[发明专利]环保型氢氧化铝脱水助滤剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型氢氧化铝脱水助滤剂，属于化学技术领域。

背景技术

铝在国民经济中是不可缺少的，铝的生产过程如下：①铝来源于铝矾石，它与碱水溶液 作用生成氢氧化铝。②灼烧氢氧化铝后生成氧化铝，③再经过电解得到金属铝。

其中在第一步得到的氢氧化铝中含有许多碱液，因此需要用水清洗，据文献报道：清洗 后烧结法得到的氢氧化铝含有10％以上水分；拜尔法得到的氢氧化铝含有6％以上水分。这 种含水的氢氧化铝灼烧时需要消耗热量，一部分是氢氧化铝分解成氧化铝，另一部分是残余 的水分汽化(水分的汽化热值为2260kj/kg)。因此在灼烧前使氢氧化铝脱水对节能是非常重要 的。它越来越受到生产厂家的重视。

我国在2007年产铝1300万吨，折算成氢氧化铝为3900万吨，如果使氢氧化铝中的水 分下降1％，可节约燃烧的重油3.12万吨。若重油价格为3800元/吨，则每年可节省1.18亿 元。目前国内一些厂家使用进口助滤剂，但价格昂贵(约每吨5-6万元)；有些厂家因价 格昂贵，而长期不使用助滤剂。因此在当前条件下，开发有自主产权的、环保廉价的助滤剂 是十分必要的。目前，我公司生产的助滤剂通过现场使用效果来看，已超过进口产品。

近年来在国内外关于氢氧化铝脱水助滤剂，归纳起来有以下三种类型：

1.高分子助滤剂

高分子助滤剂首先由英国Bradford胶体公司，在上世纪80年代合成的Drimax系列产品， 以及后来其他Percol公司和Maguafloc公司生产的聚合物助滤剂，都能降低滤饼水份，起到助 滤的效果。

在国内，高分子助滤剂方面也进行了一些研究。太原理工大学的郭玲香研究PQAAM接 枝共聚物，对氢氧化铝颗粒不仅能降低其表面的负电性，而且能改善其表面的疏水性，表现出 较好的脱水助滤性能；参见郭玲香，PQAAM聚合物对细粒煤的助滤性能，环境化学，2000年 第19卷第6期。湘潭工学院夏畅斌，用新型阳离子聚2-羟丙基二甲基氯化铵与丙烯酰胺的 接枝共聚物，对氢氧化铝颗粒脱水进行研究。论述了药剂用量、分子量以及pH对脱水效果 影响，参见夏畅斌，新型阳离子絮凝剂的制备及其应用，水处理技术，2000年第26卷第6 期。中南大学张建民等，用聚氧乙烯表面活性剂助滤剂，发现它具有很好的表面活性和絮凝 能力，能够降低滤饼水分和介质阻力，增加过滤速度，参见肖要军、张建民、刘春晓，新型 棉纤维吸附剂的制备及性能研究，环境科学与管理，2007年第11期。

2.表面活性剂型助滤剂

对表面活性剂型助滤剂研究较为突出的是澳大利亚的Nicol公司。早在1976年开始，他 们既进行产品开发，又开展表面活性剂型助滤剂对氢氧化铝颗粒脱水机理研究。Stahl.W.G 在1991年报道开展一种阴离子型助滤剂和二种非离子型助滤剂进行研究。实验结果表明： 非离子型助滤剂对滤饼结构及其透气性影响不明显，而阴离子型助滤剂可使滤饼透气性变 好，同时，降低毛细管附加压力，将增加脱水动力，使滤饼水分降低。Groppo.J.G等用二种 不同类型的表面活性剂做降失水试验，结果表明：无论是非离子还是阴离子表面活性剂，其 用量较低(10.25Kg/T)并使滤饼水分降低能力达20％左右。

国内吴燕等人采用非离子、阴离子和阳离子等多种表面活性剂对氢氧化铝颗粒进行室内 研究，发现阴离子和非离子助滤剂分别使滤饼水分降低到4.9％和3％，而阳离子表面活性剂 效果不理想。

3.复合型助滤剂

复合型助滤剂是指表面活性剂，絮凝剂聚电解质等药剂复配使用。Klinzing.G.E与 Chiang.S.H研究复配药剂是由絮凝剂、消泡剂分别和二种类型(阴离子和非离子)的表面活 性剂组成。通过对滤饼吸附量，水的接触角及其结构的研究，表明阴离子型表面活性剂能起 到明显降低滤饼水分的作用。

国内的钟宏等采用复合型脱水助滤剂PS-5，其用量为20Kg/T时，可使滤饼水分降低 能力达到27％，提高真空过滤机的处理能力。参见邹志毅、庄剑鸣、钟宏、陈荩，化学助滤 剂混用的研究进展及发展趋势，化工进展，1996年2期。

总之，在氧化铝厂，氢氧化铝的洗涤过滤效果，直接影响到氧化铝的质量，设备能力提 高及焙烧氢氧化铝的能耗。氢氧化铝脱水助滤剂作用是有利于氢氧化铝脱水。