1、 氧化铝生产用 絮凝剂 的 研究 车洪生 ，周跃华 （中国铝业郑州研究院，郑州 450041） 摘要： 通过 改变 絮凝剂添加量和添加方式，对拜耳法赤泥沉降分离的效果进行 研究 。结果表明 ， 絮凝剂的添加量 对赤泥沉降分离效果有重要影响 ， 合适的添加量 为 0.02 0.04， 二 次添加比一次添加的效果要好 ， 添加 絮凝剂还能有效降低赤泥的压缩液固比。 关键词： 氧化铝 ； 沉降 ； 分离 ； 絮凝剂 ； 添加 方式；拜耳法 中图分类号： TF821 文献标识码： A 文章编号： 1007-7545（ 2012） 08-0000-00 Study of Flocculants Appl
2、ied in Alumina Production CHE Hong-sheng， ZHOU Yue-hua (Zhengzhou Research Institute of China Aluminium Corporation, Zhengzhou 450041, China) Abstract: The settling and separating effect of red mud in Bayer process was investigated by changing the flocculant in terms of its additive amount and addin
3、g method. The results show that the additive amount of flocculant has significant effect on the settling and separating of red mud. The optimal amount of flocculant is 0.02%0.04% and the twice addition is more effective than once addition. The compressed liquid/solid ratio is reduced evidently by th
4、e addition of flocculant. Key words: alumina; settlement; separation; flocculant; adding method; Bayer process 赤泥 沉降分离是 拜耳法生产 氧化铝的主要工序 ， 絮凝剂能极大地提高沉降槽的效率 ，提高 产品质量和 企业的 经济效益 1。 目前 ， 国内各大型氧化铝生产企业的赤泥沉降大多采用阴离子型聚丙烯酸钠作为絮凝剂， 但生产使用中 出现 许多问题 ， 影响了絮凝剂效能的正常发挥。据不完全统计 ， 每年絮凝剂使用不当使絮凝剂效能降低达 10%20%2。因此 ， 国内外氧化铝生产企业和
5、科研工作者在 寻找高效絮凝剂 的 同时 还 对 现有 絮凝剂 的 使用条件加以 优化， 以达到 加速赤泥沉降 的目的 3。 本文 主要 探讨絮凝剂添加量和添加方式对赤泥沉降速度 和 赤泥压缩液固比的影响， 以便为 氧化铝生产 提供合适的絮凝剂 4。 1 试验 原料和仪器 采用 中国铝业郑州研究院 氧化铝试验厂生产的卫辉絮凝剂， 分子量 大于 3千万， 配置浓度 0.1%。 试验所用矿浆 （已经稀释） 由中铝郑州研究院氧化铝试验厂提供 ， 其化学 组成 为 （ g/L） ： Nk 151.73、 固含 107.74、 A 166.72、Nt 167.73、 Nc 16、 k 1.497。 主要仪
6、器有 SYC 15超级恒温水浴 和 沉降管。 2 试验 过程 称取一定量的絮凝剂置于烧杯中，加入蒸馏水，边加热边用玻璃棒搅拌直至完全溶解为止， 絮凝剂配制浓度为 0.1 %。 将 合 格 矿浆置于沉降管中， 在 100 超级恒温水浴槽 中 恒 温 ， 然后进行 絮凝剂沉降试验。 将合格 矿浆 置于沉降管中，先添加 0.01的絮凝剂量 ， 搅拌 1 min， 再添加 0.01的絮凝剂量 ， 搅拌数次 后立即将料浆倒入 100 恒温箱 中进行沉降 ； 作为对比， 一次性加入 0.02 的絮凝剂量 ， 搅拌 0.5 min后进行沉降。 改变 絮凝剂 添加 量 ， 分离沉降 30 min， 称量总重、
7、沉降泥浆重 ， 再将泥浆过滤分离 ， 赤泥经洗涤 、 烘干后称重 ， 计算赤泥压缩液固比 。 3 试验 结果与讨论 3.1 絮凝剂添加量 不同 絮凝剂添加量的沉降曲线见图 1。 收稿日期 ： 2012-02-06 作者简介 ：车洪生（ 1977-），男，河南驻马店人，工程师 . doi： 10.3969/j.issn.1007-7545.2012.08.008 图 1 絮凝剂添加量对赤泥沉降的影响 Fig.1 Effect of additive amount of flocculant on red mud settlement 从图 1可看出，增大絮凝剂添加量，沉降速度有所加快。沉降速度最
8、快的 时间段是 1030 min，絮凝剂的最佳添加量 为 0.02 0.04 。由于 水中的微细颗粒表面在水的作用下形成带电荷的水化层 ， 导致一定的静电力产生 ， 另外，因为颗粒细小 ， 当添加的絮凝剂量小时，沉降速度不快。而颗粒终端的沉降速度正比于其直径的平方 4。随着絮凝剂量慢慢增加 ， 有机高分子使颗粒产生吸附作用 ， 导致较大的絮团或大颗粒的形成 ， 从而使沉降速度加快。 3.2 絮凝剂的添加方式 絮凝剂添加方式对赤泥沉降的影响 结果见图 2。 图 2 絮凝剂添加方式对赤泥沉降的影响 Fig.2 Effect of addition method of flocculant on r
9、ed mud settlement 图 2表明 ， 一次性添加 0.02的絮凝剂时 ， 其沉降效果 明显不如 分 二次 添加的好 。 前 10 min一次 性 添加 的平均沉降速度为 7 mm/min， 而 二次添加 达到了 9 mm/min， 且底流压缩高度 二次添加比一次性添加要 低近 10 mm，说明 在底流压缩方面 二次添加 也优于一次性添加。 因为 分批加入絮凝剂 后，絮凝剂与赤泥颗粒之间的絮团经过一次团聚、打散、再团聚的过程，使得 颗粒之间结合力强 、 压缩性能 和 抗剪切性好 。 而一次 性 加入形成的絮团比较 脆弱 ， 抗剪切性能差。 因此，絮凝剂应 分批加入。 3.3 絮凝剂
10、对赤泥压缩性能 的 影响 当 絮凝剂用量 分别为 （） ： 0、 0.01、 0.02、 0.04、 0.05、 0.06时， 压缩液固 比 分别为 4.20、 2.70、 2.45、 2.44、2.40、 2.50。 可见， 絮凝剂能显著降低赤泥压缩液固比。随着絮凝剂用量的增加，赤泥压缩液固比逐渐减小，当絮凝剂量超过 0.04以后，赤泥液固比又有上升的趋势 。 随着絮凝剂用量的增加，使得赤泥粒子团聚成紧密而不溶胀和疏松的大颗粒，从而使得压缩液固比降低， 但 当其量超过一定范围以后，可能会引起已经压缩紧密的团聚体变得溶胀起来，从而导致压缩液固比又增大 5。 3 结论 1） 絮凝剂的 添加 能有
11、效增加赤泥沉降效果 和 显著改善赤泥的压缩液固比 ， 最佳 添加量 为 0.02%0.04 。 2） 絮凝剂的 添加 方式对赤泥沉降影响很大， 二 次添加效果明显优于一次添加方式 。 参考文献 1 余峰涛 ， 陈跃 ， 尹中林 . 拜耳法赤泥的沉降分离过程初探 J. 有色金属（冶炼部分）， 2006（ 1）： 26-29. 2 龚斌，董放战，李涛 . 氧化铝生产中絮凝剂应用探讨 J. 矿产保护与利用， 2005（ 3） ： 49-51. 3 吴若琼，朱敏，刘今 . 氧化铝生产中氢氧化铝絮凝剂的研究 J. 中南工业大学学报， 1996， 27（ 4）： 428-431. 4 赵恒勤，金梅，蔡淑霞 ， 等 . 石灰拜 耳法赤泥沉降性能研究 J. 矿产保护与利用， 2002（ 3）： 41-43. 5 周跃华，杨占红 . 氧化铝悬浮液稳定性的研究 J. 上海有色金属， 2007， 28（ 3）： 116-118.
