能量消耗量增加。電流密度越高，萃取給定量的苛性堿可能需要的膜面積越小。對(duì)于使用一個(gè)陽(yáng)離子交換膜的系統(tǒng)，優(yōu)選的電流密度可以高于150mA/cm2。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，陰極電解液是苛性堿溶液。盡管有利的是具有盡可能高的陰極電解液苛性堿濃度，但是如果它太高，則可能由于離子從陰極電解液反向擴(kuò)散至陽(yáng)極電解液而損害電流密度。優(yōu)選地，陰極電解液苛性堿濃度不大于約8MNaOH或25%NaOH陰極電解液。本發(fā)明方法可以以分批法的形式進(jìn)行，其中第一區(qū)域以第一室的形式安置，而第二區(qū)域以第二室的形式安置，并且離子滲透膜被設(shè)置在第一室和第二室之間。第一廢液陽(yáng)極電解液被引入到第一室內(nèi)，而陰極電解液被引入到第二室中，并且在第一室和第二室之間施加規(guī)定時(shí)間的電勢(shì)，之后鈉離子和氫氧根離子被耗盡的處理過(guò)的第一廢液從第一室移出，并氫氧化鈉濃度得到增加的陰極電解液從第二室移出。備選地，本發(fā)明方法可以以連續(xù)方法進(jìn)行，其中第一區(qū)域以第一室的形式提供，而第二區(qū)域以第二室的形式提供，并且離子滲透膜被提供在第一室和第二室之間。第一廢液陽(yáng)極電解液被連續(xù)地引入到第一室內(nèi)，而陰極電解液被連續(xù)地引入到第二室中，同時(shí)在第一室和第二室之間連續(xù)施加電勢(shì)。鈉離子和氫氧根離子被耗盡的處理過(guò)的第一廢液從第一室連續(xù)地移出，并且氫氧化鈉濃度得到增加的陰極電解液從第二室移出。還備選地，本發(fā)明方法可以以連續(xù)方法進(jìn)行，其中電解槽(cell)中具有多個(gè)室，并且相鄰室由陽(yáng)離子滲透膜和陰離子離子滲透膜交替地分開(kāi)。每23一個(gè)第二區(qū)域均含有第一廢液陽(yáng)極電解液的進(jìn)料溶液，并且通過(guò)在陽(yáng)極產(chǎn)生質(zhì)子而代替被中和的氫氧根，其通過(guò)陰離子膜從進(jìn)料溶液中移除，以形成純的苛性堿(鈉離子從相反側(cè)經(jīng)由陽(yáng)離子膜進(jìn)入)。與具有單個(gè)離子滲透膜的電解相比，該方法被認(rèn)為消耗更少的能量，因?yàn)楸浑娊庖孕纬少|(zhì)子和氫氧根的水的量最小，其中伴隨著形成氫和氧的形成。任選地，該配置可以包含雙極性膜，其直接將水分開(kāi)以產(chǎn)生氫氧根離子和質(zhì)子，而不形成氫或氧。在本發(fā)明的一種非常具體形式中，陰離子滲透膜是NeoseptaAHA膜。含有氫氧化鈉的陰極電解液可以重新用于拜耳回路的其它階段如鋁土礦的蒸解。根據(jù)氫氧化鈉的濃度，以及雜質(zhì)含量，陰極電解液可能需要在后續(xù)使用之前進(jìn)行預(yù)處理。附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)在僅通過(guò)參考其兩個(gè)實(shí)施方案的實(shí)施例以及附圖描述本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的方法的示意性流程圖；圖2顯示了在6(TC與異辛醇溶劑中不同濃度的TOP萃取劑1:1接觸IO分鐘后，廢液的經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的TC下降；和圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的方法的示意性流程圖。實(shí)施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明集中于通過(guò)處理廢液以降低廢液的總堿度和總苛性堿濃度，然后重新合并至少一部分的處理過(guò)的廢液和至少一部分粗液以進(jìn)行沉淀，以從拜耳法溶液沉淀勃姆石。可以沿著沉淀階段分布處理過(guò)的廢液和粗液的其余部分，這被確定為最有利的。圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的方法的示意性流程圖，其包括以下步驟在苛性堿溶液10中蒸解鋁土礦；將混合物12分離成殘留物14和粗液16;24合并粗液16和處理過(guò)的廢液18;使用從分級(jí)回路20再循環(huán)的勃姆石作為粗液16和處理過(guò)的廢液18的合并液的晶種，并且在沉淀回路22中沉淀出勃姆石，并且形成懸浮液；將分級(jí)回路20中的懸浮液分離成勃姆石產(chǎn)物24、勃姆石晶種再循環(huán)26和廢液28;將一部分的廢液28分離成第一部分30和第二部分32;在蘇打減少單元34中，使用含有萃取劑36的再生介質(zhì)處理廢液32的第二部分；和如上所述合并處理過(guò)的廢液18和粗液12。以通常的方式處理廢液的第一部分30，并且使廢液的第二部分32與設(shè)備34中的蘇打萃取介質(zhì)在低于液體的沸點(diǎn)的溫度接觸。使所用的蘇打萃取介質(zhì)38與在回收再生單元40中的水溶液接觸，以將鈉離子反萃取到水溶液中。然后根據(jù)需要處理水溶液，以產(chǎn)生含有被回收的蘇打有價(jià)值成分42的流，所述流處于適合返回到工藝中的形式；例如，可以將它返回到常規(guī)的廢液回路30以進(jìn)一步蒸解鋁土礦或者用于洗滌晶種或草酸鹽或者用于洗滌鋁土礦。所用的蘇打萃取介質(zhì)38的反萃取導(dǎo)致在介質(zhì)中的質(zhì)子化形式的萃取劑的再生。然后可以將再生的蘇打萃取介質(zhì)重新用于另外的萃取步驟，并且使36返回到蘇打萃取單元34中。處理過(guò)的廢液18通過(guò)熱交換器44被加熱，與粗液16合并并且通入沉淀器22，沉淀器22用于在約95T至105T:之間的溫度沉淀出勃姆石。合并的粗液16和處理過(guò)的廢液18可以在沉淀器22中冷卻。粗液與處理過(guò)的廢液的比率在5:1至1:2.5的范圍內(nèi)。合并的粗液和處理過(guò)的廢液具有在0.77至0.55的范圍內(nèi)的A/TC。處理過(guò)的廢液18和粗液16的合并液用勃姆石作為晶種以促進(jìn)勃姆石沉淀。晶種進(jìn)料在50g/L至1200g/L的范圍內(nèi)?？梢栽诖嬖诨蛘卟淮嬖诓肥ХN的情況下，將處理過(guò)的廢液18進(jìn)行超聲46以促進(jìn)勃姆石沉淀。備選地，或者除此以外，可以將粗液16和處理過(guò)的廢液18的合并液進(jìn)行超聲46以促進(jìn)勃姆石沉淀?？梢詫⒀趸}加入到處理過(guò)的廢液流18中以降低三水鋁石在勃姆石中的比例。下列實(shí)施例用來(lái)更充分地描述使用上述發(fā)明的方式。應(yīng)理解這些實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍，而是為了說(shuō)明性目的提供的。實(shí)施例l:采用離子交換樹(shù)脂的蘇打萃取使用樹(shù)脂的蘇打萃取最初的測(cè)試試驗(yàn)了3種不同的樹(shù)脂，它們?nèi)縼?lái)源于Sigma-Aldrich:(l)AmberliteIRC86-氫型-CAS弁211811-37-9(弱酸性樹(shù)月旨20-50目)；(2)AmberliteIRC50-氫型-CAS弁9002-29-3(具有羧酸官能的弱酸性樹(shù)脂)和(3)LewatitCNP105-氫型(弱酸性樹(shù)脂)。結(jié)果表明，AmberliteIRC86和AmberliteIRC50產(chǎn)生了最佳的萃取，表明TC的相對(duì)下降更大。在使用之前，通過(guò)將樹(shù)脂在環(huán)境溫度以45:100w/v比率浸漬于DI水中24小時(shí)，以對(duì)所有樹(shù)脂進(jìn)行水調(diào)節(jié)。然后在布氏漏斗上收集變成漿液的樹(shù)脂，排干水，并且使其短時(shí)間地進(jìn)行空氣干燥(5-10min)。在全部萃取和沉淀試驗(yàn)中均使用來(lái)自Alcoa'sWesternAustralianrefineries的拜耳廢液。將過(guò)濾的廢液(通過(guò)滴定分析二次抽樣樣品)加熱至所選擇的溫度(6(TC或80°C)，并在所選擇的溫度與濃度在165至220gL—1的范圍內(nèi)的經(jīng)新鮮水調(diào)節(jié)的樹(shù)脂接觸。在一些試驗(yàn)中，使廢液經(jīng)歷與經(jīng)新鮮水調(diào)節(jié)的樹(shù)脂接觸的兩個(gè)連續(xù)階；在第二接觸階段之前過(guò)濾來(lái)自第一接觸階段的液體-樹(shù)脂漿液。表l.在215gL"接觸一次的情況下，在6(TC下的A/TC變化。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>范圍內(nèi)的裝載量，與AmberliteIRC86接觸兩次的情況下，在8(TC下的A/TC變化。樣品TC,以gL''Na2COdtTA,以gL'一Na2CO"十A/TC精煉廠廢液1226.83274.1398.140.4327處理過(guò)的精煉廠廢液l(165gL-')129.92174.540.7052精煉廠廢液#2221.26267.9493.75.0.4237處理過(guò)的精煉廠g液lt2(165gL-':126.42171.83的.150.7052精煉廠廢液ft3224^1272.2196.620.4304ih理過(guò)的ffl^廠熒液ft3(200gL-1)118.69165.5391.050.7671結(jié)果表明，樹(shù)脂可以從精煉廠拜耳液體萃取鈉離子，同時(shí)伴隨質(zhì)子向液體的轉(zhuǎn)移，因而導(dǎo)致氫氧化物的中和。結(jié)果表明，使用樹(shù)脂的蘇打萃取可以將廢液的A/TC從0.43增加至0.77，并且將TC從224.5降低118.7gL—1Na2C03。預(yù)期額外的接觸階段和增加的樹(shù)脂裝載量還進(jìn)一步降低TC。實(shí)驗(yàn)室勃姆石分批沉淀使用樹(shù)脂處理的廢液進(jìn)行沉淀實(shí)驗(yàn)，所述樹(shù)脂處理的廢液使用通過(guò)水熱法制備的勃姆石粒子作為晶種，并且在浴中旋轉(zhuǎn)的聚丙烯瓶中被保持在95°C。在處理過(guò)的廢液的溫度平衡至95。C之后，添加晶種。使用180gL—'至950gL—1的晶種裝載量。在規(guī)定的沉淀保持時(shí)間之后，從浴中移出瓶子，使用葡糖酸鈉猝滅沉淀反應(yīng)，過(guò)濾內(nèi)含物，并且在25'C通過(guò)滴定分析液體的二次抽樣樣品。使用熱的去離子水洗滌過(guò)濾的固體，并且在6(TC至100"C之間進(jìn)行烘箱干燥。通過(guò)XRD分析固體。通過(guò)商業(yè)化的三水鋁石向勃姆石的水熱轉(zhuǎn)化而制備晶種，所述水熱轉(zhuǎn)化是使用去離子水在20(TC于密封加壓反應(yīng)器中進(jìn)行的。通過(guò)XRD、TGA和DSC分析所制備的材料，并且測(cè)得其是具有約0.2%三水鋁石的幾乎純的勃姆石。這種勃姆石晶種用于下面報(bào)道的所有實(shí)驗(yàn)。作為對(duì)照，未處理過(guò)的廢液還使用勃姆石作為晶種，并且將其保持在95。C的旋轉(zhuǎn)浴中。在6小時(shí)后，無(wú)論固體含量還是液體組成均沒(méi)有顯著的變化，在48小時(shí)后勃姆石的收率可忽略(1gL—"。表3.在95。C和180gl^晶種裝載量的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠粗液的勃姆石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表4.在95。C和500gL"晶種裝載量的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠粗液的勃姆石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表5.在95。C和5000gL—'晶種裝載量的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠廢液的勃姆石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>表6.在95。C、500gL"晶種裝載量和30ppmgL"氧化鈣的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠廢液的勃姆石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>表7.在95。C和750gL"晶種裝載量的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠廢液的勃姆石沉淀說(shuō)明TC,Na2C03計(jì)TA，以gL-1，3計(jì)、1203,W計(jì)A/TCA1203收率(gL-1)平均A1203收率(gL-1)在沉淀物中的三水鋁石(%)初始的LXP226.8274.198.10.433---LXP—NaExtn2階段129.9174.591.60.705--■-—750晶種，5小時(shí)，Rl132.7179.178.20.57517.017.02%750晶種，5小時(shí)-，R2132.4179.076.00.57417,0750晶種，'48小時(shí)，Rl132,9179.354.3O.柳38.538.63%750晶種，48小時(shí),R2131.4177,553.60.40B38.6表8.在95。C和950gU1晶種裝載量的情況下，來(lái)自處理過(guò)的精煉廠廢液的勃姆石沉淀說(shuō)明TC,以gL—'Na2C03計(jì)TA，以gL—'，3計(jì)A120_3,AiA計(jì)ATTC，收￥(gL-')平均，收寧在沉淀物中的三水鋁石(%)初始的LXP226.8274.198.10.433--LXP-NaExtn2階段129.9174.591.60.705--950—晶種,5小時(shí)，Rl131,9178.974.00.56118.819.2.0%950晶種，5小時(shí)，R2129.6175.471,80鄰419.6950晶種，48小時(shí)，R2120.8163.147.10.39040.9鄰.90%30表9.在95。C和500gL—1晶種裝載量的情況下，來(lái)自合并的粗液和處理過(guò)的精煉廠廢液(60:40)的勃姆石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>表10.在95。C和500gL—1晶種裝載量以及過(guò)量氧化鈣(lgL—"的情況下從合并的粗液和處理過(guò)的精煉廠廢液(60:40)的勃姆石沉淀。:<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>還使用實(shí)驗(yàn)室制備的鋁酸鹽溶液代替精煉廠液體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。精煉廠液體包含相當(dāng)多的有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>分批勃姆石沉淀結(jié)果表明，對(duì)于精煉廠液體，可以實(shí)現(xiàn)在30gL"至40gL—'A1203之間的收率；還觀察到使用工廠液體時(shí)高達(dá)45gU1A1203的收率。觀察到在0.42至0.39的范圍內(nèi)的最終A/TC值。據(jù)認(rèn)為，沉淀?xiàng)l件的最佳化可以進(jìn)一步提高收率。與來(lái)自已知用于三水鋁石沉淀的精煉廠拜耳液體的等價(jià)沉淀相比，從高純度鋁酸鈉液體中進(jìn)行的勃姆石沉淀可以產(chǎn)生更高的收率。觀察到高達(dá)50.6gL"A1203的收率。觀察到低至0.288的最終A/TC值。主要產(chǎn)物是勃姆石，但是三水鋁石存在于一些樣品中。顯然可以調(diào)節(jié)沉淀?xiàng)l件以將任何三水鋁石共沉淀最小化。在沉淀數(shù)據(jù)中觀察到良好的可重復(fù)性。通過(guò)離子交換樹(shù)脂的蘇打萃取的預(yù)期生產(chǎn)率組合使用室內(nèi)模型、大量的拜耳性質(zhì)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，拜耳操作經(jīng)驗(yàn)和在ASPENPlusTM(ASPENTechnologyInc.,—種具有目前技術(shù)水平的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)包的軟件處理模擬軟件，所述物理性質(zhì)數(shù)據(jù)包包括增加的拜耳法性質(zhì)以及室內(nèi)建立的單元操作，例如Alcoa靜態(tài)煅燒爐)中建立的流程模型，以設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和改進(jìn)本發(fā)明所研究方案的模型，所述室內(nèi)模型是基于化學(xué)工程第一原則建立的并且適合現(xiàn)有的拜耳單元操作?；趤?lái)自蒸解的1000kL/h粗液流檢驗(yàn)六種方案，其具有下列組成A146gl/1A1203，TC205gL'Na2C03，TA251gL-1Na2C03，總有機(jī)碳22gL—^，氯化物11gL—'NaCl，硫酸鹽22gL'1Na2S04。第1種方案考慮來(lái)自粗液的三水鋁石沉淀。不存在勃姆石從處理過(guò)的廢液的第二階段沉淀。分析假定以Al203計(jì)為32gL"的收率，并且基于在24小時(shí)沉淀后來(lái)自表4的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。除了產(chǎn)生處理過(guò)的廢液流并且使其以0.667:1的比率與粗液流合并以外，第2種方案相當(dāng)于第l種方案。在這種方案下使用以Al203計(jì)為29.6gL"的較低收率，并且該較低收率基于表9中在24小時(shí)沉淀后的數(shù)據(jù)。在兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，勃姆石晶種裝載量為500gL/1。注意更低的A濃度產(chǎn)生沉淀。第3種方案與第2種方案相當(dāng)，但是被返回的處理過(guò)的廢液的流量更高。將處理過(guò)的廢液流量增加至到沉淀器的進(jìn)料類似的表5中的那些進(jìn)料的點(diǎn)。為了分析，采用28.1gL"Al203的收率，即在表5中的24小時(shí)沉淀33后的收率。第4種方案考慮在沉淀中40gL"Ab03的方案，以及60:40的比例將粗液/處理過(guò)的廢液流分流第5種方案是第4方案的延伸，其中粗液與處理過(guò)的廢液流的比率增加至1:1.5。第6種方案是關(guān)于可用的有限數(shù)據(jù)的最佳方案情形，其假定在沉淀中以八1203計(jì)為51gL—1的收率，其與表12中的純鋁酸鈉的數(shù)據(jù)一致，以及假定粗液/處理過(guò)的廢液流量比率為100:85。這種流量確保合并的進(jìn)料的組成落入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)，并且最終的A/TC>0.29，艮P，在我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中所觀察到的最低值。注意限制分析以確保液體組成保持在實(shí)驗(yàn)步驟中所觀察到的范圍內(nèi)，并且進(jìn)一步最優(yōu)化的研究容易確認(rèn)提供更高收率的條件。表13提供了在將本發(fā)明與通過(guò)離子交換樹(shù)脂的蘇打萃取一起利用時(shí)估算的粗液收率。產(chǎn)量基于來(lái)自如上所述的1000kL/h的蒸解的粗液流量。應(yīng)當(dāng)注意下列估計(jì)量基于在該系統(tǒng)上可利用的模型和數(shù)據(jù)。表13.計(jì)算的拜耳回路粗液收率方案粗液收率(沉淀基于來(lái)自蒸解的的g，以A1203/L1000KL/h粗液粗液計(jì))的產(chǎn)量(以t/h勃姆石計(jì))第1種方案3237.6t/h第2種方案49.358.1t/h第3種方案84.399.2第4種方案66.778.4第5種方案100117.6第6種方案94.4111第1至3種方案說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和靈活性。第4種方案顯示了收率與沉淀三水鋁石并且使用西澳大利亞鋁土礦的34商業(yè)化拜耳設(shè)備相當(dāng)?shù)姆桨?。在這種方案下，能量?jī)?yōu)勢(shì)為約1.5GJ/t的氧化鋁。如由實(shí)驗(yàn)室結(jié)果證明，預(yù)期這種方案是可行的。第5和6種方案是本發(fā)明同時(shí)提高工藝收率并且產(chǎn)生顯著的能量節(jié)省的潛在可能的實(shí)例。實(shí)施例2:通過(guò)溶劑萃取進(jìn)行的蘇打萃取通過(guò)采用有機(jī)溶劑異辛醇(Exxon-Mobil，'Exxal8')和萃取劑4-叔辛基苯酚(97%，Sigma-Aldrich，TOP')的溶劑萃取處理來(lái)自Alcoa的西部澳大利亞作業(yè)之一的廢液。在精煉廠廢液體系用于測(cè)試工作的方案下，在異辛醇溶劑中的TOP的實(shí)際裝載量上限被確定在1M至0.75M之間。實(shí)際的裝載量上限未必是萃取劑在溶劑中的溶解度界限，但是也決定于在與水相接觸后所得到的有機(jī)相的行為，例如增稠/模糊，分離特性或結(jié)晶。下圖2示了在60。C下0.5A/TC廢液與含有各種量的TOP的溶劑以1:1的比率接觸10分鐘時(shí)觀察到的TC下降。在6(TC使過(guò)濾的精煉廠廢液的樣品與異辛醇中的相同體積的0.75M4-叔辛基苯酚接觸10分鐘，所述4-叔辛基苯酚用水預(yù)先飽和。使相沉降并且使處理過(guò)的液體分離。使用在異辛醇中的0.75M4-叔辛基苯酚的新鮮溶液將該處理另外重復(fù)兩次。4—叔辛基苯酚在異壬醇中的萃取動(dòng)力學(xué)表明，萃取在少于1分鐘后完成。對(duì)于三種廢液樣品，在每次接觸情況下所產(chǎn)生的TC和TA變化顯示在表14。氧化鋁濃度的增加與所報(bào)道的萃取過(guò)程中水移除(US6322702)—致。表14.接觸三次情況下，在60。C的A/TC變化<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>分析還表明，在廢液中3至10%之間的水也轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，這取決于接觸次數(shù)。預(yù)期增加接觸階段的次數(shù)將廢液的TC降低至比上表所示的值還更低的值。優(yōu)先地，代替多個(gè)1:1接觸的階段，采用更大的溶劑與液體的比率的接觸應(yīng)當(dāng)減少獲得所需的氫氧化物移除所需的階段次數(shù)，并且可以降低設(shè)備成本。應(yīng)理解，其它溶劑和萃取劑組合可以提供不同并且被改善的結(jié)果。如在實(shí)施例1中，組合使用適合現(xiàn)有的拜耳單元操作的室內(nèi)模型、大量的拜耳性質(zhì)和熱力學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)、拜耳操作經(jīng)驗(yàn)和在ASPENPlus中建立的流程模型，以對(duì)很多方案進(jìn)行檢驗(yàn)。所有模型均基于來(lái)自蒸解的1100kL/h粗液流，該粗液流具有下列組成A146gL-1A1203，TC205gL"Na2C03，TA251gL-1Na2C03,總有機(jī)碳22gL—iC，氯化物11gL"NaCl，硫酸鹽22gL"Na2S04。'第l種方案僅僅考慮粗液，而不考慮處理過(guò)的廢液。分析假定三水鋁石沉淀收率以A1203計(jì)為38gL"的收率，并且基于表4中的更長(zhǎng)保持時(shí)間。除了產(chǎn)生處理過(guò)的廢液并且將該處理過(guò)的廢液與粗液流以0.9:1的比率合并以外，第二種方案相當(dāng)于第l種方案。在這種方案下使用以A1203計(jì)為35gL—'的較低收率。除了更高的處理過(guò)的廢液的流量被返回以外，第3種方案相當(dāng)于第2種方案。將處理過(guò)的廢液流量增加至到沉淀器的進(jìn)料類似的表5中的那些進(jìn)料的點(diǎn)。為了分析，采用28.1gL—'Al203的收率，即在表5中的24小時(shí)沉淀后的收率。表15提供了在通過(guò)溶劑萃取進(jìn)行的蘇打萃取的情況下，圖1所示的本發(fā)明實(shí)施方案的被估計(jì)的粗液收率。產(chǎn)量基于來(lái)自如上所述1000kL/h的蒸解的粗液流量。應(yīng)該注意，下列的估計(jì)值基于在這種系統(tǒng)上可用的有限模型和數(shù)據(jù)，并且無(wú)需接收(capture)商業(yè)化沉淀操作的復(fù)雜性。主要標(biāo)準(zhǔn)在于最終的A/T〉0.4，并且進(jìn)料組成在上表中的萃取數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)。表15.計(jì)算的拜耳回路粗液收率方案粗液收率(沉淀基于來(lái)自蒸解的的g，以A1203/L1000KL/h粗液粗液計(jì))的產(chǎn)量(以t/h勃姆石計(jì))第1種方案3844.7t/h第2種方案66.578.2t/h第3種方案8498.82第2種方案表明，得到與沉淀三水鋁石并且使用西澳大利亞鋁土礦的商業(yè)化拜耳設(shè)備相當(dāng)?shù)拇忠菏章适强尚械?。在這種方案下，能量?jī)?yōu)勢(shì)為約1.5GJ/t的氧化鋁。如由實(shí)驗(yàn)室結(jié)果證明，預(yù)期這種情況是可行的。第3種方案表明有吸引力的粗液收率是可行的。實(shí)施例3-過(guò)添加氧化鈣抑制三水鋁石沉淀沉淀前具有TC二219.2，TA=266.6，A=94.4和A/TC=0.43的廢液在37兩個(gè)階段中均與具有165g/L的AmberliteIRC86樹(shù)脂接觸，從而提供TC=122.0，TA=165.9，A=85.9并且A/TC=0.70的最終液體組成。將含有O.l至0.2%w/w三水鋁石的勃姆石晶種以180g/L的進(jìn)料添加到處理過(guò)的液體中，并且在95。C進(jìn)行給定時(shí)間的沉淀。所有實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行三次，并且將結(jié)果平均化，并且顯示在下表16中。表16.通過(guò)添加氧化l抑制三水鋁石沉淀<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>在5小時(shí)后，兩種液體沉淀出類似量的氧化鋁。然而，與對(duì)于含有氧化鈣的液體而言的2%三水鋁石和98%勃姆石相比，來(lái)自含有非氧化鈣的液體的沉淀物由30%三水鋁石和70%勃姆石組成。在24小時(shí)和52小時(shí)，沉淀物獲得了類似的結(jié)果，其中含有非氧化鈣的液體分別沉淀出20%和31%三水鋁石并且含有氧化鈣的液體分別沉淀出0%和1%三水鋁石。顯著地，在24小時(shí)和52小時(shí)，沉淀含非氧化鈣的液體具有略少的總沉淀物，這支持了三水鋁石沉淀被抑制的證據(jù)。顯然，在液體中的過(guò)量氧化鈣的存在使得三水鋁石的沉淀相對(duì)于勃姆石受到抑制。實(shí)施例4:采用通過(guò)電解的蘇打萃取的本發(fā)明實(shí)施方案表17顯示了來(lái)自在容納有Nafion324陽(yáng)離子滲透膜的雙室電解槽中的蘇打萃取實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。將液體供給到陽(yáng)極電解液室中。電解在9(TC進(jìn)行，電流密度為350mA/cn^并且電壓為6.5V。陰極電解液室產(chǎn)生NaOH(TC<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>對(duì)于蘇打移除，可以將上述結(jié)果最佳化，原則上至多為不均勻的成核的亞穩(wěn)態(tài)極限。選擇包括改變池構(gòu)造、電流密度、陽(yáng)極種類和影響電流密度的因素。電滲析也是一種選擇，需要更少的功率以及更低的電流密度。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的方法的示意性流程圖。在圖1和3中所示的方法基本上是類似的，并且相同的標(biāo)記表示相同的部件。對(duì)于上述實(shí)施方案，方法還包括以下主要步驟在苛性堿溶液10中蒸解鋁土礦；將混合物12分離成殘留物14和粗液16;將粗液16分離成第一粗液50和第二粗液52;合并第一粗液50和處理過(guò)的廢液54;將合并的第一粗液50和處理過(guò)的廢液流54供給至沉淀回路22的開(kāi)始處；沿著沉淀回路22以不同的間隔58分布處理過(guò)的廢液流56和第二粗液52;使用從分級(jí)回路20再循環(huán)的勃姆石作為第一粗液50和處理過(guò)的廢液54的合并液晶種化，并且在沉淀回路22中沉淀出勃姆石，并且形成懸浮液；將分級(jí)回路20中的懸浮液分離成勃姆石產(chǎn)物24、勃姆石晶種再循環(huán)26和廢液28;將一部分廢液28分離成第一部分30和第二部分32;在蘇打減少單元34中用含萃取劑36的再生介質(zhì)處理廢液的第二部分32;以及合并如上所述的處理過(guò)的廢液54和粗液50。以通常的方式處理廢液的第一部分30，并且使廢液的第二部分32在低于液體的沸點(diǎn)的溫度與設(shè)備34中的蘇打萃取介質(zhì)接觸。使所用的蘇打萃取介質(zhì)38與在回收再生單元40中的水溶液接觸，以將鈉離子反萃取到水溶液中。然后根據(jù)需要處理水溶液，以產(chǎn)生含有回收的蘇打有價(jià)值成分42的流，該流處于適合返回到工藝中的形式；例如，可以將它返回到常規(guī)的廢液回路30以進(jìn)一步蒸解鋁土礦或者用于洗滌晶種或草酸鹽或者用于洗滌鋁土礦。所用的蘇打萃取介質(zhì)38的反萃取40導(dǎo)致在介質(zhì)中的質(zhì)子化形式的萃取劑的再生。然后可以將再生的蘇打萃取介質(zhì)重新用于另外的萃取步驟，并且使36返回到蘇打萃取單元34中。處理過(guò)的廢液18通過(guò)熱交換器44加熱。將粗液50和處理過(guò)的廢液54的合并液以及旁路液流52和56送到沉淀器22，用于在105"C至60°C之間的溫度沉淀出勃姆石。將混合的粗液50和處理過(guò)的廢液54送到勃姆石沉淀回路的開(kāi)始處，粗液與處理過(guò)的廢液的比率在1000:1至1:1000的范圍內(nèi)。合并的粗液與處理過(guò)的廢液具有在0.77至0.55的范圍內(nèi)的A/TC。將不與處理過(guò)的廢液混合的其余廢液52送到沉淀回路的后期階段。類似地，將不與廢液混合的其余處理過(guò)的廢液56送到沉淀回路的后期階段。粗液旁路流52或處理過(guò)的廢液旁路流56的最佳量和分布取決于回路構(gòu)造、操作條件、晶種以及液體性質(zhì)。使用勃姆石作為處理過(guò)廢液54和粗液50的合并液的晶種，以促進(jìn)勃姆石沉淀。晶種進(jìn)料在50g/L至1200g/L的范圍內(nèi)。在存在或者不存在勃姆石晶種的情況下，可以將處理過(guò)的廢液34進(jìn)行超聲54以促進(jìn)勃姆石沉淀。備選地，或者除此以外，可以將粗液50和處理過(guò)的廢液54的合并液進(jìn)行超聲46以促進(jìn)勃姆石沉淀。權(quán)利要求1.一種從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，所述方法包括以下步驟處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度；將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分的粗液合并；從所述粗液和所述處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石，并且產(chǎn)生第二廢液；和分離至少一部分的勃姆石和第二廢液。2.根據(jù)權(quán)利要求1的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理過(guò)的廢液具有與所述粗液的A/TC接近的A/TC。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括降低在第一廢液的至少所述部分中的鈉離子的濃度。4.根據(jù)權(quán)利要求3的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括從第一廢液移除鈉離子。5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟回收所述鈉離子。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括中和或移除第一廢液中的氫氧根離子。7.根據(jù)權(quán)利要求6的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟回收所述氫氧根離子。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟將所述處理過(guò)的第一廢液與所述粗液以約1:100至3:1之間的比率合并。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟將所述處理過(guò)的第一廢液與所述粗液以約1:5至2.5:1之間的比率合并。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟提供第一部分粗液和第二部分粗液；合并第一部分粗液和處理過(guò)的廢液；和將第二部分的粗液引導(dǎo)到勃姆石沉淀回路中的后期階段。11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述將至少一部分處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并的步驟包括以下步驟提供第一部分的處理過(guò)的廢液和第二部分的處理過(guò)的廢液；合并第一部分的處理過(guò)的廢液和所述粗液；和將第二部分的處理過(guò)的廢液引導(dǎo)到勃姆石沉淀回路中的后期階段。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟蒸解鋁土礦以提供所述粗液。13.根據(jù)前述權(quán)利要求12的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述鋁土礦以三水鋁石鋁土礦、勃姆石鋁土礦、硬水鋁石鋁土礦或者它們的任何組合的形式提供。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟對(duì)整個(gè)第一廢液進(jìn)行或者在拜耳法側(cè)流中進(jìn)行。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作為粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液的晶種。16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作為所述粗液的晶種。17.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟使用勃姆石作為所述處理過(guò)的第一廢液的晶種。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述從粗液和處理過(guò)的第一廢液的合并液沉淀出勃姆石并且提供第二廢液的步驟在低于約105。C的溫度進(jìn)行。19.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中當(dāng)進(jìn)入沉淀回路時(shí)，合并的粗液和處理過(guò)的第一廢液在約95。C至105X:之間的溫度。20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟將三水鋁石沉淀抑制劑添加到所述處理過(guò)的第一廢液、或者添加到被處理第一廢液和粗液的合并液中。21.根據(jù)前述權(quán)利要求20的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述三水鋁石沉淀抑制劑選自葡糖酸鹽或酒石酸鹽化合物類。22.根據(jù)前述權(quán)利要求20的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述三水鋁石沉淀抑制劑是氧化鈣。23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟使至少一部分的第一廢液與包含萃取劑的基本上水不混溶的溶液接觸；禾Q將存在于第一廢液中的至少一部分的金屬陽(yáng)離子萃取到所述基本上水不混溶的溶液中。24.根據(jù)權(quán)利要求24的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟分離第一廢液和所述基本上水不混溶的溶液。25.根據(jù)權(quán)利要求24的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟使所述基本上水不混溶的溶液與汽提溶液接觸以提供氫氧化鈉水溶液。26.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟使至少一部分的第一廢液與具有可交換離子的固體載體接觸，其中所述固體載體基本上是水不溶性的，和將存在于第一廢液中的鈉陽(yáng)離子與所述固體載體上的離子進(jìn)行交換。27.根據(jù)前述權(quán)利要求26的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述包含萃取劑的固體載體是離子交換樹(shù)脂。28.根據(jù)前述權(quán)利要求27的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述方法包括以下另外的步驟分離所述處理過(guò)的第一廢液和所述固體載體。29.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度的步驟包括以下步驟在含有第一廢液的第一區(qū)域和含有陰極電解液的第二區(qū)域之間施加電勢(shì)，其中第一廢液是陽(yáng)極電解液，并且其中離子滲透膜被設(shè)置在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間；和使鈉離子從一個(gè)區(qū)域跨過(guò)離子滲透膜轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域中。30.根據(jù)前述權(quán)利要求29的從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，其中所述鈉離子從一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)第二區(qū)域伴隨有氫氧根離子在所述陽(yáng)極的伴隨中和以及氫氧根離子在第二區(qū)域中的再生。31.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項(xiàng)制備的勃姆石。32.—種在上文中參考后附實(shí)施例所述的由拜耳法溶液制備勃姆石的方法。33.—種在上文中參考附圖所述的由拜耳法溶液制備勃姆石的方法。全文摘要一種從拜耳法溶液中沉淀勃姆石的方法，所述方法包括以下步驟處理至少一部分的第一廢液以同時(shí)降低所述廢液的總苛性堿濃度和總堿度；將至少一部分的處理過(guò)的第一廢液與至少一部分粗液合并；從所述粗液和所述處理過(guò)的第一廢液的合并液中沉淀出勃姆石，并且產(chǎn)生第二廢液；和分離至少一部分勃姆石和第二廢液。文檔編號(hào)C01F7/00GK101657384SQ200880010095公開(kāi)日2010年2月24日申請(qǐng)日期2008年3月27日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者約翰·貝西達(dá),迪安·伊利耶夫斯基申請(qǐng)人:美鋁澳大利亞有限公司