本发明涉及氧化铝生产
技术领域：
，具体涉及一种氧化铝厂专用消泡剂及其制备方法。
背景技术：
：在氧化铝生产过程中，分解工序是最重要的环节之一。在分解工序，由于铝土矿以及外加添加剂中存在有机物，随着在有机物在系统中富集，造成大量的泡沫。大量泡沫的存在很容易产生虚假液位，直接影响生产，因此在此工序必须投加消泡剂消除泡沫影响，同时氢氧化铝精液温度高、碱性强，市场上常用的有机硅、聚醚类消泡剂效果较差，不能很好满足生产需求。专利cn201810676773.x中公开了一种用于废水处理的消泡剂及其制备方法，将改性有机硅油、脂肪醇、甘油硬脂肪酸脂、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、氧化铝、乳化剂和水进行乳化反应形成混合物ml；将所述混合物ml和二氧化硅混合后进行热处理制得到消泡剂，其中，将二甲基硅油和白炭黑混合，加热回流后得到硅膏，将所述硅膏、氧化石墨烯、羟甲基纤维素、苯甲酸钠和十二烷基磺酸钠混合，剪切分散均匀后得到所述改性有机硅油；通过该方法制备的用于废水处理的消泡剂抑泡时间长，消泡时间短，可以大范围的应用在污水处理过程中。专利cn201210084891.4中公开了一种湿法磷酸生产用消泡剂及其生产方法，由矿物油30-100份，醚类1-30份，羧化物1-20份，乳化剂1-10份，无机盐1-10份组成，其制备方法是先将醚类、羧化物用复合乳化剂进行预乳化，然后与矿物油、无机盐进行复配，最后经乳化、研磨、均质、细化而制得湿法磷酸生产用消泡剂，产品不影响磷酸产品品质；产品对环境兼容性好，不污染环境，产品表面张力低，消泡快，抑泡时间长，用量少，不但适用于湿法磷酸生产，而且适用于纺织、印染等行业酸性介质消泡、抑泡。以上消泡剂均适用于特定的生产工艺，在用于高温度、高碱性的氢氧化铝精液消泡时，不能达到理想的消泡效果。目前国内现在大多数氧化铝厂都用国外的消泡剂产品，如纳尔科的消泡剂系列，国外产品的消泡效果好，但是价格很高，大大增加了生产成本。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种氧化铝厂专用消泡剂，针对氢氧化铝精液产生泡沫消泡效果优异，同时具有很好抑泡效果，产品稳定性好，加药量低，性能与国外纳尔科同类产品相近，价格低于同类产品，性价比更突出；本发明还提供其制备方法。本发明所述的氧化铝厂专用消泡剂，包括以下质量份数的原料：基础油为石蜡基中性油，优选为石蜡基中性油60sn或石蜡基中性油150sn或两者的混合物。聚丙二醇的相对分子量为300-400。在这个分子量范围内的聚丙二醇具有很好的消泡和抑泡效果。氢氧化钠溶于水后使用，氢氧化钠水溶液的质量浓度为8-12％。氢氧化水溶液作为ph调节剂将消泡剂的ph值调至弱碱性，有助于氢氧化铝精液体系的稳定。所述消泡剂为弱碱性，用于氧化铝生产的分解工序，对氢氧化铝精液进行消泡。原料中的基础油和聚丙二醇具有消泡、抑泡效果，但单独使用效果不够理想，尤其是应用在氧化铝生产工序中，因氧化铝精液固含量高、碱度高，如果单独使用基础油和聚丙二醇，用量太大，加入量太大又增加了生产工序中的有机物的量，直接影响生产。经过试验发现在配方中加入合适的表面活性剂，能有效提高产品的消泡、抑泡效果，同时加药量大幅减少。但是并非所有的表面活性剂都与基础油和聚丙二醇具有良好的配伍性，经过筛选试验，本发明采用异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚三种表面活性剂，这三种表面活性剂与基础油、聚丙二醇配伍性好，同时有很好的协同作用，使产品消泡效果大幅提升，使用时加药量明显减少，在更换或去掉其中任何一种后，会使消泡剂的消泡性能下降。其中，异构十三醇聚氧乙烯醚易分散或溶于水，具有优良的润湿性，渗透性和乳化性，能够有效的降低泡沫体系的表面张力，由于泡沫周围液膜的的表面张力高，产生收缩力，从而使低表面张力处的液膜被拉长、变薄，最后破裂，气泡消除。月桂醇聚氧乙烯醚易溶于水，具有优良的乳化、净洗、润湿性能，可以有效减少液膜表面粘度，使泡沫液膜的排液速度和气体扩散速度加快，减少泡沫的寿命，从而使泡沫消除。失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚是优良的乳化剂，可以使基础油很好的分散到泡沫体系，发挥最优的消泡效果。这三种表面活性剂之间相互协同作用，使消泡剂在较低加药量的情况下，同样能取得优异的消泡效果，且不影响氢氧化铝精液体系的稳定性。本发明所述的氧化铝厂专用消泡剂的制备方法，包括以下步骤：先将异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、聚丙二醇加入反应釜，启动搅拌，升温到40-50℃，加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和基础油，搅拌30-40min，再滴加氢氧化钠水溶液，滴加速度为80-100l/h，滴加完毕后搅拌20-30min，降至室温，即得氧化铝厂专用消泡剂，为淡黄色透明液体。按照上述投料顺序，制备的产品外观澄清，放置后长时间(一年半以上)不分层，消泡性能更稳定。如果改变上述投料顺序，得到产品很容易浑浊或者放置后短时间就分层，消泡效果不稳定，使用时投加量会增大。本产品外观澄清，粘度低，在使用时，通过普通的计量泵将消泡剂输送到精液管或精液槽，加药量为15-20ppm，使用方便。与现有技术相比，本发明有以下有益效果：(1)本发明采用异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚三种表面活性剂，这三种表面活性剂与基础油、聚丙二醇配伍性好，同时有很好的协同作用，使产品消泡效果大幅提升，使用时加药量明显减少，同时消泡剂的外观澄清，放置后长时间(一年半以上)不分层，消泡性能更稳定。(2)本发明采用氢氧化钠水溶液对消泡剂的ph值进行调整，使消泡剂呈弱碱性，在用于强碱性、高温度的氢氧化铝精液的消泡时，有助于氢氧化铝精液体系的稳定，同时消泡剂在氢氧化铝精液中的分散性和稳定性也更好，抑泡效果更持久。具体实施方式以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。实施例1消泡剂的原料及其质量份数如下：先将异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、聚丙二醇按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到45℃，按比例加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和石蜡基中性油150sn，搅拌30min。将10wt％的氢氧化钠水溶液滴加到反应釜中，滴加速度为100l/h，滴加完毕，再搅拌30min，降至室温，即得氧化铝厂专用消泡剂。实施例2消泡剂的原料及其质量份数如下：先将异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、聚丙二醇按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到50℃，按比例加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和石蜡基中性油60sn，搅拌40min。将12wt％的氢氧化钠水溶液滴加到反应釜，滴加速度为80l/h，滴加完毕，再搅拌20min，降至室温，即得氧化铝厂专用消泡剂。实施例3消泡剂的原料及其质量份数如下：先将异构十三醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、聚丙二醇按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到50℃，按比例加入失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和石蜡基中性油60sn、石蜡基中性油150sn，搅拌40min。将12wt％的氢氧化钠水溶液滴加到反应釜，滴加速度为90l/h，滴加完毕，再搅拌30min，降至室温，即得氧化铝厂专用消泡剂。对比例1市售产品：有机硅消泡剂afe-7610。对比例2市售产品：进口消泡剂nalco85312。对比例3本对比例与实施例1相比，不同点仅在于未使用氢氧化钠。对比例4本对比例与实施例1相比，不同点仅在于未使用月桂醇聚氧乙烯醚。对比例5本对比例与实施例1相比，不同点仅在于未使用失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。对比例6本对比例与实施例1相比，不同点仅在于把异构十三醇聚氧乙烯醚换成壬基酚聚氧乙烯醚。将实施例1-3和对比例1-6所制备的消泡剂进行性能测试，测试方法如下：(1)消泡效果测试：用测试容器量取氧化铝分解精液700ml，启动起泡器鼓泡，泡沫层到1000ml刻度时，按照产品提供的加药量，向精液中精确加入消泡剂，按下秒表记录开始时间，待液位到700ml刻度时，停止计时，记录所用时间t1。继续鼓泡并重新开始计时，至泡沫层升到1000ml时，停止计时，记录所用时间t2。(2)稳定性：将消泡剂在常温下放置1年后，观察是否有浑浊、凝胶、分层现象。实施例1-3和对比例1-6所制备的消泡剂的性能测试结果如表1所示：表1实施例1-3和对比例1-6所制备的消泡剂的性能测试结果表从表1可以看出，本发明制备的消泡剂与市场上的有机硅消泡剂(对比例1)相比，消泡效果有显著提高，且有机硅消泡剂在使用时的加药量较大，稳定性也不佳；本发明制备的消泡剂与进口消泡剂(对比例2)相比，消泡效果相当，但加药量却低于进口消泡剂，且价格也低于进口消泡剂，性价比较高。实施例1与对比例3相比，本发明制备的消泡剂加入氢氧化钠后，ph为弱碱性，在高碱性、高温度的氢氧化铝精液中稳定性更高，抑泡时间也更长。实施例1与对比例4-6相比，可以看到本发明的配方体系更稳定，消泡效果最佳，在更换表面活性剂后消泡剂稳定性不好，且消泡效果也有所下降。应用案例1山东某氧化铝厂，采用进口铝矿石进行生产，进口矿石有机物含量高，在系统富集后，分解工序泡沫多，且泡沫层密实很难消除。该厂一直采用进口消泡剂nalco85312，消泡效果好，但是消泡剂价格高且加药量也较大，增加了生产成本。为了降低成本，采用本发明的消泡剂进行工业试验。现场有两组生产线，其中一组使用本发明制备的消泡剂产品，另一组继续使用进口消泡剂nalco85312，进行对比试验，试验周期为3个月，消泡剂加药量根据生产需要调整，氢氧化铝精液及生产条件相同。试验结果如表2所示：表2本发明消泡剂与进口消泡剂nalco85312的试验结果对比表项目本发明消泡剂进口消泡剂nalco85312平均加药量/ppm15.224.6种分槽泡沫情况无明显泡沫无明显泡沫从表2可以看到，本发明的消泡剂与进口消泡剂nalco85312相比，消泡效果相当，种分槽内均无明显泡沫，但本发明消泡剂的平均加药量低于进口消泡剂nalco85312，且本发明消泡剂价格也较低，性价比突出。工业试验后，该厂生产线全部使用本发明的消泡剂产品，1年减少消泡剂采购费用150万元左右。当前第1页12