含硅聚合物对提高BAYER加工中赤泥絮凝的用途.pdf

通过将Bayer加工流与含硅聚合物接触减少该流中的悬浮固体含量。

1.  絮凝剂组合物，其包含用于脱硅产物的含硅聚合物絮凝剂和用于Bayer加工赤泥的阴离子聚合物絮凝剂，其中所述含硅聚合物絮凝剂的量与所述阴离子聚合物絮凝剂的量在所述絮凝剂组合物中的重量比例在约100∶1至约1∶10的范围内。

2.  如权利要求1所述的絮凝剂组合物，其中该重量比例在约10∶1至约1∶2的范围内。

3.  如权利要求1所述的絮凝剂组合物，其中该重量比例约为1∶1。

4.  如权利要求1-3任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该含硅聚合物絮凝剂包含多个-Si(OR)₃基团，其中R独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基、C_7-20芳烷基、I族金属离子、II族金属离子和NR′₄⁺；其中R′独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基和C_7-20芳烷基；且其中R和R′独立地未被取代、被羟基取代或被β羟基取代。

5.  如权利要求4所述的絮凝剂组合物，其中R选自Na⁺、K⁺和NH₄⁺。

6.  如权利要求1-5任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该含硅聚合物絮凝剂选自含硅聚乙烯亚胺、乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三乙氧基乙烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物、含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物及其混合物。

7.  如权利要求1-6任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该含硅聚合物絮凝剂被氧肟酸化。

8.  如权利要求1-7任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂具有约100,000或更大的重量平均分子量。

9.  如权利要求1-7任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂具有约1,000,000或更大的重量平均分子量。

10.  如权利要求1-7任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂具有约5,000,000至约30,000,000的重量平均分子量。

11.  如权利要求1-10任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂是氧肟酸化的聚合物。

12.  如权利要求11所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂为氧肟酸化的聚丙烯酰胺。

13.  如权利要求1-11任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂选自聚丙烯酸酯、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸酯)及其混合物。

14.  如权利要求1-13任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂包含至少50％的阴离子重复单位。

15.  如权利要求1-14任意一项所述的絮凝剂组合物，其进一步包含选自脱硅产物、Bayer加工赤泥及其组合的组分。

16.  如权利要求1-15任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该阴离子聚合物絮凝剂在该絮凝剂组合物中存在的量为从约0.1ppm至约1,000ppm。

17.  如权利要求15或权利要求16所述的絮凝剂组合物，其中该含硅聚合物絮凝剂在该絮凝剂组合物中存在的量为从约1ppm至约500ppm。

18.  如权利要求15-17任意一项所述的絮凝剂组合物，其中该脱硅产物包含硅铝酸钠。

19.  如权利要求15-18任意一项所述的絮凝剂组合物，其中至少一部分的脱硅产物悬浮于该絮凝剂组合物中。

20.  絮凝方法，其包括将如权利要求1-19任意一项所述的絮凝剂组合物与Bayer加工流相混合，该絮凝剂组合物的量可有效絮凝至少一部分其中悬浮的固体，其中该悬浮固体选自赤泥、脱硅产物及其混合物。

21.  絮凝方法，其包括：
将含硅聚合物絮凝剂与Bayer加工流相互混合，该含硅聚合物絮凝剂的量可有效絮凝至少一部分其中悬浮的脱硅产物；和
分离至少一部分由此形成的絮凝脱硅产物。

22.  如权利要求21所述的絮凝方法，其中该含硅聚合物絮凝剂包含多个-Si(OR)₃基团，其中R独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基、C_7-20芳烷基、I族金属离子、II族金属离子和NR′₄⁺；其中R′独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基和C_7-20芳烷基；且其中R和R′独立地未被取代、被羟基取代或被β羟基取代。

23.  如权利要求22所述的絮凝方法，其中R选自Na⁺、K⁺和NH₄⁺。

24.  如权利要求21-23任意一项所述的絮凝方法，其中该含硅聚合物絮凝剂选自含硅聚乙烯亚胺、乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三乙氧基乙烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物、含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物及其混合物、含硅多糖、含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物及其混合物。

25.  如权利要求21-24任意一项所述的絮凝方法，其中该含硅聚合物絮凝剂被氧肟酸化。

26.  如权利要求20-25任意一项所述的絮凝方法，其中该含硅聚合物絮凝剂与该Bayer加工流的相互混合的至少一部分在清洗器和沉降器中的至少一个中进行。

27.  如权利要求21-26任意一项所述的絮凝方法，进一步包括向该Bayer加工流中添加含硅聚合物絮凝剂，添加的量在约0.1ppm至约500ppm范围内。

28.  如权利要求21-27任意一项所述的絮凝方法，其中该Bayer加工流进一步包含悬浮的赤泥。

29.  如权利要求21-25任意一项所述的絮凝方法，进一步包括将阴离子聚合物与该Bayer加工流相互混合，其中该阴离子聚合物不同于该含硅聚合物絮凝剂。

30.  如权利要求29所述的絮凝方法，其中该阴离子聚合物选自氧肟酸化的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸酯)及其混合物。

31.  如权利要求28-30任意一项所述的絮凝方法，进一步包含絮凝至少一部分悬浮的赤泥。

32.  水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含至少约5％重量的-Si(OR)₃基团，其中该含硅聚合物被配置为使得该-Si(OR)₃基团增强该含硅聚合物絮凝悬浮的脱硅产物的能力，且其中R选自Na⁺、K⁺和NH₄⁺。

33.  如权利要求32所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物选自含硅聚乙烯亚胺、乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三乙氧基乙烯基硅烷的共聚物、含硅多糖、含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物、含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物及其混合物。

34.  如权利要求33所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物为含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物。

35.  如权利要求33所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物为含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物。

36.  如权利要求35所述的含硅聚合物，其中该含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物为含硅马来酸酐/甲基乙烯醚共聚物。

37.  如权利要求33所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物为含硅多糠。

38.  如权利要求37所述的含硅聚合物，其中该含硅多糖为含硅淀粉或含硅纤维素。

39.  如权利要求38所述的含硅聚合物，其中该含硅纤维素为含硅羟乙基纤维素。

40.  如权利要求38所述的含硅聚合物，其中该含硅纤维素为含硅珍珠淀粉。

41.  如权利要求32-40任意一项所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物为氧肟酸化的聚合物。

42.  如权利要求32所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位和具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，其中R¹为-C(＝O)O^-且其中R²为-C(＝O)(NH)CH₂CH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃。

43.  如权利要求42所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物包含了至少约90％数量的该第一重复单位。

44.  如权利要求42所述的含硅聚合物，其中该含硅聚合物包含了约96％数量的该第一重复单位和约4％数量的该第二重复单位。

45.  如权利要求32所述的含硅聚合物，其中该聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHCH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。

46.  如权利要求45所述的含硅聚合物，其中含硅聚合物包含了最多约50％数量的该第一重复单位，最多约90％数量的该第二重复单位，约1％至约60％数量的该第三重复单位，约1％至约30％数量的该第四重复单位，以及约1％至约30％数量的该第五重复单位。

47.  如权利要求45所述的含硅聚合物，其中该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约80％至约85％数量的重复单位，其中该第三重复单位包含了约5％至约15％数量的重复单位，且其中该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。

48.  如权利要求45所述的含硅聚合物，其中该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约82％数量的重复单位，其中该第三重复单位包含了约10％数量的重复单位，且其中该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。

49.  如权利要求32所述的含硅聚合物，其中该聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHC(＝O)NHCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。

50.  如权利要求49所述的含硅聚合物，其中该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约65％至约70％数量的重复单位，其中该第三重复单位包含了约20％至约30％数量的重复单位，且其中该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。

51.  如权利要求32所述的含硅聚合物，其中该聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHCH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。

52.  如权利要求51所述的含硅聚合物，其中该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约80％至约85％数量的重复单位，其中该第三重复单位包含了约5％至约15％数量的重复单位，且其中该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。

53.  絮凝方法，其包括将如权利要求32-52任意一项所述的含硅聚合物与Bayer加工流相混合，该含硅聚合物的量可有效絮凝至少一部分其中悬浮的固体，其中该悬浮固体选自赤泥、脱硅产物及其混合物。

54.  如权利要求53所述的絮凝方法，其在基本不含该含硅聚合物以外的絮凝剂的情况下实施。

55.  如权利要求53或权利要求54所述的絮凝方法，进一步包括将阴离子聚合物絮凝剂与该Bayer加工流相互混合，其中该阴离子聚合物絮凝剂不同于该氧肟酸化的含硅聚合物。

56.  如权利要求55所述的絮凝方法，其中该阴离子聚合物絮凝剂为氧肟酸化的。

57.  氧肟酸化的水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含与之连接的含硅基团。

58.  如权利要求57所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该含硅聚合物包含至少一个-Si(OR)₃基团，其中R独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基、C_7-20芳烷基、I族金属离子、II族金属离子和NR′₄⁺；其中R′独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基和C_7-20芳烷基；且其中R和R′独立地未被取代、被羟基取代或被β羟基取代。

59.  如权利要求58所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中R选自Na⁺、K⁺和NH₄⁺。

60.  如权利要求58或权利要求59所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该含硅聚合物包含至少约5％(重量)的-Si(OR)₃基团。

61.  如权利要求57-60任意一项所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的含硅聚合物选自氧肟酸化的含硅聚乙烯亚胺、氧肟酸化的乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、氧肟酸化的丙烯酸和三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、氧肟酸化的丙烯酸和三乙氧基乙烯基硅烷的共聚物、氧肟酸化的含硅多糖、氧肟酸化的含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物、氧肟酸化的含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物及其混合物。

62.  如权利要求61所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的含硅聚合物为氧肟酸化的含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物。

63.  如权利要求62所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物为氧肟酸化的含硅马来酸酐/甲基乙烯醚共聚物。

64.  如权利要求61任意一项所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的含硅聚合物为氧肟酸化的含硅多糖。

65.  如权利要求64所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的含硅多糖为氧肟酸化的含硅淀粉或氧肟酸化的含硅纤维素。

66.  如权利要求65所述的氧肟酸化的含硅聚合物，其中该氧肟酸化的含硅纤维素为氧肟酸化的含硅羟乙基纤维素。

67.  絮凝方法，其包括将如权利要求57-66任意一项所述的氧肟酸化的含硅聚合物与Bayer加工流相混合，该氧肟酸化的含硅聚合物的量可有效絮凝至少一部分其中悬浮的固体，其中该悬浮固体选自赤泥、脱硅产物及其混合物。

68.  如权利要求67所述的絮凝方法，其在基本不含该氧肟酸化的含硅聚合物以外的絮凝剂的情况下实施。

含硅聚合物对提高BAYER加工中赤泥絮凝的用途
技术领域
[0001]本发明涉及通过将Bayer氧化铝加工流与含Si聚合物接触从该流中去除悬浮固体。
背景技术
[0002]铁铝矿石是几乎所有生产的氧化铝化合物的基础原材料。在铝化合物的生产过程中，多数铁铝矿石通过Bayer加工被精制为氢氧化铝。Bayer加工涉及用NaOH在加压容器中热过滤以获得过饱和的铝酸钠溶液，通过接种从该溶液沉淀Al(OH)₃。Bayer加工精制包括六个共同的加工阶段：铁铝矿石开采；原材料制备；铁铝矿石分解；分离、清洗、不溶性铁铝矿石残留物的处理；氢氧化铝(三水合)沉淀；以及煅烧为无水氧化铝。从该过饱和绿色液体在接近其沸点时分离铁铝矿石残留固体的过程被称为“澄清”。
[0003]在该澄清阶段，该粗糙固体颗粒通常以“沉沙池”气旋进行去除。为了从该液体分离更细的固体颗粒，通常将该浆液投放至泥浆中心沉降池，其中以絮凝剂组合物进行处理，该絮凝剂组合物可基于各种絮凝剂，包括淀粉、面粉、聚丙烯酸盐聚合物、丙烯酸盐/丙烯酰胺共聚物和/或含有悬垂的氧肟酸或盐基团的水溶性聚合物。当这些泥浆沉降后，被称为绿色液体的澄清铝酸钠溶液从该泥浆沉降池上方的堰溢出，并流向后续的加工步骤。该铝酸钠溶液通常被冷却以增加过饱和，然后接种，例如，以来自前一循环的细水铝矿接种，从而引发所需终产物Al(OH)₃的沉淀。
[0004]来自絮凝步骤的该沉降固体(被称为赤泥)可从该泥浆沉降器的底部取出，并通过逆流洗涤循环，从而回收铝酸钠和苏打。从该沉降器溢出的铝酸盐液体可能仍含有大量的悬浮固体。该液体通常可通过过滤进一步澄清，以得到含有极低悬浮固体含量的滤出液。根据该铁铝矿石中的硅酸盐水平，该赤泥和/或铝酸盐液体可包含硅铝酸钠。溶解的硅铝酸钠可沉淀形成积垢。不溶性硅铝酸钠，也称为脱硅产物(DSP)，可悬浮在该赤泥和/或铝酸盐溶液中。
[0005]相对纯形式的氧化铝可作为三水合氧化铝晶体从该滤出液沉淀。剩余的液体相被返回最初的分解步骤，并在以额外的苛性碱进行重组后，被用作其它的矿石的消化剂。
[0006]如需整个Bayer加工具有效率，则优选以相对较快的速度分离该悬浮固体。从Bayer加工流中有效去除悬浮固体已持续数年成为重大的挑战。加速悬浮固体从加工流中分离并提供对该组分更为干净的分离的方法包括：披露于美国专利3,390,959的方法，其采用了聚丙烯酸酯作为絮凝剂，披露于美国专利3,681,012的方法，其在Bayer氧化铝回收周期中采用了聚丙烯酸酯和淀粉的组合，美国专利4,083,925，其披露了聚丙烯酰胺在泥浆沉降器中的用途，美国专利4,678,585，其启示了可有利地在Bayer氧化铝回收周期的不同阶段采用不同的絮凝剂组合物进行处理，美国专利4,767,540，其描述了通过将Bayer加工流与氧肟酸化聚合物进行接触和混合，从该Bayer氧化铝加工流去除悬浮固体的过程。该氧肟酸化聚合物可与阴离子型聚丙烯酸酯联用。美国专利5,516,435和美国专利5,539,046采用了氧肟酸化聚合物乳液与聚丙烯酸酯乳液的混合物从Bayer氧化铝加工流中去除悬浮的固体。其它被披露用于在Bayer加工中处理赤泥的聚合物包括含膦酸聚合物(美国专利5,534,235)，水连续性甲基丙烯酸酯溶液聚合物(美国专利6,036,869)，以及含水杨酸聚合物(美国专利6,527,959)。
[0007]含硅聚合物已被披露用于水澄清。例如，美国专利3,779,912使用含硅氨甲基膦酸酯来絮凝水中的悬浮固体。二烯丙基二甲基卤化铵和乙烯基三烷氧基硅烷的共聚物已被披露为促凝剂，用于油性水废物的反乳化(美国专利5,560,832)，矿物浆液的脱水(美国专利5,597,475)，以及废水的澄清(美国专利5,679,261)。美国专利6,605,674披露了乙烯基三烷氧基硅烷作为交联剂修饰非离子型、阳离子型和阴离子型水溶性聚合物的结构的用途，以及这种结构修饰的聚合物作为絮凝剂的用途。上述含硅聚合物的专利均未涉及从Bayer加工流处理悬浮固体。
[0008]含硅聚合物控制硅铝酸盐积垢的用途已被披露，参见美国专利6,814,873和美国专利公布2004/0162406 A1、2005/0010008 A2和2005/0274926 A2。这些公布描述了采用该含硅聚合物抑制溶解的硅铝酸盐(例如硅铝酸钠)在表面上沉积形成积垢的方法，并未描述絮凝DSP的方法。
[0009]已经发现，可通过单独或在常规絮凝剂之前或之后或同时向该Bayer加工流添加含硅聚合物并有效混合能够极大提高Bayer加工流中的悬浮固体(特别是DSP)的絮凝。与上述专利所示范的现有技术中的加工相比，该处理在含有高浓度硅酸盐和硅铝酸钠的铁铝矿石残留固体的处理中特别有效。该种对悬浮固体的减少能够明显减少对过滤的需求。由于该悬浮固体可能含有不想要的杂质，通过本发明的实施实现的悬浮固体的减少还可提高所得氧化铝产物的纯度。
发明内容
综述
[0010]本发明提供了含硅聚合物，絮凝剂组合物以及在Bayer氧化铝加工的加工流中减少悬浮固体的方法。该方法包括将Bayer加工流与该种含硅聚合物和/或絮凝剂组合物相接触，以絮凝该Bayer加工流中的悬浮固体。在优选的实施方式中，此处所述的含硅聚合物和絮凝剂组合物对Bayer加工流中絮凝悬浮的DSP特别有用。可与本发明所述的该含硅聚合物和/或絮凝剂组合物有利地接触的Bayer加工流可以是投料的任意部分，例如，沉降器投料、沉降器溢流、排污流出、或来自氧化铝沉淀(即，回收)循环。与该聚合物接触的该Bayer加工流还可被投入清洗车中的泥浆清洗器中。
[0011]一个实施方式提供了絮凝剂组合物，其包含用于DSP的含硅聚合物絮凝剂和用于Bayer加工赤泥的阴离子聚合物絮凝剂。该含硅聚合物絮凝剂的量与该阴离子聚合物絮凝剂的量在所述絮凝剂组合物中的重量比例可以在约100∶1至约1∶10的范围内，例如，在约10∶1至约1∶2的范围内，例如约1∶1。另一实施方式提供了絮凝方法，其包括将该种絮凝剂组合物与Bayer加工流相互混合，该絮凝剂组合物的量可有效絮凝至少一部分其中悬浮的固体，其中该悬浮固体选自赤泥、DSP及其混合物。
[0012]另一实施方式提供了絮凝方法，其包括将含硅聚合物絮凝剂与Bayer加工流相互混合，该含硅聚合物絮凝剂的量足以絮凝至少一部分在其中悬浮的DSP；以及分离至少一部分由此形成的絮凝DSP。
[0013]另一实施方式提供了水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含了与之连接的含硅基团，其中该含硅聚合物被配置(configured)为使该含硅基团增强该含硅聚合物絮凝悬浮DSP的能力。在一个实施方式中，该含硅基团为-Si(OR)₃，其中R为Na⁺、K⁺或NH₄⁺。在另一实施方式中，该含硅基团在该含硅聚合物中的量为至少约5％(重量)。另一实施方式提供了絮凝方法，其包括将该种含硅聚合物与Bayer加工流相互混合，该含硅聚合物的量足以絮凝至少一部分在其中悬浮的固体，其中该悬浮的固体选自赤泥、DSP及其混合物。
[0014]另一实施方式提供了氧肟酸化的水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含与之连接的含硅基团。另一实施方式提供了絮凝方法，其包括将该种氧肟酸化的含硅聚合物与Bayer加工流相互混合，该氧肟酸化的含硅聚合物的量足以有效絮凝至少一部分在其中悬浮的固体，其中该悬浮的固体选自赤泥、DSP及其混合物。
[0015]这些以及其它的实施方式将在下文更为详细地描述。
发明详述
[0016]以下的描述和实施例将详细阐述本发明的优选实施方式。本发明的技术人员将能认识到，本发明的范围内涵盖了本发明的各种变化和修改。因此，对优选实施方式的描述不应被视为限制本发明的范围。
[0017]已经发现，各种含硅聚合物可用作Bayer加工固体(特别是含有悬浮DSP)的絮凝剂。可用于此处所述的絮凝方法(例如，作为DSP的絮凝剂)的含硅聚合物的范例包括描述于美国专利6,814,873以及美国专利公布2004/0162406 A1、2005/0010008 A2和2005/0274926 A2(其全文均在此引入作为参考，特别用于描述含硅聚合物絮凝剂及其制备方法)的含硅聚合物。用于DSP的含硅聚合物絮凝剂的其它范例在此处描述。本领域技术人员可根据此处提供的指导采用常规实验鉴别可用于此处所述方法的其它含硅聚合物絮凝剂，例如用于DSP的絮凝剂。
[0018]一个实施方式提供了水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含与之连接的含硅基团，其中该含硅聚合物被配置为使该含硅基团增强该含硅聚合物絮凝悬浮DSP的能力。
[0019]一个实施方式提供了水溶性或水分散性含硅聚合物，例如，带有悬垂含硅基团(例如硅烷)的聚合物。在一个实施方式中，该含硅聚合物是用于DSP的絮凝剂，例如，其被配置为该含硅基团可增强该含硅聚合物絮凝悬浮的DSP的能力。该含硅聚合物可包含在絮凝剂组合物中。在一个实施方式中，该絮凝剂组合物包含阴离子聚合物，例如用于Bayer加工赤泥的阴离子聚合物絮凝剂。下文描述了各种含硅聚合物，聚合物组合物和使用它们的方法。
[0020]含硅聚合物的范例包括连接了悬垂硅烷基团的聚合物，例如，式(I)的含硅悬垂基团：
-Si(OR)₃    (I)
其中R独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基、C_7-20芳烷基、I族金属离子、II族金属离子和NR′₄⁺；其中R′独立地选自氢、C_1-20烷基、C_1-20烯基、C_6-12芳基和C_7-20芳烷基；且其中R和R′独立地未被取代、被羟基取代或被β羟基取代。R基团的范例包括低级烷基基团，例如，C_1-6烷基基团和C_1-3烷基集团；苯基，苄基，Na⁺，K⁺和NH₄⁺。在该含硅聚合物中的含硅基团的量可在较大的范围内变化，且该聚合物可被配置为提供增强的固体絮凝。
[0021]通过此处提供的指导获知的常规实验可用于选择在特定应用中有效的含硅聚合物，例如，通过选择聚合物骨架、分子量、含硅基团及其数量，以制备能够有效絮凝DSP的聚合物，例如，通过此处提供的指导获知的常规实验可用于配置该聚合物，使得该含硅基团增强该含硅聚合物絮凝悬浮DSP的能力。在该含硅聚合物中含硅基团的合适量可随着该聚合物和应用的类型而变化。例如，在一个实施方式中，该含硅聚合物包含至少约1％(重量)的-Si(OR)₃基团，例如，至少约5％(重量)的该-Si(OR)₃基团。通过此处提供的指导获知的常规实验可用于选择具有合适分子量的聚合物。例如，该含硅聚合物的分子量可在较大范围内变化，例如，从约1,000至约1500万，并通常为约10,000或更大，或约100,000或更大，例如，在约10,000至约1000万的范围内，例如约100,000至约500万。除非另行指明，此处所述的分子量为通过高压尺寸排阻色谱(光散射检测)测得的重量平均。
[0022]在部分实施方式中，该-Si(OR)₃基团为三甲氧基硅烷基团(R＝甲基)或三乙氧基硅烷基团(R＝乙基)。其它烷基基团也可有利地被用作该式(I)的悬垂基团中的R。此处所用的术语“烷基”是一个广义的术语，并采用其通常的含义，包括，但不限于，表示直链或支链的、非环状或环状的、不饱和或饱和的脂肪族烃，其含有从一、二、三、四、五、六、七、八、九至十个碳原子，而术语“低级烷基”除了含有一、二、三、四、五或六个碳原子外具有与烷基相同的含义。代表性的饱和直链烷基基团包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基等。饱和支链烷基基团的范例包括异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基等。代表性的饱和环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、-CH₂环丙基、-CH₂环丁基、-CH₂环戊基、-CH₂环己基等。代表性的不饱和环烷基包括环戊烯基和环己烯基等。环烷基基团还被称为“同素环”，并包括二和多同素环，例如十氢萘和三环癸胺。不饱和的烷基基团包含至少一个在相邻碳原子之间的双或三键(分别称为“烯基”或“炔基”)。代表性的直链和支链烯基基团包括乙烯基、丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、异丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、2，3-二甲基-2-丁烯基等。代表性的直链和支链炔基基团包括乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-甲基-1-丁炔基等。尽管通常优选不饱和的烷基基团，还可有利地采用取代的烷基基团。
[0023]在特定的实施方式中，R可以是或者包含芳基基团。此处所用的术语“芳基”是一个广义的术语，并采用其普通的含义，其包括，但不限于，表示芳香族碳环部分，例如苯基或萘基，以及芳烷基和烷芳基部分。此处所用的术语“芳烷基”是一个广义术语，并采用其通常的含义，其包括，但不限于，表示具有至少一个被芳基部分(例如苄基、-CH₂(1或2-萘基)、-(CH₂)₂苯基、-(CH₂)₃苯基、-CH(苯基)₂等)取代的烷基氢原子的烷基。此处所用的术语“烷芳基”是一个广义术语，并采用其通常的含义，其包括，但不限于，表示具有至少一个被烷基部分取代的芳基氢原子的芳基。特别优选的芳基基团包括C_6-12芳基和C_7-20芳烷基基团。
[0024]尽管通常优选不饱和烷基或芳基基团，在特定的实施方式中，还可有利地使用被取代的烷基或芳基基团。此处所用的术语“取代的”是一个广义的术语，并采用其普通的含义，其包括，但不限于，表示任意上述基团(例如，烷基，芳基)，其中至少一个氢原子被取代基取代。在酮基取代基(“-C(＝O)-”)的情况下，两个氢原子被取代。在被取代时，优选实施方式的上下文中的“取代基”包括卤素、羟基、氰基、硝基、氨磺酰、氨甲酰、羧基、醚、羰基、氨基、烷氨基、二烷氨基、烷氧基、硫代烷基、卤代烷基等。替代性地，该R基团的一个或多个碳原子可被杂原子(例如，氮、氧或硫)取代。
[0025]在部分实施方式中，该含硅基团包含作为取代基的一个或多个羟基基团，例如，β羟基基团。例如，在部分实施方式中，该含硅聚合物包括一个或多个氧肟酸化(-CONH(OH))基团。此处所述的任意含硅聚合物均可被氧肟酸化。例如，一个实施方式提供了氧肟酸化的水溶性或水分散性含硅聚合物，其包含与之连接的含硅基团。
[0026]该悬垂含硅基团可通过键直接连接至该含硅聚合物的骨架中的原子(例如，碳原子)，或者通过合适的连接基团连接至该聚合物的骨架。连接基团的范例包括全饱和线性C_1-6烷基链，以及具有醚键的烷基链(例如，烷氧基或聚(烷氧基)连接基团)。其它的连接基团包括具有酰胺键和羟基取代基的烷基链，例如：
-C(＝O)(NH)CH₂CH₂CH₂-
-NHCH₂CHOHCH₂OCH₂CH₂CH₂-
-NHC(＝O)NHCH₂CH₂CH₂-
[0027]在一个实施方式中，该悬垂的含硅基团被包含或连接至该聚合物骨架和/或该聚合物任意合适的部分(例如，作为末端基团，在接枝部分或侧链上等)。在特定的实施方式中，可能需要在该含硅基团悬垂基团之外包含其它悬垂基团。其它悬垂基团的范例包括羧酸基团如-C(＝O)O^-或-C(＝O)OH，酰胺基团如-C(＝O)NH₂，氧肟酸化基团如(-C(＝O)NHO^-以及胺基团如-NH₂。本领域技术人员可以理解，也可采用其它的悬垂基团。
[0028]在部分实施方式中，该聚合物骨架包含了取代的乙烯重复单位，例如-[CH₂C(R^x)H]-，其中R^x包括具有或不具有本文别处所述的连接基团的硅烷基团或者其它悬垂取代基。可以采用单类的连接基团，或者可以采用连接基团的组合。在特定的实施方式中，该乙烯重复单位的其它氢原子可被悬垂硅烷基团或一些其它悬垂基团所取代。
[0029]此处所述的该含硅聚合物可通过多种方式制备。例如，参见美国专利6,814,873和美国专利公布2004/0162406；2005/0010008和2005/0274926和，其内容均在此引入作为参考，特别用于描述含硅聚合物及制备它们的方法。例如，在部分实施方式中，它们可通过含有式(I)的基团的单体-Si(OR)₃的聚合进行制备，或者通过该种单体与一个或多个共单体的共聚制备。合适的硅烷单体包括，但不限于，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、丁烯基三乙氧基硅烷、γ-N-丙烯酰胺丙基三乙氧基硅烷、对三乙氧基甲硅烷基苯乙烯、2-(甲基-三甲氧基甲硅烷基)丙烯酸、2-(甲基三甲氧基甲硅烷基)-1，4-丁二烯、N-三乙氧基甲硅烷基丙基-马来酰亚胺以及其它马来酸酐和其它不饱和酸酐与具有-Si(OR)₃基团的氨基化合物的反应产物。该单体和所得的重复单位可在聚合之前或之后被碱水进行水解。合适的共单体包括，但不限于，乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸及其酯、丙烯酰胺和取代的丙烯酰胺，例如丙烯酰胺甲基丙烷磺酸。该共聚物还可以是接枝共聚物，如聚丙烯酸-g-聚(乙烯基三乙氧基硅烷)或聚(乙酸乙烯酯-共-巴豆酸)-g-聚(乙烯基三乙氧基硅烷)。这些聚合物可在多种溶剂中制备，例如丙酮、四氢呋喃、甲苯、二甲苯等。在部分情况下，该聚合物溶解于反应溶剂，并可方便地通过脱除溶剂进行回收，或者，如果该聚合物不溶于反应溶剂，则该产物可方便地通过过滤进行回收；然而，可采用任意合适的回收方法。合适的起始剂包括2，2′偶氮双-(2，4-二甲基戊腈)和2，2-偶氮双异丁腈、过氧苯甲酰、氢过氧化枯烯等。
[0030]在部分实施方式中，此处所述的该含硅聚合物可通过含有-Si(OR)₃基团以及能与现有聚合物的悬垂基团或骨架原子反应的反应基团的化合物的反应制备得到。聚胺可与多种含一个或多个-Si(OR)₃基团的化合物反应以提供可用于优选实施方式的聚合物。该反应性基团可以是卤代烷基基团，例如氯丙基、溴乙基、氯甲基、溴十一基或者其它合适的基团。该包含一个或多个-Si(OR)₃基团的化合物可包含环氧官能团，如缩水甘油丙氧基、1，2-环氧戊烷基、1，2-环氧癸基或3，4-环氧环己基乙基。该反应性基团还可以是羟基基团和卤化物的组合，例如3-氯-2-羟丙基。该反应性部分还可包含异氰酸酯基团，例如异氰酸丙酯或异氰酸甲酯，其反应形成脲键。此外，可使用含硅烷的酐基团，例如三乙氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐。该反应可直接进行或在合适的溶剂中进行。此外，可通过将该聚合物上的其它氨基基团或氮原子与卤代烷基、环氧化物或异氰酸酯反应以加入其它的官能团如烷基基团。这些聚胺可通过多种方法制备。例如，它们可通过氮丙啶或类似化合物的开环聚合进行制备。它们还可通过胺类(例如氨、甲胺、二甲胺、乙二胺等)与反应性化合物(例如，1，2-二氯乙烷、表氯醇、表溴醇以及类似化合物)的缩合反应进行制备。
[0031]含酐基团聚合物可与多种含硅化合物(例如，含有一个或多个-Si(OR)₃基团)反应，以制备此处所述的含硅聚合物的实施例。合适的起始聚合包括马来酸酐同聚物，马来酸酐与例如苯乙烯、乙烯、甲基乙烯醚等单体的共聚物。该起始聚合物还可是接枝共聚物，例如聚(1，4-丁二烯)-g-马来酸酐或聚乙烯-g-马来酸酐等。其它合适的酐单体包括衣康酸酐和柠康酸酐。合适的反应性硅烷化合物包括，但不限于，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、双(γ-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、N-苯基-γ氨丙基三乙氧基硅烷、对氨基苯基三乙氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基丙基)-三甲氧基硅烷以及γ-氨基丁基三乙氧基硅烷等。其它官能团可通过与胺、醇和其它化合物反应被添加至聚合物。
[0032]含羟基的聚合物可与环氧官能团如缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷进行反应。含羟基基团的聚合物的范例包括多糖，例如淀粉和羟乙基纤维素。
[0033]在一个实施方式中，该含硅聚合物选自含硅聚乙烯亚胺、乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、丙烯酸和三乙氧基甲硅烷基丙基丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸和三乙氧基乙烯基硅烷的共聚物、含硅多糖(例如，含硅淀粉或含硅纤维素如羟乙基纤维素)、含硅苯乙烯/马来酸酐共聚物、含硅马来酸酐/烷基乙烯醚共聚物(例如，含硅马来酸酐/甲基乙烯醚共聚物)，及其混合物。
[0034]在一个实施方式中，该含硅聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位和具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，其中R¹为-C(＝O)O^-且其中R²为-C(＝O)(NH)CH₂CH₂CH₂CH₂Si(CO^-)₃。在一个实施方式中，该第一重复单位的数量至少为该聚合物中重复单位总数的至少约90％，例如，至少约96％。
[0035]在一个实施方式中，该含硅聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHCH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。在一个实施方式中，该含硅聚合物包含了最多约50％数量的该第一重复单位，最多约90％数量的该第二重复单位，约1％至约60％数量的该第三重复单位，约1％至约30％数量的该第四重复单位，以及约1％至约30％数量的该第五重复单位。在一个实施方式中，该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约80％至约85％数量的重复单位，该第三重复单位包含了约5％至约15％数量的重复单位，且该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。
[0036]在一个实施方式中，该含硅聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHC(＝O)NHCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。在一个实施方式中，该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约65％至约70％数量的重复单位，该第三重复单位包含了约20％至约30％数量的重复单位，且该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。
[0037]在一个实施方式中，该含硅聚合物包含重复单位，该重复单位包含具有结构-[CH₂C(R¹)H]-的第一重复单位，具有结构-[CH₂C(R²)H]-的第二重复单位，具有结构-[CH₂C(R³)H]-的第三重复单位，具有结构-[CH₂C(R⁴)H]-的第四重复单位，以及具有结构-[CH₂C(R⁵)H]-的第五重复单位，其中R¹为C(＝O)NH₂，其中R²为-C(＝O)O^-，其中R³为-C(＝O)NHO^-，其中R⁴为-NHCH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂Si(O^-)₃，其中R⁵为-NH₂。在一个实施方式中，该第一重复单位和该第二重复单位一起包含了约80％至约85％数量的重复单位，该第三重复单位包含了约5％至约15％数量的重复单位，且该第四和该第五重复单位一起包含了剩余的重复单位。
[0038]此处所述的该絮凝剂组合物和使用它们的方法可包括任意合适的絮凝剂或絮凝剂的组合。例如，一个实施方式提供了絮凝剂组合物，其包含此处所述的含硅聚合物絮凝剂(例如，用于DSP的含硅聚合物絮凝剂)和用于Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂。在一个实施方式中，该用于Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂可以是阴离子聚合物絮凝剂。在一个实施方式中，该含硅聚合物絮凝剂的量与该阴离子聚合物絮凝剂的量在该絮凝剂组合物中的重量比例在约100∶1至约1∶10的范围内，例如，在约10∶1至约1∶2的范围内，例如约1∶1。
[0039]可用于Bayer加工的聚合物絮凝剂包括本领域技术人员已知的可用作Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂的阴离子聚合物。有用的阴离子聚合物絮凝剂的范例包括丙烯酸或丙烯酸酯的同聚物；丙烯酸或丙烯酸酯单体的共聚物；甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯的同聚物；甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯单体的共聚物；聚丙烯酰胺，所述酸的碱金属、碱土金属或铵盐；含有氧肟酸或盐基团的聚合物；或者任意前述的组合。在一个实施方式中，该阴离子聚合物絮凝剂为氧肟酸化的聚合物，例如，氧肟酸化的聚丙烯酰胺。该阴离子聚合物中的阴离子重复单位的数量可在较大的范围内变化。例如，在一个实施方式中，该阴离子聚合物絮凝剂包含了至少约50％的阴离子重复单位。阴离子聚合物絮凝剂的重量平均分子量通常为约1,000或更大，例如，约10,000或更大；约100,000或更大；约1,000,000或更大，或者约5,000,000或更大。在部分实施方式中，分子量为30,000,000或更小。本领域技术人员应当理解，上文提供了对介于每个所述值之间的范围的描述，并因此将能理解，例如，该阴离子聚合物絮凝剂可具有从约5,000,000至约30,000,000的重量平均分子量。
[0040]常用于该Bayer加工中的其它类型的絮凝剂包括非离子型絮凝剂如淀粉(例如预胶化淀粉，来自玉米或土豆)、多糖、藻酸盐、葡萄聚糖或面粉。尽管阴离子絮凝剂特别优选用于该Bayer加工，本领域技术人员将能理解，所选的阳离子、非离子或两性絮凝剂也可以合适的量被有利地使用。
[0041]絮凝剂组合物，包括包含了此处所述的含硅聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物(例如，用于DSP的含硅聚合物絮凝剂)和/或用于Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物，可被浓缩或稀释(例如，在水中)，并可包含其它的成分。本领域技术人员将能理解，Bayer加工地点通常远离絮凝剂生产商，因此，通常需要将该絮凝剂组合物以相对浓缩的形式运输到Bayer加工地点，以减少运输损耗。然后，在使用或将要使用之时，该浓缩的絮凝剂组合物可方便地在现场稀释于水性介质中，以形成稀释的絮凝剂组合物。稀释该浓缩絮凝剂组合物的水性介质可以是相对纯的水，由各种来源得到的循环水，或者水性Bayer加工流。
[0042]综上，本领域技术人员将能理解，絮凝剂组合物，包括包含了此处所述的含硅聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物(例如，用于DSP的含硅聚合物)和/或用于Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物，可在生产过程中形成(例如，以相对浓缩的形式)和/或在使用前形成，例如，现场与水性介质混合形成，且该组合物可包含其它的组分。其它组分的范例包括水、盐、稳定剂和pH调节剂，以及DSP和Bayer加工赤泥等成分。该DSP可包含，例如，硅铝酸钠。在一个实施方式中，至少一部分的DSP悬浮于该絮凝剂组合物中。任意特定的聚合物絮凝剂在絮凝剂组合物中的浓度可在较大范围内变化，例如，从约0.1ppm至约100％(例如，含极少的水或不含水的高浓度形式)。对于相对稀释的絮凝剂组合物，该阴离子聚合物絮凝剂在该絮凝剂组合物中的合适浓度的范例包括在约0.1ppm至约1,000ppm的范围内的量，而该含硅聚合物絮凝剂在该絮凝剂组合物中的合适浓度的范例包括在约1ppm至约500ppm的范围内的量。对于包含多种聚合物絮凝剂组分的絮凝剂组合物，包括包含了此处所述的含硅聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物(例如，用于DSP的含硅聚合物絮凝剂)和/或用于Bayer加工赤泥的聚合物絮凝剂的絮凝剂组合物，可以理解，该组分可在生产和/或运输时或接近生产和/或运输时合并，例如，在Bayer加工流的附近现场合并。
[0043]此处所述的该聚合物絮凝剂和絮凝剂组合物被用作絮凝剂。例如，一个实施方式提供了絮凝方法，其包括将此处所述的含硅聚合物絮凝剂和/或絮凝剂组合物与Bayer加工流相互混合，其用量足以絮凝至少一部分其中悬浮的固体。在一个实施方式中，该悬浮的固体包括一种或多种赤泥和/或DSP。另一实施方式提供了絮凝方法，其包括将含硅聚合物絮凝剂与Bayer加工流相互混合，该含硅聚合物絮凝剂的量足以絮凝至少一部分在其中悬浮的脱硅产物；以及分离至少一部分由此形成的絮凝脱硅产物。
[0044]一个实施方式提供了降低Bayer加工流中的悬浮固体水平的方法，其中具有含-Si(OR)₃(其中R为H、烷基基团、Na、K或NH₄)的悬垂基团或末端基团的聚合物被单独添加，在常规絮凝剂之后、之前或同时添加，以有效絮凝该悬浮固体，从而使它们可从该加工流中方便地分离。悬浮固体含量的减少可被测量并与对照比较，对照通常包含现有技术中的氧化铝加工样本。可有效絮凝特定Bayer加工流中特定类型的固体的聚合物絮凝剂的量可通过由此处提供的指导获知的常规实验进行测定。絮凝剂的数量通常在每吨固体(千重)约0.01lb至约40lbs的范围内，例如，在从约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9lb至约15、20、25、30或35lbs的不同范围内。本领域技术人员将能理解，上文提供了对介于每个所述值之间的范围的描述，并因此将能理解，例如，该聚合物絮凝剂可以每吨固体(千重)约1lb至约10lbs的范围内的量使用。
[0045]在一个实施方式中，该Bayer加工流包含了悬浮的DSP，例如，从约0.02克/升至约200克/升的悬浮DSP。如下文的实施例所述，在部分实施方式中，此处所述的该聚合物絮凝剂和絮凝剂组合物对絮凝Bayer加工流中的悬浮DSP特别有用。
[0046]在商业工厂运营中，该聚合物絮凝剂和/或絮凝剂组合物可被添加至沉降投料中，如同上述的阴离子絮凝剂。替代性地，该聚合物可被添加至初级沉降器的溢流中或者添加至分解器的排污中。该聚合物还可用于泥浆清洗循环的泥浆沉降中。单独或联合其它处理化学品的该聚合物还可被有利地添加至商业工厂运营中的其它位点。
具体实施方式
测试步骤
[0047]人工Bayer液体可通过向水中添加256g铝酸钠、66g氢氧化钠和40g碳酸钠得到总计1000ml溶液并加热至100℃后制备得到。
[0048]DSP可通过如下方法制备：在氢氧化钠溶液中加热高岭土至150℃，然后过滤、清洗并干燥以回收干DSP。赤泥固体可由通常在操作中作为废物被丢弃的泥浆中获取。该泥浆被洗去伴随的稀释铝酸钠铝溶液，干燥并研磨。
[0049]为进行沉降测试，将单独的DSP或者DSP和赤泥固体的混合物分散在上述液体中，通常得到含有约40g/l悬浮固体的浆液。稀释试剂通过多孔活塞被混合进入容纳在刻度量筒的浆液中，并测量沉降至固定距离的时间，从而可以计算絮凝固体的沉降速率。同时，在五分钟后，采集上清液的样本并过滤；然后清洗和干燥过滤器上收集的固体，以测量上清液澄清度。
实施例1-试剂A
[0050]将81.4g的无水聚乙烯亚胺与18.6g的缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷混合，并将混合物加热至60℃达16小时。将50g的所得易碎胶体与5g NaOH和水混合至总量250g，并加热至90℃，以制备20％溶液。测试了试剂A与市售絮凝剂联用时对增强絮凝的有效性。所测试的商业絮凝剂包括Superfloc HX-400(基于聚丙烯酰胺的氧肟酸化絮凝剂)和Superfloc 1227(聚丙烯酸铵絮凝剂)，这两种絮凝剂均可从美国新泽西州West Paterson的Cytec IndustriesInc获得。未反应的聚乙烯亚胺被用作对照。表1所示的数据证实了，试剂A与絮凝剂联用相比单独的絮凝剂或者絮凝剂与聚乙烯亚胺对照联用明显提高了30/70和40/60DSP/赤泥混合物的沉降速率。在试剂A和絮凝剂的组合中还观察到了澄清度的明显提高。试剂A甚至还能在不添加商业絮凝剂时有效絮凝DSP。
表1.