[发明专利]一种拜尔法赤泥沉降分离用高效絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种拜尔法赤泥沉降分离用高效絮凝剂的制备方法。 

背景技术

近年来，随着金属铝材在工业、建筑、化工、轻工业等领域中应用范围的不断扩大， 促使铝矿业飞速发展。老企业不断扩建、改造，新装置规模愈来愈大。与国外的一水软铝石型或三水铝石型铝土矿相比，我国铝土矿成分有很大差异，以难处理的一水硬铝石型为主，而且品位低。在铝土矿溶出工艺上，国外采用拜耳法，我国除拜耳法之外，还使用了强化烧结和混联等方法。一水硬铝石型铝土矿的溶出性能比较差，其拜耳法溶出过程往往需要添加较多添加剂(如氧化钙)，加上矿石品位低，溶出残渣赤泥量很大，使得赤泥沉降分离任务加重。在目前技术较为先进的拜耳法炼铝生产过程中，除铝及其系列产品外，形成固体废液——废弃物赤泥，赤泥是高温烧结、熟料溶出、固液分离等工艺过程形成的副产物，具有极其复杂的物理化学性质。每生产一吨氧化铝的同时，大约要副产1.0~1.3吨的赤泥，目前全世界氧化铝生产每年外排赤泥量超过5000万吨，中国赤泥的年排放量约为500万吨，堆存量已达约5000万吨。强化烧结法溶出得到的赤泥，由于铁以胶态针铁矿形态存在而使赤泥粒子很细且容易带电，以致烧结法赤泥沉降性能很差。赤泥具有强碱性（pH >12)，含有多种化合物，氟含量高，含稀有元素，是各种不溶物的复杂混合物；赤泥颗粒度细小不匀，具有较高的比表面积，有很强的富水性能，含水率一般在60%左右；这些特殊性能，使其分离极其困难，分离需时超长，固液分离不清；现有技术中系长期堆放，自然晾晒，才能设法综合利用。因此，对地下水、对环境、对生态都有污染、危害和影响。为了提高国内氧化铝生产过程中赤泥沉降分离的效率，必须添加高效絮凝剂，而此类絮凝剂往往依赖于进口。但由于铝土矿成分及溶出工艺不同，国内铝土矿溶出赤泥的成分与国外有很大差异，使得进口高分子絮凝剂未必对国内的赤泥分离都有效，而且进口产品的价格往往比较昂贵。因此，开发适合于我国铝土矿赤泥沉降分离用的新型高效絮凝剂对我国氧化铝工业的发展具有重要意义。 

发明内容

本发明的在于提供一种拜尔法赤泥沉降分离用高效絮凝剂的制备方法。 

本发明的目的是这样实现的：包括原料混合、还原、聚合，具体为： 

Ａ、原料混合：在反应罐中加常规量水，搅拌，逐渐加入有机膦酸和丙烯酸至完全溶解，有机膦酸：丙烯酸=1：1~3；

B：还原：按照Ａ步骤的所得溶液中有机膦酸与还原剂质量比1：0.1~2的比例加入还原剂，使其混合均匀；升温至50℃~90℃反应4h~10h；

C：聚合：待B步骤还原反应结束，反应液冷却至室温后加入自由基引发剂和乳化剂，升温至65~130℃反应3h~10h，反应结束，得到水溶性膦酸聚合物，有机膦酸：自由基引发剂：乳化剂= 1：0.2~1：0.1~2。

本发明中，水溶性膦酸聚合物分子结构中含有膦酸基团，分子结构较为独特，它可以有效的螯合二价和三价金属离子，抑制其晶体的形成和尺寸大小，在相当恶劣的化学条件下能稳定存在。具有很好的水溶性和很高的分子量，这种水溶性膦酸聚合物对铝土矿赤泥的絮凝效果显著。 

本发明的优点是： 

1、制备方法简捷、可以取代传统的无机絮凝剂和合成高分子絮凝剂，天然无毒，操作简单，使用方便，提高了拜耳法氧化铝生产过程中赤泥的沉降效率；

2、絮凝后溶液中悬浮物为lg/L；优于国际水平；

3、成本低廉，易于工业规模投产；

4、生产过程不产生三废，不产生二次污染，对环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。 

如实施例所示：本发明包括以下步骤：包括以下步骤：原料混合、还原、聚合，具体为： 

Ａ、原料混合：在反应罐中加常规量水，搅拌，逐渐加入有机膦酸和丙烯酸至完全溶解，有机膦酸：丙烯酸=1：1~3；

B：还原：按照Ａ步骤的所得溶液中有机膦酸与还原剂质量比1：0.1~2的比例加入还原剂，使其混合均匀；升温至50℃~90℃反应4h~10h；

C：聚合：待B步骤还原反应结束，反应液冷却至室温后加入自由基引发剂和乳化剂，升温至65~130℃反应3h~10h，反应结束，得到水溶性膦酸聚合物，有机膦酸：自由基引发剂：乳化剂= 1：0.2~1：0.1~2。

所述的有机膦酸为乙烯基膦酸或氨甲基膦酸，乙烯基膦酸分子式为： 

氨甲基膦酸分子式为：