浅析絮凝剂在氧化铝生产中的应用与管理

周海娟（河南能源化工义煤公司义翔铝业，河南 三门峡 472435）

浅析絮凝剂在氧化铝生产中的应用与管理

周海娟（河南能源化工义煤公司义翔铝业，河南 三门峡 472435）

在氧化铝生产过程中，沉降分离是影响氧化铝效益及其产品质量的一个重环节，添加絮凝剂是目前普遍采用并行之有效的沉降分离方法，目前絮凝剂的类型较多，各氧化铝厂不但要重视絮凝剂的正确选型，更要重视絮凝剂的配制浓度、使用时的温度以及管理方法。通过分析絮凝剂的特性和使用条件，进一步了解高分子絮凝剂在氧化铝生产中的高效应用。

沉降效果；氧化铝；沉降槽；絮凝剂

氧化铝工业生产中溶出后的赤泥浆液是一种由铝酸钠溶液和赤泥颗粒组成的混合物［1］。这种赤泥混合物只能通过沉降槽进行液固分离后产出粗液，再通过立式叶滤机进行过滤，得到浮游物更小的铝酸钠溶液(精液)，才能分解出合格的氢氧化铝产品。在此过程中，沉降槽的分离效果直接影响铝酸钠溶液中浮游物的高低，进而影响精液的质量。在氧化铝生产中，采用自然沉降，很难达到液固分离的效果，必须添加絮凝剂促进沉降槽中赤泥浆液的液固分离，降低粗液浮游物，才能得到合格的精液，保证生产的顺利进行。

要保证沉降槽中赤泥浆液的液固分离，除了在设备上选择高效沉降槽外，还要选择好合适本厂矿石的絮凝剂。在氧化铝生产过程中，大多数厂家在絮凝剂的选型上投入的精力较多，而对絮凝剂的使用条件有所忽略，比如：絮凝剂溶剂的选择、配制浓度、熟化多长时间以及添加点的选择等。

1 合成有机高分子絮凝剂的种类

目前，在氧化铝工业生产中绝大多数采用合成有机高分子絮凝剂，合成高分子絮凝剂与赤泥进行多点吸附，是依靠长链分子与微粒间的桥联作用，絮凝剂与赤泥产生吸附，形成大块絮团，通过重力场的作用进行沉降，达到液固分离的目的，其絮凝效果比传统的无机絮凝剂高十几倍甚至几十倍［2］。

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乳液絮凝剂和粉状絮凝剂。粉状絮凝剂不宜溶解，乳液絮凝剂溶解性能较好，提高溶剂温度能促进絮凝剂溶解，但一般不宜超过50℃，以防止降解及产生其他反应。常见的乳液聚丙烯酸钠被用于赤泥分离槽，粉状絮凝剂被用于洗涤沉降槽，赤泥的沉降速度随赤泥中钙钛矿含量的增加而增加［2］。

1.2 异羟肟类高分子絮凝剂

随着矿石质量的不断下降，对氧化铝生产技术要求也来越高，赤泥产出量不断增加，沉降槽的液固分离越来越困难，异羟肟类絮凝剂(如NALCO 9779等)相比于聚丙烯酰胺类絮凝剂，在使用过程中沉降能力更强，形成的絮团稳定性好，吸附速度快，清夜层澄清度好，能够更好的满足生产。

2 合成有机高分子絮凝剂在使用过程中受哪些因素影响

合成有机高分子絮凝剂在氧化铝生产使用过程中，必须用蒸发的软水来进行溶解、稀释，一般情况下，絮凝剂的粘度越大，絮凝效果会越好。但不同絮凝剂絮凝效果不同，每种絮凝剂的使用与其溶解方法、溶剂温度、配制浓度、熟化时间、稀释固含、添加点等有关。

2.1 溶剂的选择和溶解温度的影响

絮凝剂在溶解时首先必须选择合适的溶剂，大多数厂家选择蒸发水软水作为溶剂，水质硬度高会影响絮凝剂的沉降效果。溶解温度也不是越高越好，因为高温水溶液会降解絮凝剂的分子链，所以其分子量快速降低而沉速变慢。根据絮凝剂的沉降效果，用40℃左右含10%～15%NaOH的蒸发软水进行溶解效果最佳，1小时内即可将粉状絮凝剂化解均匀。

2.2 絮凝剂的配制和熟化时间的影响

虽然絮凝剂的沉降效果随着配制浓度的增大而增大，但是配制浓度太大，分子链不能充分伸展，堆积密度过大时，会降低絮凝效果，同时沉降槽中会出现粘稠的胶团，反而不利于赤泥浆液的液固分离。合成有机高分子絮凝剂的配制浓度一般为0.1%～0.3%。配制好的絮凝剂必须在熟化槽中存放一段时间，这样可进一步提高絮凝剂沉降效果，通常熟化时间为2～3小时。

2.3 稀释固含的影响

溶出后的赤泥浆液固含过高，需要添加一次洗液进一步稀释才能进入分离沉降槽，稀释矿浆固含越高絮凝剂的沉降效果越差，当稀释固含达到120g/l以上，絮凝剂基本起不到沉降效果，无法进行液固分离，一般稀释固含控制在80～100g/l最佳。

2.4 絮凝剂的添加量和添加点的影响

熟化好的絮凝剂要稳定输送至沉降槽，添加量不能过大，也不能过小，添加量过大会造成铝酸钠溶液中有机物含量偏高，赤泥浆液变得更加粘稠，降低沉速，添加量过小，起不到沉降效果，可能会引起沉降槽跑浑。在生产过程中，为了使絮凝剂与赤泥浆液充分混合，一般选择两个加入点，一是进入沉降槽前的进料管上，不能离进料口太远，二是沉降槽内部的中心井，以便使絮凝剂在进沉降槽之前就与料浆充分混合，达到最佳沉降效果。

3 絮凝剂使用管理

经过近几年的生产经验，与商家签订技术协议，絮凝剂采用承包管理可有效降低絮凝剂单耗，降低生产成本。某氧化铝厂40万吨生产线，2015年絮凝剂在未承包之前，生产一吨氧化铝絮凝剂消耗为544.86克，2016年絮凝剂在承包之后，生产一吨氧化铝絮凝剂消耗为415.4克，絮凝剂消耗大大降低，年产量按40万吨计算，每年节约61万元。

4 结语

(1)絮凝剂的种类繁多，准确的絮凝剂选型可以有效的提高沉降槽液固分离效率，确保氧化铝生产流程的稳定进行。

(2)絮凝剂溶解时选用蒸发软水，含碱浓度10%～15%，溶液温度不宜超过50℃；合成有机高分子絮凝剂的配制浓度通常为0.1%～0.3%，熟化时间2～3小时；絮凝剂添加点根据各氧化铝厂设备的规格型号来选定；生产上应稳定铝土矿成分和稀释矿浆的固含。只有满足这些条件，才可以提高絮凝剂的沉降性能。

(3)在絮凝剂管理方面可采用承包管理，可有效降低絮凝剂单耗，降低生产成本。

［1］陈湘清，姚国新．絮凝剂在选矿拜耳法氧化铝生产中的应用综述，轻金属，2014，（10）.

［2］姜学海．氧化铝生产中如何高效应用絮凝剂，轻金属，2008，(3).

周海娟(1980-)，女，陕西咸阳人，大专，工程师，主要研究方向为氧化铝生产工艺。