淺析絮凝劑在氧化鋁生產中的應用與管理

周海娟（河南能源化工義煤公司義翔鋁業，河南 三門峽 472435）

淺析絮凝劑在氧化鋁生產中的應用與管理

周海娟（河南能源化工義煤公司義翔鋁業，河南 三門峽 472435）

在氧化鋁生產過程中，沉降分離是影響氧化鋁效益及其產品質量的一個重環節，添加絮凝劑是目前普遍采用并行之有效的沉降分離方法，目前絮凝劑的類型較多，各氧化鋁廠不但要重視絮凝劑的正確選型，更要重視絮凝劑的配制濃度、使用時的溫度以及管理方法。通過分析絮凝劑的特性和使用條件，進一步了解高分子絮凝劑在氧化鋁生產中的高效應用。

沉降效果；氧化鋁；沉降槽；絮凝劑

氧化鋁工業生產中溶出后的赤泥漿液是一種由鋁酸鈉溶液和赤泥顆粒組成的混合物［1］。這種赤泥混合物只能通過沉降槽進行液固分離后產出粗液，再通過立式葉濾機進行過濾，得到浮游物更小的鋁酸鈉溶液(精液)，才能分解出合格的氫氧化鋁產品。在此過程中，沉降槽的分離效果直接影響鋁酸鈉溶液中浮游物的高低，進而影響精液的質量。在氧化鋁生產中，采用自然沉降，很難達到液固分離的效果，必須添加絮凝劑促進沉降槽中赤泥漿液的液固分離，降低粗液浮游物，才能得到合格的精液，保證生產的順利進行。

要保證沉降槽中赤泥漿液的液固分離，除了在設備上選擇高效沉降槽外，還要選擇好合適本廠礦石的絮凝劑。在氧化鋁生產過程中，大多數廠家在絮凝劑的選型上投入的精力較多，而對絮凝劑的使用條件有所忽略，比如：絮凝劑溶劑的選擇、配制濃度、熟化多長時間以及添加點的選擇等。

1 合成有機高分子絮凝劑的種類

目前，在氧化鋁工業生產中絕大多數采用合成有機高分子絮凝劑，合成高分子絮凝劑與赤泥進行多點吸附，是依靠長鏈分子與微粒間的橋聯作用，絮凝劑與赤泥產生吸附，形成大塊絮團，通過重力場的作用進行沉降，達到液固分離的目的，其絮凝效果比傳統的無機絮凝劑高十幾倍甚至幾十倍［2］。

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乳液絮凝劑和粉狀絮凝劑。粉狀絮凝劑不宜溶解，乳液絮凝劑溶解性能較好，提高溶劑溫度能促進絮凝劑溶解，但一般不宜超過50℃，以防止降解及產生其他反應。常見的乳液聚丙烯酸鈉被用于赤泥分離槽，粉狀絮凝劑被用于洗滌沉降槽，赤泥的沉降速度隨赤泥中鈣鈦礦含量的增加而增加［2］。

1.2 異羥肟類高分子絮凝劑

隨著礦石質量的不斷下降，對氧化鋁生產技術要求也來越高，赤泥產出量不斷增加，沉降槽的液固分離越來越困難，異羥肟類絮凝劑(如NALCO 9779等)相比于聚丙烯酰胺類絮凝劑，在使用過程中沉降能力更強，形成的絮團穩定性好，吸附速度快，清夜層澄清度好，能夠更好的滿足生產。

2 合成有機高分子絮凝劑在使用過程中受哪些因素影響

合成有機高分子絮凝劑在氧化鋁生產使用過程中，必須用蒸發的軟水來進行溶解、稀釋，一般情況下，絮凝劑的粘度越大，絮凝效果會越好。但不同絮凝劑絮凝效果不同，每種絮凝劑的使用與其溶解方法、溶劑溫度、配制濃度、熟化時間、稀釋固含、添加點等有關。

2.1 溶劑的選擇和溶解溫度的影響

絮凝劑在溶解時首先必須選擇合適的溶劑，大多數廠家選擇蒸發水軟水作為溶劑，水質硬度高會影響絮凝劑的沉降效果。溶解溫度也不是越高越好，因為高溫水溶液會降解絮凝劑的分子鏈，所以其分子量快速降低而沉速變慢。根據絮凝劑的沉降效果，用40℃左右含10%～15%NaOH的蒸發軟水進行溶解效果最佳，1小時內即可將粉狀絮凝劑化解均勻。

2.2 絮凝劑的配制和熟化時間的影響

雖然絮凝劑的沉降效果隨著配制濃度的增大而增大，但是配制濃度太大，分子鏈不能充分伸展，堆積密度過大時，會降低絮凝效果，同時沉降槽中會出現粘稠的膠團，反而不利于赤泥漿液的液固分離。合成有機高分子絮凝劑的配制濃度一般為0.1%～0.3%。配制好的絮凝劑必須在熟化槽中存放一段時間，這樣可進一步提高絮凝劑沉降效果，通常熟化時間為2～3小時。

2.3 稀釋固含的影響

溶出后的赤泥漿液固含過高，需要添加一次洗液進一步稀釋才能進入分離沉降槽，稀釋礦漿固含越高絮凝劑的沉降效果越差，當稀釋固含達到120g/l以上，絮凝劑基本起不到沉降效果，無法進行液固分離，一般稀釋固含控制在80～100g/l最佳。

2.4 絮凝劑的添加量和添加點的影響

熟化好的絮凝劑要穩定輸送至沉降槽，添加量不能過大，也不能過小，添加量過大會造成鋁酸鈉溶液中有機物含量偏高，赤泥漿液變得更加粘稠，降低沉速，添加量過小，起不到沉降效果，可能會引起沉降槽跑渾。在生產過程中，為了使絮凝劑與赤泥漿液充分混合，一般選擇兩個加入點，一是進入沉降槽前的進料管上，不能離進料口太遠，二是沉降槽內部的中心井，以便使絮凝劑在進沉降槽之前就與料漿充分混合，達到最佳沉降效果。

3 絮凝劑使用管理

經過近幾年的生產經驗，與商家簽訂技術協議，絮凝劑采用承包管理可有效降低絮凝劑單耗，降低生產成本。某氧化鋁廠40萬噸生產線，2015年絮凝劑在未承包之前，生產一噸氧化鋁絮凝劑消耗為544.86克，2016年絮凝劑在承包之后，生產一噸氧化鋁絮凝劑消耗為415.4克，絮凝劑消耗大大降低，年產量按40萬噸計算，每年節約61萬元。

4 結語

(1)絮凝劑的種類繁多，準確的絮凝劑選型可以有效的提高沉降槽液固分離效率，確保氧化鋁生產流程的穩定進行。

(2)絮凝劑溶解時選用蒸發軟水，含堿濃度10%～15%，溶液溫度不宜超過50℃；合成有機高分子絮凝劑的配制濃度通常為0.1%～0.3%，熟化時間2～3小時；絮凝劑添加點根據各氧化鋁廠設備的規格型號來選定；生產上應穩定鋁土礦成分和稀釋礦漿的固含。只有滿足這些條件，才可以提高絮凝劑的沉降性能。

(3)在絮凝劑管理方面可采用承包管理，可有效降低絮凝劑單耗，降低生產成本。

［1］陳湘清，姚國新．絮凝劑在選礦拜耳法氧化鋁生產中的應用綜述，輕金屬，2014，（10）.

［2］姜學海．氧化鋁生產中如何高效應用絮凝劑，輕金屬，2008，(3).

周海娟(1980-)，女，陜西咸陽人，大專，工程師，主要研究方向為氧化鋁生產工藝。