乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂及其制备方法与流程

本技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂及其制备方法。

背景技术：

1、拜耳法是目前全世界生产氧化铝的主要方法，它主要包括两个过程：一是铝土矿的溶出，二是铝酸钠溶液的晶种分解；铝土矿溶出后得到的浆液是由铝酸钠溶液和赤泥组成的固液混合物，必须将二者分离以获得满足晶种分解工艺所需要的纯净铝酸钠溶液。目前大多数氧化铝厂采用沉降槽进行赤泥的分离和洗涤，固液分离的效果十分关键，如果赤泥沉降分离后上清液的浮游物含量过高，会给后续的控制过滤工序带来较大的负荷，直接影响到整个工厂生产的效率；另外，固液分离得到上清液的浮游物含量过高更会影响到氧化铝产品的质量。

2、近年来，随着优质铝土矿资源持续减少，氧化铝厂使用进口铝土矿越来越多，但进口铝土矿在应用低温拜耳法或后加矿增浓溶出工艺时会出现赤泥难以分离、沉降槽易跑浑的现象。目前，氧化铝工业常用的阴离子聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸（盐）类絮凝剂等均不能很好地改善赤泥沉降效果。

3、合成高分子絮凝剂在赤泥沉降分离过程中扮演着重要角色，国外公司关于此类絮凝剂的出售，价格昂贵，而我国关于氧化铝高效絮凝剂的研究开发大多处于实验室阶段。文献、专利报道关于氧化铝絮凝剂的合成工艺大不相同，而且不少技术处于保密状态。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂及其制备方法，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本技术采用以下技术方案：

3、一种乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂，其原料按重量份数计算，包括：

4、丙烯酰胺110-150份、阴离子聚合单体230-250份、刚性交联单体11-19份、疏水单体8-15份、抗温单体25-30份；

5、所述阴离子聚合单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸；所述刚性交联单体由5,5’’-((2-羟基-1,3-丙烷)双(乙酰亚胺))双(n,n’’-二(2,3-二羟基丙基)-2,4,6-三碘)-1,3-苯二甲与2-乙基丙烯酰氯进行缩聚反应得到；所述疏水单体包括10-十一烯酸甲酯、10-十一碳烯酸乙烯酯、9-十六碳烯酸乙烯酯中的一种或多种；所述抗温单体包括n-乙烯基吡咯烷酮、n-异丙基丙烯酰胺、n-异丙基甲基丙烯酰胺中的一种或多种。

6、缩聚反应的机理如下反应式所示：

7、。

8、优选地，所述乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂还包括去离子水236-316份、白油230-270份、乳化剂20-30份、乳化助剂3-7份和转相剂18-22份。

9、优选地，所述乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂满足以下条件中的至少一个：

10、a.所述乳化剂包括斯盘-60、斯盘-80、斯盘-83中的一种或多种；

11、b.所述乳化助剂包括吐温-81、吐温-85、6501中的一种或多种；

12、c.所述转相剂包括op-10、np-10、1305中的一种或多种。

13、本技术还提供一种所述的乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂的制备方法，包括：

14、将包括水、丙烯酰胺、所述阴离子聚合单体、所述刚性交联单体、所述疏水单体、所述抗温单体、第一引发剂在内的物料混合，调节体系ph至弱酸性得到反应液；将白油、乳化剂、乳化助剂混合得到油相混合液；

15、将所述反应液加入所述油相混合液中，均质乳化得到乳液，在第二引发剂存在条件下进行聚合反应，反应结束后加入转相剂得到所述乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂。

16、优选地，所述缩聚反应满足以下条件中的至少一个：

17、d.5,5’’-((2-羟基-1,3-丙烷)双(乙酰亚胺))双(n,n’’-二(2,3-二羟基丙基)-2,4,6-三碘)-1,3-苯二甲与2-乙基丙烯酰氯的质量比为（1-3.2）：1；

18、可选的，两者的质量比可以为1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.2：1或者（1-3.2）：1之间的任一值；

19、e.所述缩聚反应的介质包括无水乙醇；

20、f.所述缩聚反应的温度为0-5℃，时间为12-15h。

21、可选的，所述缩聚反应的温度可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃或者0-5℃之间的任一值，时间可以为12h、13h、14h、15h或者12-15h之间的任一值。

22、优选地，所述反应液的ph为6.8-7.0，调节所用试剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或多种。

23、可选的，所述反应液的ph可以为6.8、6.9、7.0或者6.8-7.0之间的任一值；

24、优选地，所述第一引发剂包括叔丁基过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种，用量为0.005-0.01份。

25、可选的，所述第一引发剂的用量可以为0.005份、0.006份、0.007份、0.008份、0.009份、0.01份或者0.005-0.01份之间的任一值。

26、优选地，所述第二引发剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或多种，用量为0.1-0.15份。

27、可选的，所述第二引发剂的用量可以为0.10份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份或者0.1-0.15份之间的任一值。

28、优选地，所述均质乳化的时间为30-50min。

29、可选的，所述均质乳化的时间可以为30min、40min、50min或者30-50min之间的任一值。

30、优选地，所述聚合反应的引发温度为20-25℃，所述聚合反应的反应时间为3-6h。

31、可选的，所述聚合反应的引发温度可以为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃或者20-25℃之间的任一值，所述聚合反应的反应时间可以为3h、4h、5h、6h或者3-6h之间的任一值。

32、与现有技术相比，本技术的有益效果包括：

33、本技术提供的乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂，刚性交联单体5,5’’-((2-羟基-1,3-丙烷)双(乙酰亚胺))双(n,n’’-二(2,3-二羟基丙基)-2,4,6-三碘)-1,3-苯二甲与2-乙基丙烯酰氯进行缩聚反应，在5,5’’-((2-羟基-1,3-丙烷)双(乙酰亚胺))双(n,n’’-二(2,3-二羟基丙基)-2,4,6-三碘)-1,3-苯二甲中引入双键，得到刚性交联单体。刚性交联单体在分子链上引入大量羟基，属于碱的不敏感基团，提高了聚合物的耐碱特性，使其在碱性条件下不易降解；刚性交联单体中的苯环结构提高分子链的刚性，抗剪切能力增强，聚合物受到外力剪切时，仍能保持原有的粘度特性，使絮团坚固不易分散。刚性交联单体再与丙烯酰胺、阴离子聚合单体、疏水单体、抗温单体进行反相乳液聚合，聚合物中的酰胺基和羧基、羟基具有良好的亲水性，使其具有很好的水溶性，提高聚合物的溶解性能，酰胺基、羧基、羟基的负电荷特性和吸附性能以及氢键作用，使许多赤泥粒子产生聚集，形成絮团；另外，疏水单体和苯环结构具有疏水性质，使聚合物分子链产生疏水缔合微区，产生分子间缔合达到增黏效果，分子链的刚性和疏水缔合作用，再加上分子链引入的抗温单体，共同提高了分子链的热稳定性，在高温条件下聚合物难以降解；刚性交联单体含有四个双键结构，在聚合时分子链产生网状结构，未被吸附的赤泥小颗粒，经过网补作用，更容易凝聚，沉降速度加快。

34、本技术提供的乳液型氧化铝赤泥沉降絮凝剂，用量少，絮凝速度快，絮块大、不宜分散，而且耐碱、抗温性能好，在高温碱性条件下使用，不易降解，沉降性能优异。