姜學海

(中鋁國際工程有限責任工程，北京100032)

   摘要：氧化鋁生產中只注重絮凝劑的選型，對絮凝劑的配制和使用條件關注較少。通過對絮凝劑特性的分析和數據對比試驗，確立了合成高分子絮凝劑在生產應用過程中的配制和使用條件。為絮凝劑在生產上的高效應用提供了參考。

   關鍵詞：絮凝劑；分子量；赤泥懸浮液；沉降性能

   在拜耳法、燒結法或聯合法處理一水硬鋁石、三水鋁石或混合型鋁土礦的氧化鋁生產工藝過程中，溶出后的赤泥漿液是一種由鋁酸鈉溶液和不同粒級的赤泥顆粒組成的分散物系，即赤泥懸浮液。這種懸浮液只有通過沉降分離，葉濾機過濾才能得到滿足分解條件的鋁酸鈉溶液，最終分解出品質較高的氫氧化鋁產品。該工序中，沉降分離效果的好壞直接影響著整個系統的正常運行。各氧化鋁廠家經常因為赤泥懸浮液不能在沉降槽正常分離而壓迫溶出系統停料，同時葉濾機因為溢流浮游物太高而負荷很重，使產能降低，導致沉降槽冒槽，出現員工和設備一起“累”的局面。

   要抓好赤泥懸浮液的沉降分離，除在設備上選擇高效沉降槽外，還要選擇好合適的絮凝劑。經過多年的實驗室和工業試驗，適合赤泥沉降分離的絮凝劑優選出很多，如：麥麩、淀粉、A一1000、英國663、NALCO 9779、Ciba HP21、艾森97等。然而大多氧化鋁廠家只注重絮凝劑的選型，對絮凝劑的溶解方式、存放時間、使用濃度及添加方式有所忽略，所以，絮凝劑在生產使用中往往得不到較滿意的效果。本文依據絮凝劑的特性，從配制和使用方法出發，討論如何應用絮凝劑，才能達到高效沉降的效果。

   目前，廣泛應用于氧化鋁工業生產中絮凝劑有天然高分子絮凝劑和合成高分子絮凝劑兩大類，前者主要有：淀粉、麥麩等；后者主要包括聚丙烯酰胺類和異羥肟類絮凝劑。一般來說，天然高分子絮凝劑在赤泥分離過程用量大，沉速較慢，還可能導致鋁酸鈉溶液中有機物含量過高，所以氧化鋁生產中合成高分子絮凝劑的應用較為普遍。合成高分子絮凝劑與赤泥易形成多點吸附，這緣于赤泥中非平衡態的固體表面有陽離子，而絮凝劑中羥基、羧基等水解后產生的陰離子能形成較強的作用力，絮凝劑與赤泥產生吸附后，形成絮團，通過重力場的作用進行沉降，達到液固分離的目的。

   1．1 聚丙烯酰胺類絮凝劑

   聚丙烯酰胺簡稱PAM，產品主要形式有水溶液膠體、粉狀及膠乳三種。粉狀產品若能防止結團，比膠體產品易溶，乳膠產品溶解性能最好。提高溫度能促進溶解，但一般不宜超過50℃，以防止降解及產生其他反應。水解PAM會同溶液中的多種金屬陽離子相互作用，如在的體系中，這些相互作用通常導致生成粘稠的凝膠團。

   常見的聚丙烯酸鈉(如A—lOOO)在鋁酸鈉漿液分離中，其行為主要與赤泥的種類有關，赤泥的沉降速度隨赤泥中鈦鐵礦(或鈣鈦礦)含量的增加而增加。同時，赤泥中鐵的存在形態也影響著絮凝效果。當赤泥中的鐵以氫氧化鐵Fe(OH) 、針鐵礦FeOOH(直徑一般小于1 m)等形式存在時，由于顆粒的溶劑化較強，絮凝劑與固相表面間的作用力將更弱，難以產生緊密的吸附，形成絮團。生產中通過提高漿液苛性比、溫度或加入含鈣物質來促使針鐵礦轉化為赤鐵礦，改善赤泥的沉降性能。

   1．2 異羥肟類高分子絮凝劑

   隨著氧化鋁生產技術的發展，對液固分離也提出了更高的要求，開發的異羥肟類絮凝劑(如NAL—CO 9779、Ciba HP21等)相比于聚丙烯酸(酰胺)類絮凝劑，在絮凝過程中具有鮮明的特征。(1)作用力強，形成的絮團穩定性好。以燒結法為例，當溶出黃料時，加入異羥肟類絮凝劑后，沉降性能相對于聚丙烯酸鈉有明顯的提高。(2)沒有誘導期，吸附速度快。試驗結果表明，相對于聚丙烯酸鈉，溢流的清亮度提高60％-90％。

   2 、合成高分子絮凝劑高效應用的影響因素

   合成高分子絮凝劑的應用主要決定于其在水溶液中的行為，水是它的最好溶劑，實用中很重視它的水溶性，一般認為粘度和分子量愈大，絮凝效果會愈好。不同絮凝劑有不同的絮凝效果，每種絮凝劑的高效應用與溶解方法、溫度、攪拌速度、濃度、添加點等有關。

   2．1 溶解溫度的影響

   表1是用蒸餾水在不同溶解溫度下溶解聚丙烯酸鈉的一組實驗數據。沉降實驗時赤泥懸浮液固含為71 g／L；絮凝劑的使用濃度3／1 0000，添加量30g／t一千赤泥。實驗數據表明，隨著溫度升高<