论文部分内容阅读
氧化铝生产中赤泥的沉降效果直接影响生产成本与产品质量,而赤泥的高效沉降需要性能良好、且与赤泥自身条件匹配的絮凝剂。我国氧化铝生产所用的铝土矿主要是一水硬铝石型铝土矿,与国外主要氧化铝生产国的铝土矿类型不一致,因此国外通用的赤泥沉降絮凝剂对我国氧化铝生产不适用,国外也有针对一水硬铝石型铝土矿的赤泥沉降絮凝剂,但价格昂贵;而目前国内所用赤泥沉降絮凝剂的效果欠佳。因此,制备满足我国氧化铝生产时赤泥高效沉降分离用絮凝剂具有重要的意义。
为合成赤泥沉降分离用高效絮凝剂,本文在参考大量国内外絮凝剂研究现状的基础上,进行了以下研究:
1.进行了甲基丙烯酰胺对氨基水杨酸(4-MASA)功能单体及其共聚物的合成,考察了反应温度、反应时间和原料配比对4-MASA产物收率的影响。实验结果表明,当反应物摩尔比为0.559:1、反应时间和温度分别为30h和32℃时,产物收率达到88.89%。
2.以上述功能单体和丙烯酰胺-丙烯酸钠为原料,采用反相微乳液聚合法进行了共聚,将共聚产物与商用聚丙烯酰胺、丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物性能进行了絮凝效果比较,探讨了相关官能团对赤泥沉降的作用效果,实验结果表明,加入4-MASA功能单体之后的聚合物有利于降低赤泥的上清液浊度。
3.合成了醛-胺复合物,再与阳离子聚丙烯酰胺(PAM)反相微乳液进行Mannich反应,获得具有一定胺化度的二甲胺N-甲基聚丙烯酰胺(Mannich PAM),最后以苄氯为季铵化试剂,进一步得到其季铵盐。结果表明,在多聚甲醛与二甲胺的复合反应中,醛胺比为1:1.05,反应时间为2h时,体系中游离甲醛含量已降低到4.0μg/mL。Mannich反应中,由于Mannich PAM的水解反应,该反应温度不宜过高,反应时间不宜过长,45℃下反应2~4h为最佳。PAM反相微乳液中乳化剂含量在12%~16%范围内,随乳化剂含量增大,反相微乳液稳定性增强,产物胺化度也有所提高;PAM反相微乳体系中油水比为1时,体系破乳严重,当油水比为1.5时,体系较稳定,产物胺化度也提高约5mol%。在季铵化反应过程中较多量其他强电解质的存在不利于反相微乳液的稳定,Mannich PAM季铵化反应在室温下反应2h即可完成。