有機(jī)物對拜耳法赤泥漿液沉降性能的影響及新型絮凝劑的研究.pdf

1、稀釋漿液的快速分離是氧化鋁生產(chǎn)中至關(guān)重要的一個工序，直接影響著氧化鋁廠的生產(chǎn)效率，得到澄清度好(浮游物含量低)的溢流和固體含量高(低壓縮L/S)的底流是該工序的目的所在。然而，由于赤泥顆粒很小且表面荷電、存在雙電層使赤泥顆粒穩(wěn)定存在于鋁酸鈉溶液中而難以沉降分離，關(guān)于赤泥表面電位及其對赤泥沉降過程的影響規(guī)律研究很少。此外，鋁土礦伴生的一些有機(jī)物在溶出過程中進(jìn)入溶液，也對赤泥的沉降分離過程帶來不利影響。過去，我國氧化鋁的主要生產(chǎn)方式為燒結(jié)法

2、和聯(lián)合法，進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的有機(jī)物并不能構(gòu)成很大威脅。但是，近年來新建氧化鋁廠均為拜爾法，因此有機(jī)物的影響和造成的危害開始表現(xiàn)出來，其中包括有機(jī)物對赤泥沉降過程的危害。因而，也必須研究這些有機(jī)物(主要可歸為甲酸鈉、乙酸鈉、草酸鈉、苯酚、對苯二甲酸鈉、黑腐酸、黃腐酸七種)對赤泥沉降過程的影響。另外，由于我國氧化鋁工業(yè)絮凝劑的開發(fā)比較落后，各大鋁廠的關(guān)鍵部位都應(yīng)用國外絮凝劑。國外絮凝劑沉降效果較好，但價格高。因此，合成一種高效、低成本的絮凝劑就

3、成為拜爾法溶出料漿沉降工序急待解決的問題。本論文正是針對這些問題進(jìn)行了研究。 通過測定不同pH條件下的赤泥顆粒粒度及赤泥漿液遷移率而計算得到相應(yīng)的表面電位，確定了ζ-pH之間的關(guān)系及其對赤泥沉降速率的影響，從而從根本上解釋了赤泥的沉降機(jī)理。試驗證明在PH>12時，溶液的ζ電位較低，赤泥顆粒間排斥較弱，可快速沉降。 本文將穩(wěn)定率的概念引入赤泥沉降分離過程：W=exp(V<,T<,max>>/KT)=exp(V<,max>)

4、，并計算得到不同pH值下的赤泥漿液穩(wěn)定率，很好地解釋了不同pH下赤泥漿液的穩(wěn)定性與沉降速率的關(guān)系。 分別研究了不同種類的有機(jī)物對赤泥沉降速度、浮游物含量及壓縮液固比的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)七種有機(jī)物均對赤泥沉降分離過程有不利影響，以乙酸鈉、甲酸鈉、草酸鈉、苯酚、對苯二甲酸鈉、黑腐酸、黃腐酸的順序遞增。它們的存在或降低赤泥沉降速率，或增加溢流浮游物含量，或增大壓縮L/S，或兼而有之。 本文研究了七種有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)并從分子構(gòu)型

5、及其有效官能團(tuán)與赤泥顆粒組元之間的作用關(guān)系闡明了其影響機(jī)理。 在了解各有機(jī)物對赤泥沉降過程的影響及其作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，又研究了不同絮凝劑(Alclar-600、PAS-1、HPAM、PAM)在消除有機(jī)物不利影響中的作用，確定了消除各有機(jī)物不利影響的絮凝劑種類及最佳添加量。 本文研究了低分子量氧肟胺基絮凝劑的合成，以乙醇和水作溶劑，合成分兩步進(jìn)行：第一步先合成聚丙烯酰胺；第二步聚丙烯酰胺改性，并對所合成的絮凝劑對拜耳法赤泥

6、漿液進(jìn)行了沉降試驗。 本文合成了水溶液聚合氧肟酸絮凝劑，以氧化還原體系來做引發(fā)劑合成聚丙烯酰胺，然后加羥胺改性。并對所合成的絮凝劑對拜耳法溶出罐溶出漿液、管道化溶出漿液和燒結(jié)法溶出漿液進(jìn)行了沉降試驗。 本文在水溶液聚合氧肟酸絮凝劑研究的基礎(chǔ)上合成了乳液聚合合成絮凝劑。該絮凝劑以丙烯酸胺為聚合單體，環(huán)己烷為連續(xù)相。以油溶的AIBN為引發(fā)劑，采用反相微乳液聚合的方法，合成高分子量聚合物，然后直接對其進(jìn)行羥肟化改性。并確定了合