氧化铝生产用乳液型絮凝剂送审稿编制说明

1、行业标准 ?氧化铝生产用乳液型絮凝剂? 编制说明送审稿青岛海纳瑞特新材料能源开展2021.81 工作简况1.1 任务来源 在氧化铝生产过程中，利用拜耳法、烧结法或联合法处理一水硬铝石、三水铝石或混合 型铝土矿的氧化铝生产工艺中，溶出后的赤泥浆液是一种由铝酸钠溶液和不同粒级的赤泥颗粒 组成的分散物系，即赤泥悬浮液。这种悬浮液只有通过沉降别离，叶滤机过滤才能得到满足分 解条件的铝酸钠溶液，最终分解出品质较高的氢氧化铝产品。该工序中，沉降别离效果的好坏 直接影响着整个系统的正常运行。各氧化铝厂家经常因为赤泥悬浮液不能在沉降槽正常别离而 压迫溶出系统停料，同时叶滤机因为溢流浮游物太高而负荷很重，使产能

2、降低，导致沉降槽冒 槽，出现员工和设备一起“累的局面，所以氧化铝生产工艺中赤泥别离是一个关键工序，它 的运行正常与否不仅关系到氧化铝产品的质量，而且对整个生产流程及工厂的经济效益都有重 大影响，添加高效絮凝剂是目前最普遍、最有效的强化赤泥别离的方法。氧化铝生产用絮凝剂主要为阴离子型的聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺的水解产物，剂型为粉状和 反相乳液。由于粉状絮凝剂吸湿性强，导致有效活性成分降低，溶解性能差，未溶于水的絮凝 剂容易堵塞输送管道，在寒冷地区尤为严重；而性能好的乳液型产品能够克服粉剂型产品的不 足，具有以下优点： (1) 分子量高，特性粘数大，并且分布窄； (2) 粒径小，稳定性好； (3)

3、分子 线性结构好，溶解速度快，操作方便(可通过泵直接输送、易于实现自动化控制) (4) 剩余单体 含量低，绿色环保。已成为赤泥别离用絮凝剂的研究方向。 (5) 改善拜尔法、烧结法或联合法赤 泥浆液的沉降别离难的问题，提高了固液别离效率，从而提高氧化铝的产出率。 (6) 显著降低赤 泥压缩液固比，浆液较清，无浮游物，保证终端产品。由于乳液型产品具有如上性能、优点， 因此越来越受到氧化铝生产厂家的重视，然而目前投入市场运营的产品质量良莠不齐，有从国 外进口的产品，也有拥有自主知识产权、国内自己生产的产品，还有各种仿制品。但是，由于没有统一的适合氧化铝生产用乳剂型絮凝剂产品的专用标准可供执行，使应用

4、 厂家难于对产品质量和性能做出正确的评价，工作量大，有时还会造成一定的损失。鉴于上述 现象，制定统一的氧化铝生产用乳剂型絮凝剂产品的行业标准，标准企业的生产和销售，不仅 意义重大，而且迫在眉睫。2021 年全国有色金属标准化技术委员会在广泛征求意见的根底上，正式下达了?氧化铝生产用乳剂型絮凝剂?行业标准编制方案(SAC/TC 243)，并授权由青岛海纳瑞特新材料能源开展负责起草。方案在 2021 年内完成。1.2 主要工作过程和内容 青岛海纳瑞特新材料能源开展是“氧化铝生产用胶乳型絮凝剂的生产厂家， 拥 有较为完备的技术研发中心、产品检测中心、中试实验车间和生产车间，并且同天津大学化工 学院建

5、立了长期的产、学、研合作关系，天津大学化工学院是国内从事絮凝剂、聚丙烯酰胺及 其衍生物乳液研究最早的单位，研究成果显著，曾是全国丙烯酰胺行业的理事单位，和黑龙江 大学一起承当过聚丙烯酰胺产品国家标准的编制工作，圆满完成。本次青岛海纳瑞特新材料能 源开展接受起草“氧化铝生产用胶乳型絮凝剂行业标准的任务后，非常重视，积极 调集公司技术骨干人员和天津大学的专家教授组成工程组，并推选出工程负责人，承当本标准 的起草任务。并且还落实了协助起草部门及责任人，研发部、生产部、销售部积极配合，提供 生产统计、品管检验数据、市场需求及客户要求等信息。在色金属标准化技术委员会相关人员 的大力帮助下，学习了标准起草

6、的相关资料，初步确定了?氧化铝生产用乳剂型絮凝剂?行业 标准起草所遵循的根本原那么，主要工作内容：1) 了解国内外氧化铝生产厂家的相关技术要求；2) 确定了氧化铝生产用乳剂型絮凝剂的主要技术内容；3) 确定建立仲裁分析方法；4) 根据技术开展水平及测试数据确定技术指标取值范围；2 标准编制原那么和确定标准主要内容的论据2.1 本标准在制定时主要遵循以下原那么：1) 参照同类产品的国际标准，技术指标达国际水平，能够真实衡量产品质量，满足用户 实际生产需求；2) 检测方法科学严谨，简便易行；3) 具有创新性。2.2 确定标准主要内容的论据2.2.1 技术指标确实定2.2.1.1 外观乳液型絮凝剂是

7、单体水溶液在乳化剂的作用下分散于油相中，并在引发剂的作用下进行聚 合反响制备而得的均匀稳定的产品，产品转化率不同和乳胶粒径不一样，都会造成产品外观颜 色和状态的不同，正常情况下，应表现为乳白色或土黄色或暗红色粘稠液体。2.2.1.1 气味乳液型絮凝剂具有矿物油气味或氨味。2.2.1.2 密度乳液型絮凝剂为油包水型超高分子量聚合物反相乳液，呈均匀稳定的流动状态，产品密度是衡量其质量的重要指标。根据产品的原料组成、制备工艺及实际需求，规定密度为 1.000 ±30.060 g/cm 3。2.2.1.3 有效固含量乳液型絮凝剂为聚合物水溶胶于油相中的分散体，聚合物固体份为有效成分，有效固含

8、量越高，产品性能越好，根据聚合制备技术的不同和实际需要，规定固含量?25.0%。2.2.1.3 特性粘数乳液型絮凝剂主要为丙烯酸、丙烯酰胺及其衍生物的聚合物，产品的特性粘数是评价其分 子量的重要指标，特性粘度越大，分子量越大，应用性能越好，根据应用试验确定其特性粘数 为 n r > 17。2.2.1.4 粘度1表观粘度确实定：乳液型絮凝剂为油包水型聚合物反相乳液，产品的表观粘度与油相 和水相的质量比、单体浓度、产品的固含量、产品转化率以及乳胶粒径的大小都有关系，一般 情况下，产品固含量一定时，表观粘度越低，说明乳胶粒径越小，粒径和分子量分布越窄，稳定性好，储存时间长，溶解速度快，应用性能

9、好，根据本产品的实际情况，规定表观粘度w 1200mpa.s ；2 样剂于标准盐溶液中粘度和标准碱溶液中粘度确实定：乳液型絮凝剂为水溶性聚合物 乳液，遇水溶解，并且随着聚合物分子量的增大其定量水溶液粘度增大。作为絮凝剂产品，分 子量越高，絮凝效果越好。而由于水溶性聚合物于溶解状态下呈线性结构分布，在盐的水溶液 或碱的水溶液中易发生卷曲变形，溶液粘度变小，絮凝效果变差，此特征与聚合物分子结构关 系密切，可通过调整分子组成克服分子链的卷曲，减少溶液粘度的变化。本标准规定的乳液型 絮凝剂主要作为氧化铝生产用，氧化铝生产过程中待絮凝体系为碱性盐体系，聚合物于盐的水 溶液或碱的水溶液中粘度越大，氧化铝生

10、产中赤泥絮凝效果越好，通过实际应用确定，样剂于标准盐溶液中粘度?500 mpa.s ;样剂于标准碱溶液中粘度? 250 mpa.s。2.2.1.5 溶解性乳液型絮凝剂同粉状絮凝剂相比，最突出的优点就是溶解速度快，使用便捷。综合不同品种乳液型絮凝剂的性能和氧化铝实际生产中的需求，规定将定量的样品参加40C定量的1%勺氢氧化钠溶液中，于转速为 500r/min 的搅拌状态下，记录溶解时间，通过实际应用确定，完全溶 解时间w 3min2.2.1.6 稳定性乳液型絮凝剂是单体水溶液在复合乳化剂的作用下以单体小液滴的状态分散在油相中，并在引发剂的作用下进行聚合反响，形成均匀稳定的聚合物乳液产品，产品转化

11、率和乳胶粒径的大小直接影响着其稳定性。转化率越高、乳胶粒径越小，产品稳定性越好，应用性能越好，储存时间越长，根据实际情况，产品有效储存期为?6个月。2.2.2 检测方法确实定2.2.2.1 密度测定方法确实定乳液型絮凝剂为油包水型聚合物反相乳液，呈均匀稳定的粘稠状液体，测定方法可以选用0.9001.100范围的密度计，按照GB1884规定的使用密度计测定方法进行。2.2.2.2 有效固含量测定方法确实定本产品为水溶性聚合物反相乳液，体系中有油、水、乳化剂和聚合物，根据油、水、乳化剂 能溶解于乙醇和丙酮中，而聚合物不能溶解于乙醇和丙酮而以固体状态沉析出来，丙酮比乙醇 更强烈一些，配合使用，效果理

12、想。故检测方法确定为：将试样中的聚合物有效成分用无水乙 醇和丙酮沉析出来，去除试样中的油、乳化剂和局部水，然后于一定温度下，将沉析出的有效 成分于枯燥箱内烘干至恒重。计算有效固含量。2.2.2.4 粘度测定方法确实定2.2.2.4.1 表观粘度定方法确实定本产品为均匀稳定的粘稠状液体，可按照 GB/T 10247-2021 规定的动力粘度测定方法进行粘 度的测定。2.2.2.4.2 标准盐溶液中粘度测定方法确实定先制得试样有效含量为0.1%、氯化钠含量为1mol/l的试样盐溶液，用带UL适配器的LVT型布氏粘度计按照 GB/T 10247-2021 规定的动力粘度测定方法测量试样在此介质中的粘

13、度。2.2.2.4.3 标准碱溶液中粘度测定方法确实定先将一定量的试样约 2 克参加 1%氢氧化钠溶液中，制得试样有效含量为0.3%、氢氧化钠含量为1%勺试样碱溶液。因为有些产品试样于 1%氢氧化钠溶液中必须升温至40 C以上才能溶解，目前现场一般选用50C的温度下溶解，根据实际情况，选用加热温度 50C的条件，用LVT型布氏粘度计按照 GB/T 10247-2021 规定的动力粘度测定方法测量试样在此介质中的耐碱粘度。2.2.2.5 溶解性测定方法确实定根据实际应用的条件，将定量的试样参加定量和1%氢氧化钠溶液中，随着试样的不断溶解，溶液的电导值不断增加。全部溶解后，电导值恒定。一定量的试样

14、在一定量的介质液中特定条 件下溶解时，电导值到达恒定所需时间，为试样的溶解时间。2.2.2.6 稳定性测定方法确实定待测试样注入 100毫升具塞量筒中，密封，防止吸取空气中的水分，静止放置 6个月，观查 现象，假设试样呈均匀流动状态为合格品，试样液面上部有透明的油析出或下部变稠，经过上下摇晃混合后又恢复均匀状态，也为合格品，这属于正常现象，不影响使用；假设液面下部有凝胶态固体生成此为无数乳胶颗粒长时间堆积粘结在一起造成的，经过上下强烈摇晃混合后不能恢复均匀流动状态，那么视为不合格品。3 主要指标与欧盟标准比照本标准的主要技术指标与现行的欧盟标准比照见下表:工程本标准欧盟标准标准水平比照夕卜观乳白色至淡黄色乳液乳白色至淡黄色乳液相当密度3(25C) (g/cm )1.000 ± 0.060粘表观粘度mpa.s< 1200> 500优于盐溶液中粘度mpa.s> 500> 4.5相当度碱溶液中粘度mpa.s> 250> 250相当固含量%> 25.0> 25.0相当溶解性min< 5稳定性个月> 64预期效果本标准首次制定，是我国第一部具有较强专业领域使用的乳液型絮凝剂产品行业标