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我国一水硬铝石型铝土矿高压溶出后的赤泥沉降性能差,需添加高效絮凝剂以促进赤泥沉降。目前,国内使用的此类絮凝剂大多是进口产品。而且,对赤泥分离用高分子絮凝剂的设计和选型还没有有效的理论指导。本文对拜耳法赤泥在不同絮凝剂作用下的沉降行为进行研究,旨在探索赤泥与絮凝剂的相互作用机理。采用酸碱电位滴定研究了赤泥的表面电性。结果表明,聚丙烯酸钠(SPA)的吸附使赤泥表面羟基增多,零电点(PZC)下降;聚丙烯酰胺(PAM)的吸附使赤泥表面羟基减少,PZC升高。絮凝剂添加量增加,赤泥表面羟基的变化量增加。硅矿物(尤其是方钠石)含量越高,赤泥的表面羟基越多,PZC越低。通过赤泥沉降实验研究了赤泥沉降效果的影响因素。结果表明,过量的表面负电荷或正电荷使赤泥膨胀而难于下沉;絮凝剂添加量过多或过少都不利于赤泥沉降;SPA对赤泥沉降的促进作用不如PAM,对赤泥矿浆的澄清效果比PAM好;赤泥沉降速度随PAM的水解度增大明显降低;聚丙烯酰胺基甲基三甲基氯化铵(PATAC)对赤泥的沉降效果远不如SPA。采用电导/pH滴定和稀溶液粘度法分别测得PAM经NaOH溶液溶解后的水解度和特性粘度。结果表明,随着溶解PAM所用的NaOH浓度增大,PAM的水解度增大,生成的分子内氢键使PAM的特性粘度先增大后减小。热重和红外光谱分析表明,PATAC在高温高碱度溶液中不稳定,分解产物HPATAH中含有的-CH2-OH和-CONH2两种官能团形成-CH2-OH~-CONH2分子内氢键。对高分子絮凝剂与赤泥的相互作用机理作了一些探讨。SPA或PAM通过氢键或Ca2+等阳离子的“架桥”作用与赤泥表面发生吸附,不能有效降低赤泥矿浆的上清液浊度;水杨酸基团与赤泥表面的铁离子形成六元环螯合物,明显提高了赤泥矿浆的澄清度;高分子链上分子内氢键的形成使絮凝剂对赤泥的絮凝性能严重下降。