姜学海

(中铝国际工程有限责任工程，北京100032)

   摘要：氧化铝生产中只注重絮凝剂的选型，对絮凝剂的配制和使用条件关注较少。通过对絮凝剂特性的分析和数据对比试验，确立了合成高分子絮凝剂在生产应用过程中的配制和使用条件。为絮凝剂在生产上的高效应用提供了参考。

   关键词：絮凝剂；分子量；赤泥悬浮液；沉降性能

   在拜耳法、烧结法或联合法处理一水硬铝石、三水铝石或混合型铝土矿的氧化铝生产工艺过程中，溶出后的赤泥浆液是一种由铝酸钠溶液和不同粒级的赤泥颗粒组成的分散物系，即赤泥悬浮液。这种悬浮液只有通过沉降分离，叶滤机过滤才能得到满足分解条件的铝酸钠溶液，最终分解出品质较高的氢氧化铝产品。该工序中，沉降分离效果的好坏直接影响着整个系统的正常运行。各氧化铝厂家经常因为赤泥悬浮液不能在沉降槽正常分离而压迫溶出系统停料，同时叶滤机因为溢流浮游物太高而负荷很重，使产能降低，导致沉降槽冒槽，出现员工和设备一起“累”的局面。

   要抓好赤泥悬浮液的沉降分离，除在设备上选择高效沉降槽外，还要选择好合适的絮凝剂。经过多年的实验室和工业试验，适合赤泥沉降分离的絮凝剂优选出很多，如：麦麸、淀粉、A一1000、英国663、NALCO 9779、Ciba HP21、艾森97等。然而大多氧化铝厂家只注重絮凝剂的选型，对絮凝剂的溶解方式、存放时间、使用浓度及添加方式有所忽略，所以，絮凝剂在生产使用中往往得不到较满意的效果。本文依据絮凝剂的特性，从配制和使用方法出发，讨论如何应用絮凝剂，才能达到高效沉降的效果。

   目前，广泛应用于氧化铝工业生产中絮凝剂有天然高分子絮凝剂和合成高分子絮凝剂两大类，前者主要有：淀粉、麦麸等；后者主要包括聚丙烯酰胺类和异羟肟类絮凝剂。一般来说，天然高分子絮凝剂在赤泥分离过程用量大，沉速较慢，还可能导致铝酸钠溶液中有机物含量过高，所以氧化铝生产中合成高分子絮凝剂的应用较为普遍。合成高分子絮凝剂与赤泥易形成多点吸附，这缘于赤泥中非平衡态的固体表面有阳离子，而絮凝剂中羟基、羧基等水解后产生的阴离子能形成较强的作用力，絮凝剂与赤泥产生吸附后，形成絮团，通过重力场的作用进行沉降，达到液固分离的目的。

   1．1 聚丙烯酰胺类絮凝剂

   聚丙烯酰胺简称PAM，产品主要形式有水溶液胶体、粉状及胶乳三种。粉状产品若能防止结团，比胶体产品易溶，乳胶产品溶解性能最好。提高温度能促进溶解，但一般不宜超过50℃，以防止降解及产生其他反应。水解PAM会同溶液中的多种金属阳离子相互作用，如在的体系中，这些相互作用通常导致生成粘稠的凝胶团。

   常见的聚丙烯酸钠(如A—lOOO)在铝酸钠浆液分离中，其行为主要与赤泥的种类有关，赤泥的沉降速度随赤泥中钛铁矿(或钙钛矿)含量的增加而增加。同时，赤泥中铁的存在形态也影响着絮凝效果。当赤泥中的铁以氢氧化铁Fe(OH) 、针铁矿FeOOH(直径一般小于1 m)等形式存在时，由于颗粒的溶剂化较强，絮凝剂与固相表面间的作用力将更弱，难以产生紧密的吸附，形成絮团。生产中通过提高浆液苛性比、温度或加入含钙物质来促使针铁矿转化为赤铁矿，改善赤泥的沉降性能。

   1．2 异羟肟类高分子絮凝剂

   随着氧化铝生产技术的发展，对液固分离也提出了更高的要求，开发的异羟肟类絮凝剂(如NAL—CO 9779、Ciba HP21等)相比于聚丙烯酸(酰胺)类絮凝剂，在絮凝过程中具有鲜明的特征。(1)作用力强，形成的絮团稳定性好。以烧结法为例，当溶出黄料时，加入异羟肟类絮凝剂后，沉降性能相对于聚丙烯酸钠有明显的提高。(2)没有诱导期，吸附速度快。试验结果表明，相对于聚丙烯酸钠，溢流的清亮度提高60％-90％。

   2 、合成高分子絮凝剂高效应用的影响因素

   合成高分子絮凝剂的应用主要决定于其在水溶液中的行为，水是它的最好溶剂，实用中很重视它的水溶性，一般认为粘度和分子量愈大，絮凝效果会愈好。不同絮凝剂有不同的絮凝效果，每种絮凝剂的高效应用与溶解方法、温度、搅拌速度、浓度、添加点等有关。

   2．1 溶解温度的影响

   表1是用蒸馏水在不同溶解温度下溶解聚丙烯酸钠的一组实验数据。沉降实验时赤泥悬浮液固含为71 g／L；絮凝剂的使用浓度3／1 0000，添加量30g／t一千赤泥。实验数据表明，随着温度升高<