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提高烧结法湿法系统中氧化铝浓度,从而显著提高设备产能和生产效率,降低生产成本一直是氧化铝界研究的热点,其难点在于高浓度下赤泥粒子表面具有较大的剩余价力、分子力和氢键作用力,可吸附溶液中的带电离子并能和介质发生强烈的溶剂化作用,形成一定厚度的扩散层,阻碍了粒子间的作用,使得赤泥粒子无法聚结成较大的颗粒而难以沉降分离。在高浓度熟料溶出中,如不能尽快将赤泥从浆液中分离,将造成二次反应加剧,导致铝和碱的损失加大。
本论文采用沉降分离方案,选择多种国内外絮凝剂进行了大量的沉降探索实验,筛选了适合高浓度浆液沉降分离的高效絮凝剂A11,研究了絮凝剂的添加量、熟料粒度、碳碱浓度、αk(指Na2Ok与Al2O3分子比)等多种因素对Al2O3浓度高于180g/L的熟料溶出浆液沉降性能的影响。并研究了赤泥粒子的界面性质、絮凝剂结构和复配方式等对沉降性能的影响规律,提出高浓度溶出浆液沉降分离与洗涤的工艺制度,为工业生产条件下实现高浓度溶出浆液沉降分离提供指导。
研究结果表明:溶出浆液Al2O3浓度大于180g/L,选取A11絮凝剂可以较快实现浆液分离,90℃进行沉降时,前5min沉高率为30%~40%,60min底流压缩液固比在5~6之间;絮凝剂的最佳用量为150~175g/t-干赤泥;提高熟料粒度,有利于浆液沉降;溶液Na2Oc浓度和αk升高不利于浆液沉降,碳碱浓度应该控制在10~20g/L,αk应控制在1.4~1.7;絮凝剂的复配和添加剂在添加量较大时对循环溶出浆液的沉降性能有一定的改善。赤泥洗涤沉降可以在不补加絮凝剂的情况下得到满意的洗涤沉降效果。赤泥微粒Zeta电位的绝对值随着pH,Na2Os浓度增加而减小、随着Na2Oc的增大而增大。