一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：Ａ、原料混合：在反應罐中加常規(guī)量水，攪拌，逐漸加入有機膦酸和丙烯酸至完全溶解，有機膦酸：丙烯酸=1：1~3；B：還原：按照Ａ步驟的所得溶液中有機膦酸與還原劑質(zhì)量比1：0.1~2的比例加入還原劑，使其混合均勻；升溫至50℃~90℃反應3h~10h；C：聚合：待B步驟還原反應結束，反應液冷卻至室溫后加入自由基引發(fā)劑和乳化劑，升溫至65~130℃反應3h~10h，反應結束，得到水溶性膦酸聚合物，有機膦酸：自由基引發(fā)劑：乳化劑=1：0.2~1：0.1~2。本發(fā)明中水溶性膦酸聚合物分子結構中含有膦酸基團，分子結構較為獨特，它可以有效的螯合二價和三價金屬離子，抑制其晶體的形成和尺寸大小。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工合成【技術領域】，具體涉及一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑 的制備方法。 一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法

【背景技術】
[0002] 近年來，隨著金屬鋁材在工業(yè)、建筑、化工、輕工業(yè)等領域中應用范圍的不斷擴大， 促使鋁礦業(yè)飛速發(fā)展。老企業(yè)不斷擴建、改造，新裝置規(guī)模愈來愈大。與國外的一水軟鋁石 型或三水鋁石型鋁土礦相比，我國鋁土礦成分有很大差異，以難處理的一水硬鋁石型為主， 而且品位低。在鋁土礦溶出工藝上，國外采用拜耳法，我國除拜耳法之外，還使用了強化燒 結和混聯(lián)等方法。一水硬鋁石型鋁土礦的溶出性能比較差，其拜耳法溶出過程往往需要添 加較多添加劑（如氧化鈣），加上礦石品位低，溶出殘渣赤泥量很大，使得赤泥沉降分離任 務加重。在目前技術較為先進的拜耳法煉鋁生產(chǎn)過程中，除鋁及其系列產(chǎn)品外，形成固體廢 液--廢棄物赤泥，赤泥是高溫燒結、熟料溶出、固液分離等工藝過程形成的副產(chǎn)物，具有 極其復雜的物理化學性質(zhì)。每生產(chǎn)一噸氧化鋁的同時，大約要副產(chǎn)1. (Τι. 3噸的赤泥，目前 全世界氧化鋁生產(chǎn)每年外排赤泥量超過5000萬噸，中國赤泥的年排放量約為500萬噸，堆 存量已達約5000萬噸。強化燒結法溶出得到的赤泥，由于鐵以膠態(tài)針鐵礦形態(tài)存在而使赤 泥粒子很細且容易帶電，以致燒結法赤泥沉降性能很差。赤泥具有強堿性（pH >12)，含有多 種化合物，氟含量高，含稀有元素，是各種不溶物的復雜混合物；赤泥顆粒度細小不勻，具有 較高的比表面積，有很強的富水性能，含水率一般在60%左右；這些特殊性能，使其分離極 其困難，分離需時超長，固液分離不清；現(xiàn)有技術中系長期堆放，自然晾曬，才能設法綜合利 用。因此，對地下水、對環(huán)境、對生態(tài)都有污染、危害和影響。為了提高國內(nèi)氧化鋁生產(chǎn)過程 中赤泥沉降分離的效率，必須添加高效絮凝劑，而此類絮凝劑往往依賴于進口。但由于鋁土 礦成分及溶出工藝不同，國內(nèi)鋁土礦溶出赤泥的成分與國外有很大差異，使得進口高分子 絮凝劑未必對國內(nèi)的赤泥分離都有效，而且進口產(chǎn)品的價格往往比較昂貴。因此，開發(fā)適合 于我國鋁土礦赤泥沉降分離用的新型高效絮凝劑對我國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的在于提供一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括原料混合、還原、聚合，具體為： A、原料混合：在反應罐中加常規(guī)量水，攪拌，逐漸加入有機膦酸和丙烯酸至完全溶解， 有機膦酸：丙烯酸=1:Γ3; Β :還原：按照Α步驟的所得溶液中有機膦酸與還原劑質(zhì)量比1 :0. 1~2的比例加入還原 齊U，使其混合均勻；升溫至50°C?90°C反應4tTl0h ; C :聚合：待B步驟還原反應結束，反應液冷卻至室溫后加入自由基引發(fā)劑和乳化劑，升 溫至65?130°C反應3tTl0h，反應結束，得到水溶性膦酸聚合物，有機膦酸：自由基引發(fā)劑： 乳化劑=1 :〇· 2?1 :0· 1?2。
[0005] 本發(fā)明中，水溶性膦酸聚合物分子結構中含有膦酸基團，分子結構較為獨特，它可 以有效的螯合二價和三價金屬離子，抑制其晶體的形成和尺寸大小，在相當惡劣的化學條 件下能穩(wěn)定存在。具有很好的水溶性和很高的分子量，這種水溶性膦酸聚合物對鋁土礦赤 泥的絮凝效果顯著。
[0006] 本發(fā)明的優(yōu)點是： 1、 制備方法簡捷、可以取代傳統(tǒng)的無機絮凝劑和合成高分子絮凝劑，天然無毒，操作簡 單，使用方便，提高了拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過程中赤泥的沉降效率； 2、 絮凝后溶液中懸浮物為lg/L ;優(yōu)于國際水平； 3、 成本低廉，易于工業(yè)規(guī)模投產(chǎn)； 4、 生產(chǎn)過程不產(chǎn)生三廢，不產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境友好。

【具體實施方式】
[0007] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不得以任何方式對本發(fā)明加以限 制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0008] 如實施例所示：本發(fā)明包括以下步驟：包括以下步驟：原料混合、還原、聚合，具體 為： A、原料混合：在反應罐中加常規(guī)量水，攪拌，逐漸加入有機膦酸和丙烯酸至完全溶解， 有機膦酸：丙烯酸=1:Γ3; Β :還原：按照Α步驟的所得溶液中有機膦酸與還原劑質(zhì)量比1 :0. 1~2的比例加入還原 齊U，使其混合均勻；升溫至50°C?90°C反應4tTl0h ; C :聚合：待B步驟還原反應結束，反應液冷卻至室溫后加入自由基引發(fā)劑和乳化劑，升 溫至65?130°C反應3tTl0h，反應結束，得到水溶性膦酸聚合物，有機膦酸：自由基引發(fā)劑： 乳化劑=1 :〇· 2?1 :0· 1?2。
[0009] 所述的有機膦酸為乙烯基膦酸或氨甲基膦酸，乙烯基膦酸分子式為：

【權利要求】
1. 一種拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：原 料混合、還原、聚合，具體為： A、原料混合：在反應罐中加常規(guī)量水，攪拌，逐漸加入有機膦酸和丙烯酸至完全溶解， 有機膦酸：丙烯酸=1:Γ3; Β :還原：按照Α步驟的所得溶液中有機膦酸與還原劑質(zhì)量比1 :0. 1~2的比例加入還原 齊U，使其混合均勻；升溫至50°C?90°C反應3tTl0h ; C :聚合：待B步驟還原反應結束，反應液冷卻至室溫后加入自由基引發(fā)劑和乳化劑，升 溫至65?130°C反應3tTl0h，反應結束，得到水溶性膦酸聚合物，有機膦酸：自由基引發(fā)劑： 乳化劑=1 :〇· 2?1 :0· 1?2。
2. 根據(jù)權利要求1所述的拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，其特征在于 所述的有機膦酸為乙烯基膦酸或氨甲基膦酸，乙烯基膦酸分子式為：
氨甲基膦酸分子式為：
〇
3. 根據(jù)權利要求1所述的拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，其特征在于 所述的還原劑為硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉。
4. 根據(jù)權利要求1所述的拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，其特征在于 所述的自由基引發(fā)劑偶氮二異丁酸二甲酯或偶氮二異丁腈。
5. 根據(jù)權利要求1所述的拜爾法赤泥沉降分離用高效絮凝劑的制備方法，其特征在于 所述的乳化劑為Tween20或Tween60。
【文檔編號】C02F11/14GK104108852SQ201410375804
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年8月1日
【發(fā)明者】漆靜, 簡勝, 張旭東, 王少東, 朱從杰 申請人:昆明冶金研究院