一种聚丙烯酸铵乳液絮凝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子合成、矿物提取和环保技术领域，设及到一种絮凝剂及其制备 方法，具体设及一种能有效实现赤泥沉降的乳液絮凝剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 氧化侣生产工业中，侣±矿溶出后得到由侣酸钢溶液和赤泥组成赤泥浆液，选择 合适的絮凝剂将赤泥浆液中的赤泥进行沉降分离，得到符合生产分解要求的侣酸钢原料 液，成为一道关键工序。传统的赤泥分离用絮凝剂多为淀粉类天然高分子絮凝剂，但其分子 量低、溶解度小，赤泥沉降效果不是很理想；同时由于此类絮凝剂用量大，可能引起侣酸钢 溶液中有机物含量过高；目前国内生产的絮凝剂大多为胶状或粉状，吸湿性强，导致有效成 分下降，而且溶解性差，未溶于水的絮凝剂容易堵塞管道，在寒冷地区尤为严重。乳液絮凝 剂储存稳定性好，且在侣酸钢溶液中溶解速率快，对赤泥沉降效果一般比固体絮凝剂好，可 通过累直接输送，易于实现自动化，因此越来越受氧化侣工业的欢迎。
[0003] 中国发明专利CN103524757A中公开了一种采用分段氧化还原体系，引发单体进 行聚合，从而得到乳液状高分子絮凝剂的方法，提高了赤泥沉降分离的速度，减少了絮凝剂 的用量，提高了生产效率，但是由于该聚合物单体为酷胺类化合物，溶解速率慢，而且溶解 速率受到酸度、溫度、聚合物状态等的影响较大。另外，酷胺类化合物存在较严重的单体残 留毒性问题，会对人体产生伤害，因此在具体应用中，比较有局限性。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于提供一种乳液絮凝剂及其制备方法，从而解决传统 絮凝剂用量大、沉降效果差、溶解速率慢、单体残留毒性的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种聚丙締酸锭乳液絮凝剂，聚丙締酸锭的分 子式为（CH2CHCOONH4)。，是一种带有阴离子基团的水溶性高分子，其阴离子基团可W促进无 机悬浮物的沉降，运类絮凝剂中的簇基能够与赤泥中的含巧矿物结合，通过"巧桥"离子键 与赤泥作用，簇基还能通过0…H-0氨键与赤泥表面径基结合，从而提高沉降效果。
[0006] 本发明所述的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的制备方法如下： (1) 称取一定量的丙締酸和氨水，在冰浴条件下进行中和反应，调节溶液的抑值，使抑 =5~12,配成质量浓度为20%~60%单体溶液； (2) 在单体溶液中加入质量为体系总质量的0. 005%~0. 4%的氯化钢、乙二胺四乙酸二 钢、氯化锭、乙二胺、尿素的一种或几种作为反应助剂，揽拌至溶解完全； (3) 按照0. 5:1~3:1的油水质量比称取连续化向其中加入质量为体系总质量的2%~ 12%HLB值为5~9的乳化剂，揽拌均匀，配制成油相； 上述过程中的连续相可W是正己烧、环己烧、异辛烧、十二烧、十四烧、异构烧控、白油、 航空煤油、液体石蜡、苯、甲苯中的任一种；上述过程中的乳化剂可W是山梨醇酢油酸醋、山 梨醇酢单硬脂酸醋、山梨醇酢月桂酸醋、聚氧乙締山梨醇酢单油酸醋、聚氧乙締山梨醇酢硬 脂酸醋、聚氧乙締山梨醇酢月桂酸醋、烷基酪聚氧乙締酸-10的一种或几种； (4)称量质量为体系总质量的0. 005%~0. 4%的引发剂，溶解于水相或者油相中。
[0007] 上述过程中的引发剂可W是油溶性引发剂，如过氧化二苯甲酯、过氧化二月桂酷、 叔下基过氧化物、过氧化二碳酸二异丙醋、偶氮二异下腊、偶氮二异庚腊、乙二胺、=乙胺、 氮，氮-二甲基苯胺的一种或几种；也可W是水溶性引发剂，如过氧化氨、过硫酸钟、过硫酸 锭、2, 2' -偶氮双（2-脉挫嘟丙烷)盐酸盐、2, 2' -偶氮双（2-脉基丙烷)二盐酸盐、4, 4' -偶 氮二（4-氯基戊酸)、亚硫酸钢、亚硫酸氨钢等一种或几种，也可W是两类引发剂复合使用。
[0008] (5)将步骤（4)中的油相加入反应瓶中，连接好反应装置，设置转速为4(K)r/min， 边揽拌边通氮气10min; (6) 在30°C水浴条件下，将揽拌器转速升至800~1200r/min，在高速揽拌下边通氮气 边滴加步骤（2)制得的水相，所加油相和水相的质量比为0. 5:1~3:1 ; (7) 待水相滴加完毕后，继续通一段时间氮气，在800~1200r/min下继续乳化0. 5~2 h; 上述（5) (6) (7)步骤中，通入氮气的总时间为30min。
[0009] (8)乳化结束后，将揽拌器转速降至100~300r/min，升高溫度至40°C~90°C，聚合 反应6~12h，得到乳黄（白）色粘稠半透明胶乳，即为产品。
[0010] 总之，采用本发明的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的制备方法，可W成功制备出分子量 高、固含量高，稳定性好、溶解速率快、毒性低的乳液絮凝剂，制备过程较简单，制备效率较 高，大大降低了成本。
【附图说明】
[0011] 图1为聚丙締酸锭反相乳液聚合产物的FT-IR图谱； 图2为油水质量比为0. 5 :1时的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的沈M图； 图3为油水质量比为0. 8 :1时的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的沈M图； 图4为油水质量比为1 :1时的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的SEM图； 图5为油水质量比为3 :1时的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的SEM图； 图6为聚丙締酸锭乳液絮凝剂的TEM图； 图7为油水质量比为0. 5:1的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的DLS图； 图8为油水质量比为0. 8:1的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的DLS图； 图9为油水质量比为1:1的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的DLS图； 图10为油水质量比为3:1的聚丙締酸锭乳液絮凝剂的DLS图； 图11为不同油水质量比对聚丙締酸锭反相乳液聚合物分子量的影响； 图12为不同油水质量比的聚丙締酸锭乳液絮凝剂对沉降速度的影响； 图13为不同油水质量比的聚丙締酸锭乳液絮凝剂对上清液透光率的影响； 图14为不同引发剂用量的聚丙締酸锭乳液絮凝剂对上清液透光率的影响； 图15为引发剂加入次序不同时聚丙締酸锭乳液絮凝剂对上清液透光率的影响； 图16为引发剂种类不同时聚丙締酸锭乳液絮凝剂对上清液透光率的影响； 图17为不同引发剂类型对上清液透光率的影响。
【具体实施方式】
[0012] W下通过具体实施例进一步介绍本发明聚丙締酸锭乳液絮凝剂的性质及其制备 方法。
[001引实施例1 :聚丙締酸锭乳液絮凝剂的制备实施例1 1.配制水相： (1) 中和反应：分别称取丙締酸10g和氨水9g，在冰水浴中不断揽拌情况下将氨水逐 滴滴加到丙締酸中（保持体系溫度不超过40°C)，待氨水滴加完毕之后，测得溶液PH=5~7， 在冰水浴中继续揽拌10min待用； (2) 称取乙二胺四乙酸二钢0. 04g，加入（1)中新制的丙締酸锭溶液中，在磁力揽拌器 上揽拌30min; (3) 称过硫酸钟0. 03g，用少量水溶解后加到（2)中溶液中，揽拌均匀，得到水相。
[0014] 2.配制油相：称30g异构烧控，在其中加入山梨醇月桂酸2g，置于磁力揽拌器上 揽拌使其充分混合均匀。
[001引 3.混合乳化： (1) 将混合均匀的油相转移至四口烧瓶中，连接好反应装置，设置转速为400r/min，边 揽拌边通氮气10min; (2) 将揽拌器转速调至800r/min，水浴溫度设为30 °C，将配好的水相转移至滴液漏斗 中，同时插入氮气管，边通氮气边滴加水相，待滴完水相后，继续通氮气lOmin后，在800r/ min转速下密闭乳化0. 5~2h。
[0016] 4.聚合反应：乳化结束之后，设置反应溫度为70 °C，转速降为200r/min，反应8 h，然后将溫度升为80 °C继续反应2h，最终得到淡黄色半透明胶乳。
[0017] 实施例2 :聚丙締酸锭乳液絮凝剂的制备实施例2 1. 配制水相： (1) 中和反应：分别称取丙締酸10g和氨水9g，在冰水浴中不断揽拌的情况下将 氨水逐滴滴加到丙締酸中（保持体系溫度不超过40°C)，待氨水滴加完毕之后，测的溶液 pH=5~7,在冰水浴中继续揽拌10min待用； (2) 称取乙二胺四乙酸二钢0. 04g，加入（1)中新制的丙締酸锭溶液中，在磁力揽拌器 上揽拌30min,即得水相； 2. 配制油相：称30g异构烧控，在其中加入山梨醇月桂酸醋2g，置于磁力揽拌器上揽 拌使其充分混合均匀。
[001引 3.混合乳化： (1) 将混合均匀的油相转移至四口烧瓶中，连接好反应装置，设置转速为400r/min，边 揽拌边通氮气10min; (2) 将揽拌器转速调至800r/min，水浴溫度设为30 °C，将配好的水相转移至滴液漏斗 中，同时插入氮气管，边通氮气边滴加水相，待滴完水相后，继续通氮气lOmin后，在800r/ min转速下密