油溶性消泡剂的制备及其在铝酸钠溶液晶种分解中的研究与应用

论文摘要

与国外铝土矿不同,我国铝土矿以一水硬铝石为主,由于该种矿石含硅量较高,在浮选过程中,会通过加入浮选药剂以提高氧化铝的含量,但浮选药剂中有机物会大量富集,一些具有表面活性的有机物会导致分解过程中分解浆液的大量起泡,从而严重影响产量及质量。因此,在分解工段中加入合适的消泡剂便成为氧化铝生产过程中必不可少的环节。工业普遍使用的消泡剂一般是Si-O-C类,虽然其可以有效去除生产体系中产生的泡沫,但在铝酸钠溶液种分分解高温、高碱的水体系中容易水解,从而失去消泡性能。目前,国内外对去除铝酸钠溶液分解产生泡沫的添加剂研究并不多,本文首次提出使用Si-C油溶性添加剂去除铝酸钠溶液分解过程中产生的泡沫。本文首先研究合成了三种疏水基主链含Si-C键的阴离子表面活性剂,讨论了溶剂量、反应时间和温度等因素对产率的影响,并对产物做了表征。其次,将合成的表面活性剂根据消泡效果筛选后用于添加剂的复配中,配制得到5种油溶性添加剂。第三,以山东茌平信发华宇氧化铝厂西厂的铝酸钠溶液为试验原料,对配制的添加剂进行优选。结果表明：不管是半衰期法还是泡沫升位法,4号添加剂均可起到较好的消泡作用,且在不降低分解率的前提下,可有效改善产品质量。第四,与国外产品相比,4号添加剂的1000比值达到7.786,明显优于其它两种产品,且其对分解率及产品粒度分布的影响均优于两种国外产品。最后,在山东茌平信发华宇氧化铝厂西厂对优选出来的4号添加剂进行工业测试。通过对各分解槽泡沫高度变化、分解率、产物粒度、溶液中有机物含量、氢氧化铝质量等技术指标的分析,结果表明在工业试验中,4号添加剂能有效去除铝酸钠溶液分解过程中产生的泡沫,对种分分解率基本无影响,且可以有效改善产品氢氧化铝和氧化铝的质量,不会给产物氢氧化铝、氧化铝的质量带来不利影响,也不会影响氧化铝生产中的其他工序。4号油溶性添加剂具有以上优良的性质,同时通过经济效益分析得出,使用该添加剂后可给氧化铝企业带来良好的收益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 泡沫的一般认识
• 1.1.1 泡沫的定义
• 1.1.2 泡沫形成机理
• 1.1.3 影响泡沫稳定的因素
• 1.2 氧化铝工业概况及生产工艺流程
• 1.2.1 氧化铝工业概况
• 1.2.2 氧化铝生产工艺
• 1.2.3 氧化铝生产中泡沫的来源及对生产的危害
• 1.3 一水硬铝石概况
• 1.3.1 我国一水硬铝石型铝土矿概况
• 1.3.2 一水硬铝石的晶体结构及物化性质
• 1.3.3 一水硬铝石热分解行为的研究情况
• 1.4 消泡剂和消泡机理
• 1.4.1 消泡剂的类型及用途
• 1.4.2 消泡剂的消泡机理
• 1.4.3 消泡剂在氧化铝生产中的应用
• 1.5 本课题的意义
• 1.6 实验方法设计
• 第2章 试验研究部分
• 2.1 试验药品及仪器
• 2.1.1 试验用药品
• 2.1.2 试验主要仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 合成试验方法
• 2.2.2 消泡试验方法
• 2.2.3 分解试验方法
• 2.2.4 铝酸钠溶液成分测试方法
• 2.2.5 分解率计算方法
• 2.2.6 产物质量指标测定方法
• 2.2.7 氢氧化铝的煅烧方法
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 添加剂合成与复配
• 3.1.1 有机硅化合物的合成
• 3.1.2 有机硅化合物的表征
• 3.1.3 添加剂的复配
• 3.2 添加剂小试验
• 3.2.1 添加剂的筛选
• 3.2.2 4号消泡剂与国外同类产品的比较
• 3.3 小试验总结
• 3.4 工业试验
• 3.4.1 三期分解槽泡沫高度变化
• 3.4.2 影响泡沫高度稳定的其它因素
• 3.4.3 4号添加剂对铝酸钠溶液种分分解过程分解率的影响
• 3.4.4 4号添加剂对首槽粒子个数的影响
• 3.4.5 4号添加剂对产品氧化铝粒度的影响
• 3.4.6 4号添加剂对分解体系中有机物含量影响的考察
• 3.5 消泡剂去除铝酸钠溶液种分分解过程产生泡沫的理论分析
• 3.5.1 消泡剂的微观作用机理
• 3.5.2 消泡剂的消泡性能的影响因素
• 3.6 经济效益分析
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢