本发明涉及采矿业，即，涉及在基于拜耳法的氧化铝生产的工艺方法中所用材料和试剂的获得方法。
背景技术：
1、世界氧化铝生产主要基于高质量铝土矿的加工。获得具有相对低sio2含量的al2o3的方法包括以下阶段：使用苛性钠溶液的高压釜浸提；将铝酸盐溶液与赤泥分离；分解铝酸盐溶液以获得称为“废液”的苛性碱溶液(c(na2o)≈150g/dm3)和氢氧化铝；al(oh)3的煅烧。
2、当低浓度废液在加热表面被再次加热时，会形成结垢(scale)，其主要以nna2o·al2o3·(1,4-2)sio2·xh2o的形式出现，并被定义为水合硅铝酸钠(或shas)。随着时间的推移，结垢形成导致蒸发设备的运行中断，即：增加了燃料和能量的消耗和成本；增加了支持循环溶液的苛性碱模块的碱消耗；降低了设备的生产量。因此，蒸发器的总生产量减少，导致氧化铝产量减少和成本增加。
3、shas的化学组成并不是恒定的，并会在温度、废液的组成和浓度等若干因素的影响下改变。水合硅铝酸钠在组成上与一种称为方钠石的天然矿物——7(na2o·al2o3·sio2)·2naalo2·nh2o相当。从工业溶液中释放出的shas的组成更加多样，因为它除了铝酸钠、苛性钠和硅酸钠之外还可能包括硫酸盐、碳酸盐或氯化钠，以及其他化合物，这取决于原材料。包括cl-、co32-和so42-离子的阴离子组成结垢的形成表明所述结垢中还含有方钠石3(na2o·al2o3·2sio2)·2nacl、钙霞石3(na2o·al2o3·2sio2)·na2co3和方岩3(na2o·al2o3·2sio2)·na2so4。
4、目前，有几种常用的手段来恢复和可持续地运行蒸发设备。最常用的方法之一是化学和机械清洗热交换表面的结垢[schmidt，r.l.和featherstone，r.h.，1969，cleaningevaporator tubes，美国专利3,443,992]。然而，除了与这种方法相关的劳动强度和安全问题之外，它并不能预防问题，而只是处理其后果。除了上述方法之外，还可以选择在热交换管表面涂覆保护性聚合物涂层。然而，这种方法并不实用，因为任何足以保持机械完整性的涂层厚度本身都会显著降低热传递[kazakov v.,potapov n.&bobrov a.(1979)“heatingand evaporation of silica-containing aluminate liquors”,tsvetnye met.,no.10,pp.45–48.；kazakov v.&potapov n.(1982)“use of an organosilicone inhibitor inthe evaporation step of aluminate liquors”,tsvetnye met.,no.8,pp.39–41]。
5、最近流行的一种方法是添加一种特殊的化学试剂，这种化学试剂被吸收在设备的加热表面上，从而防止其结垢。
6、其中最受欢迎的是由cytec industries inc.生产的试剂max httm[max httmsodalite scale inhibitor:plant experience and impact on the process,by donaldspitzer et.al.,pages 57-62,light metals 2008,(2008)]，这是一种由连接到一大类聚合物上的硅烷官能团-si(or)3(其中r可以是h、c1-c3烷基或na)组成的物质。以20-40ppm的剂量使用这种材料可以最大限度地减少热交换器表面的结垢。这种试剂的缺点包括不能改性加热表面以赋予其疏水性。
7、heitner et al.,2014,hydrophobically modified polyamine scaleinhibitors,us 9,365,442 b2，公开了开发者通过在结构中引入广泛的疏水性改性剂增加了方钠石阻垢剂的新性能，所述疏水性改性剂附着在聚合反应产物——支化聚胺中包含的活性仲氮原子上。该公开的主要缺点被认为是试剂的运动粘度增加，其增加是由于在最终试剂的合成过程中使用了相对高分子量的聚合产物。因此，这导致了试剂在铝酸盐溶液中的分布不佳。
8、us14/151,368公开了一种抑制方钠石结垢的组合物，其没有运动粘度的缺点。根据该专利文件，许多物质的非聚合反应产物被用作抑制剂，即：低分子量结合胺；具有一个胺反应性官能团和另一个硅烷反应性官能团-si(or)3-的物质，其中r是h、c1-c12烷基、芳基、na、к、li或nh4；分子量至少为500da的疏水性杂质，选自卤代烷烃c3-c22、苯酚缩水甘油醚和c3-c22缩水甘油醚、c3-c22硫酸酯或这些化合物的组合。除了运动粘度降低的优点之外，作者认为较低的分子量提供了抑制剂更快的扩散，并且在shas晶体形成的位置存在更活跃的抑制性物质。与以前的情况一样，该公开的主要缺点之一是在加工低质量铝土矿的过程中缺乏试剂效率。
9、ru2678269公开了一种通过向废液中加入非聚合产物来获得表面活性剂以减少铝硅酸盐沉积物的方法，该非聚合产物是通过胺结合表面活性剂的反应获得的，该胺结合表面活性剂选自线性、支化、脂族或脂环族的单胺、二胺、三胺、丁胺、戊胺、十二烷基-1,3-丙二胺以及缩水甘油氧基烷基三甲氧基硅烷。
10、然而，众所周知的是，在低质量铝土矿的加工中，在含有大量杂质的工艺过程中使用石灰石添加物，这会使废液中的硅酸盐、硫酸盐和碳酸盐分别超过1.5g/dm3(以sio2计)、60g/dm3和120g/dm3。此外，氢氧化铝颗粒和赤泥残渣可能会进入工艺流，这反过来又可能成为结垢形成的中心。
11、us2014/071798公开了一种抑制剂组合物的获得方法。它包括未改性的支化聚胺形式的表面促进剂、具有反应性有机环氧化物和可水解的无机甲氧基甲硅烷基的双官能有机硅烷粘合促进剂和作为疏水剂的缩水甘油醚。除了阻垢剂的组成之外，该专利文件还充分公开了减少方钠石形成可能性的手段，即用专门的硅酸盐类聚合物对加热表面进行预处理。这种方法的主要缺点在于在预除垢表面上使用组合物的条件，这需要在表面与基于拜耳法的废液流接触之前，用抑制固体沉积物形成的组合物对热交换器的表面进行处理。
12、因此，仍然需要一种能够获得更有效的组合物的方法，该方法不仅能够保护蒸发器的热交换器表面免受来自具有高含量co32-和so42-的废液的沉淀以及固体(氢氧化铝、赤泥)的影响，而且还能够在拜耳法的当前工艺流程中用于清洗运行中的加热表面。
技术实现思路
1、本发明的一个方面提供了一种组合物，用于减少在基于拜耳法的氧化铝生产工艺中所用设备表面的水合硅铝酸钠沉积物的量，所述组合物由以下组成(按重量％计)：
2、·表面促进剂(surface promotor)：7.0％至18.0％，其中所述表面促进剂是改性和未改性的支化聚胺的复合混合物，
3、·双官能有机硅烷粘合促进剂(adhesion promotor)：3.0％至8.0％，
4、·疏水剂：1.0％至6.0％，其中所述疏水剂是合成的饱和支化叔单羧酸的缩水甘油酯，
5、·水溶助剂和分散剂：1.0％至10.0％，其中所述水溶助剂和分散剂是非离子表面活性剂c4-c12烷基聚葡萄糖苷和/或阳离子表面活性剂c10-c18烷基二甲基氨基氧化物，
6、·螯合剂：0.5％至3.0％，其中所述螯合剂选自hedp(1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸)、detmpa(二亚乙基三胺五亚甲基膦酸)和papemp(多氨基多醚基亚甲基膦酸)，
7、·极性溶剂：补足至100％。
8、本发明的另一方面提供了一种用于减少在基于拜耳法的氧化铝生产工艺中所用设备表面的水合硅铝酸钠沉积物的量的组合物的获得方法，其中所述方法由在保持常压和常温条件下将化合物混合并溶解在极性溶剂中组成，所述化合物选自：
9、-表面促进剂，其中所述表面促进剂是改性和未改性的支化聚胺的复合混合物，
10、-双官能有机硅烷粘合促进剂，
11、-疏水剂，其中所述疏水剂是合成的饱和支化叔单羧酸的缩水甘油酯，
12、-水溶助剂和分散剂，其形式为非离子表面活性剂c4-c12烷基聚葡萄糖苷、和/或阳离子表面活性剂c10-c18烷基二甲基氨基氧化物，
13、-螯合剂，其中所述螯合剂选自hedp(1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸)、detmpa(二亚乙基三胺五亚甲基膦酸)和papemp(多氨基多醚基亚甲基膦酸)，
14、其中所述化合物按以下重量％的比例添加：
15、-表面促进剂：7.0％至18.0％
16、-粘合促进剂：3.0％至8.0％
17、-疏水剂：1.0％至6.0％
18、-水溶助剂和分散剂：1.0％至10.0％
19、-螯合剂：0.5％至3.0％
20、-极性溶剂：补足至100％。
1.一种组合物，用于减少在基于拜耳法的氧化铝生产工艺中所用设备表面的水合硅铝酸钠沉积物的量，所述组合物由以下组成(按重量％计)：
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述双官能有机硅烷粘合促进剂包含反应性有机环氧化物和可水解的无机甲氧基甲硅烷基基团。
3.一种用于获得根据权利要求1-2所述的组合物的方法，其中所述方法由在保持常压和常温条件下将化合物混合并溶解在极性溶剂中组成，所述化合物选自：
4.根据权利要求3所述的方法，其中将表面促进剂、粘合促进剂和疏水剂的混合物在60℃至80℃预恒温6至10小时，优选在70℃预恒温8小时，然后再将水溶助剂和分散剂以及螯合剂加入所述混合物中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中将表面促进剂和粘合促进剂的混合物在40℃至60℃预恒温10至14小时，优选在50℃预恒温12小时，然后再将疏水剂、水溶助剂和分散剂以及螯合剂加入所述混合物中。
