[发明专利]制取氧化铝过程中的赤泥分离技术

说明书

本发明涉及氧化铝生产中添加絮凝剂的沉降分离赤泥的工艺，更具体地说是在烧结法制取氧化铝中，添加絮凝剂的沉降法分离赤泥的工艺。

制取氧化铝的方法有拜尔法、烧结法。在这二种工艺中所生成的熟料溶出浆液（以下简称浆液）中均含有赤泥，因为赤泥影响以后的工艺，必须把赤泥从浆液中分离除去。赤泥是氧化铁、铝硅酸钠、硅酸二钙（2CaO·SiO₂）铝硅酸钙、氧化钛及其他碱不溶物，呈细粒状，分散在整个浆液中，很难分离。赤泥的量由于氧化铝的生产方法不同而异，拜尔法的赤泥量为矿石量的10～50%，随矿石的组成的变化而变化。烧结法的赤泥量为熟料的30%～50%。如不迅速，街底有效地从浆液中将赤泥分离出来，会大大地降低氧化铝的回收率，影响赤泥的洗涤效率。

拜尔法和烧结法的配料及工艺均有不同之处，因此所产生的赤泥的性质，成分均有所不同，所以分离赤泥的方法也不同。

在拜尔法生产氧化铝时，一般在沉降槽中用沉降法进行赤泥的分离，最初多采用天然高分子化合物例如淀粉或含淀粉的物质如面粉、麦麸等作为絮凝剂，但絮凝效果小且用量大，影响氧化铝的回收率，使氧化铝的回收率降低。近些年来用有机合成的水溶性长链高分子电解质逐渐代替了淀粉或含淀粉物质。与淀粉等相比，有机合成的絮凝剂用量少，絮凝效果高。拜尔法分离赤泥所用的有机合成絮凝剂为聚丙烯酸及其盐，丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物，以及丙烯酸、丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸的三元共聚物等各种有机合成的絮凝剂。但是由于拜尔法形成的赤泥与烧结法所形成的赤泥在性质、成分上均不同，拜尔法分离赤泥所用的絮凝剂，直接用于烧结法赤泥的分离，均不能获得满意的结果。到目前为止在专利和非专利文献中尚未看到用添加絮凝剂的沉降法分离烧结法所形成赤泥的资料。

当前，烧结法赤泥分离的工艺有沉降过滤机和沉降过滤器等方法，这二种工艺方法虽能实现赤泥的分离，均有较大的缺点。沉降过滤机工艺，流程长，设备多;而沉降过滤器工艺原材料消耗大，要消耗大量的过滤介质（例如：尼龙布）、铁丝和水电等，工人的劳动强度大，工作环境恶劣，无论是冬还是夏工人都要穿胶布工作服和胶鞋进行操作。而且这二种工艺对熟料质量和溶出条件有严格的要求。

法国专利FR2276857提出了含有99%至40%的聚丙烯酸和1%至60%的碳酸钠所组成的组合物絮凝剂，但该组合物仅用于制糖过程中的废水处理。本发明的目的是，为实现烧结法赤泥的快速分离，提高赤泥的沉降速度，研究出去掉过滤机或过滤器，仅在结构简单的沉降槽中添加絮凝剂的沉降分离赤泥的工艺来取代设备结构复杂劳动强度大的沉降过滤器或沉降过滤机的赤泥分离工艺。简化原工艺的操作和设备，提高赤泥的洗涤效率和处理能力和氧化铝的生产能力，降低建厂的设备投资及原材料的消耗，降低氧化铝的生产成本，增加经济效益。

本发明的另一目的是改善工人的劳动条件，降低工人的劳动强度。本发明的又一目的是，提高赤泥分离和洗涤系统的稳定性。

不同的絮凝剂各有其特性，含有不同性质赤泥的浆液亦有其特有的物理化学性质，只有二者相适应，絮凝剂才能发挥其絮凝效力，特别是赤泥的物相组成和带电性质对絮凝剂的絮凝效果有较大的影响，不同性质的赤泥需要不同性质的絮凝剂来絮凝。选择絮凝剂更与被絮凝的赤泥的电性有关，被絮凝的赤泥带有阳电，应选择带阴电荷的絮凝剂，才能有效地使带阳电荷的赤泥沉淀絮凝下来。众所周知固体聚丙烯酸钠中含有大量的-COONa，溶于水后-COONa完全离解成-COO-和Na⁺，是属于带有阴电荷的絮凝剂，而烧结法所形成的赤泥带少量阳电荷，将聚丙烯酸的碱金属盐中的一种盐溶解在无机酸碱金属盐、铵盐溶液中，由于溶液中存在着大量无机酸的碱金属盐、铵盐中的一种盐，使溶液中的离子强度增大，降低了聚丙烯酸盐的表观离解度，而使这样组合而成的絮凝剂对带少量阳电的赤泥具有良好的絮凝效果，这是本发明的特点之一。