一种可用于清除废水中多种重金属离子的高分子螯合剂的生产方法_2

文档序号:9446832阅读:来源:国知局
定于被结合物质是否发生作 用,W及作用选择性和作用力的大小。与被结合物质未直接相连的极性基中的其他原子,是 通过间接的影响其作用。重金属馨合剂键和原子对馨合物稳定性的影响,则主要是键和原 子的电负性在起作用,重金属与电负性小的键和原子可W形成共价性较显著的配位键,即 形成比较稳定的馨合物。
[0011] 作为一种液状二硫代氨基甲酸型馨合剂,二硫代氨基甲酸聚乙締亚胺含有大量的 极性基(极性基中的硫原子半径较大、带负电,且易于极化变形而产生负电场),它能捕捉 阳离子并趋向成键而生成难溶的二硫代氨基甲酸盐。生成的二硫代氨基甲酸盐有部分是离 子键或强极性键,大多数是配价键。同一金属离子馨合的配价基极可能来自不同的分子,运 样生成的二硫代氨基甲酸盐分子会是高交联、立体结构的,原二硫代氨基甲酸聚乙締亚胺 的相对分子质量为(10-15)X104,而生成的难溶馨合盐的相对分子质量可达数百万甚至上 千万,故此种金属盐一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉淀效果。W金属离子CcTW为例, 捕集反应简示如下:
现有的w聚乙締亚胺、氨氧化钢溶液、二硫化碳为原料合成二硫代氨基甲酸聚乙締亚 胺生产工艺主要有W下不足: 1、 对原料聚乙締亚胺要求没有具体界定,诸如分子量、粘度等指标要求不明确,因而制 得的最终产品金属离子高分子馨合剂质量大相径庭; 2、 聚乙締亚胺、氨氧化钢溶液、二硫化碳、水的配比不合理,特别是二硫化碳过量太多, 除了增加成本外,过量的二硫化碳没有完全反应或发生副反应或从反应系统中损耗; 3、 产品胆存稳定性差; 4、 反应时间长,有的合成工艺中反应时间甚至达18小时; 5、 反应溫度偏高,造成二硫化碳损耗太大; 6、 反应不充分,有时候反应完毕,溶液中会出现黑细小颗粒影响产品外观及使用; 7、 产量质量差,缺乏相应质量标准,或没有制定相应质量标准和产品技术规格; 8、 对废水中重金属离子清除效果不佳。

【发明内容】

[0012] 本发明为解决现有二硫代氨基甲酸聚乙締亚胺存在的原料配比不合理、反应溫度 高、反应时间长、产品成本高、提高了收率但成本升高等问题,对原料选择、物料配比、反应 溫度和时间等进行深入研究,对现有工艺进行优化,提供一种可用于清除废水中多种重金 属离子的高分子馨合剂的生产方法,W实现W下发明目的: (1) 提高产品质量,形成产品质量指标,本发明合成的馨合剂,为栋红色透明液体,25°C 的密度为1. 08-1. 13g/ml,抑值(10%水溶液)为10. 6-11. 4; (2) 本发明制备的高分子馨合剂,用于含化2\化2\化2\化2+等重金属离子的废水的处 理,清除效果明显; (3) 缩短反应时间; (4) 降低反应溫度; (5) 选择、确定最佳分子量的聚乙締亚胺原料; (6) 通过优化生产工艺特别是确定聚乙締亚胺与氨氧化钢、二硫化碳等的最佳物料配 比,减少二硫化碳损耗,降低产品成本,提高产品经济效益。
[0013] 为解决W上技术问题,本发明采用W下技术方案: 一种可用于清除废水中多种重金属离子的高分子馨合剂的生产方法,包括二硫化碳高 位槽加料、合成蓋加料、通入冷冻盐水、滴加二硫化碳、调节转速。
[0014]W下是对上述技术方案的进一步改进: 所述合成蓋加料,物料配比:聚乙締亚胺与化0H摩尔比1 :0. 6-0.8;聚乙締亚胺与去 离子水摩尔比1 :15-26。
[0015] 所述合成蓋加料,催化剂4-二甲氨基化晚(DMAP)用量为聚乙締亚胺重量的 0. 05-0. 2%〇
[0016] 所述合成蓋加料,催化剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)用 量为聚乙締亚胺重量的0.1-0. 3%。
[0017] 所述二硫化碳高位槽加料,二硫化碳的加入量,与聚乙締亚胺的摩尔比为 0. 55-0. 595 :1〇
[0018] 所述滴加二硫化碳,开始滴加二硫化碳时即开启循环累,调节二硫化碳滴加速度, 控制滴加溫度16-24°c。
[0019] 所述调节转速,二硫化碳滴加完毕,用变频器将揽拌器转速调节为150RPM。
[0020] 所述通入冷冻盐水,通入溫度不低于-5°C的冷冻盐水。
[002。 本发明生产的馨合剂,为栋红色透明液体,25°C的密度为1. 08-1. 13g/ml,10%水 溶液的抑值为10.6-11.4。
[0022] 采用W上技术方案,本发明的有益效果为: 1、本发明合成的馨合剂,为栋红色透明液体,25°C的密度为1.08-1. 13g/ml,抑值 (10〇/〇 水溶液)为 10. 6-11. 4,25°C的粘度为 82~90mPa.S。
[0023] 2、本发明合成的馨合剂,为二硫代氨基甲酸盐,其分子是高交联、立体结构,和废 水中重金属离子馨合后,生成的难溶馨合盐的相对分子质量可达数百万甚至上千万,故此 种金属盐一旦在水中生成,便有很好的絮凝沉淀效果,清除重金属离子的能力强,效果明 显,废水中铜的排放量为0-化12mg/l,儀排放量为0. 01-0. 15mg/l,儒排放量为化02mg/l, 锋排放量为0. 002-0. 03mg/L,铭排放量为0. 01mg/L,铅排放量为0. 02mg/L;本发明制备 的馨合剂,对废水中铜的清除率为99. 88-100%,对废水中儀的清除率为99. 8-99. 87%,对废 水中儒的清除率为99. 9%,对废水中锋的清除率为99. 78-99. 93%,对废水中铭的清除率为 99. 86%,对废水中铅的清除率为99. 98%。
[0024] 3、缩短反应时间。聚乙締亚胺与氨氧化钢和二硫化碳合成反应中使用双组份催化 剂4-二甲氨基化晚(DMAP)、l-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC),反应速 度加快,总反应时间不超过35分钟。
[00巧]4、降低反应溫度,降低能耗。本发明最佳反应溫度为16-24°C,现有技术的反应溫 度为30°CW上。
[0026] 5、确定了原料聚乙締亚胺最佳分子量范围是5000-30000,充分考虑原料来源、技 术经济、制备的产品对重金属去除率等因素,选用分子量为15000左右的聚乙締亚胺合成 目柄广品。
[0027] 6、本发明的聚乙締亚胺、氨氧化钢、二硫化碳、水四种原料配比合理,特别是二硫 化碳用量合理,除了反应更加充分外,副反应显著减少,反应结束后体系中无黑点(细小碳 颗粒),成品一次达到质量要求,无需再次补加原料继续反应或加入水调节成品质量指标。
[0028] 7、在反应蓋底部出口连接循环累,在开始滴加二硫化碳后开启循环累,与反应蓋 揽拌器协同作用,强化了物料混合的程度,促进了传热传质,物料接触更加充分,反应效果 好。
[0029] 8、使用=种冷却方式移走反应热,一是利用好反应蓋夹套,一是在反应蓋内安装 冷却盘管,一是在循环累出口处设置冷凝器。=套移除热量的装置协同作用,能够保证反应 在规定的溫度范围内进行。
[0030] 9、分段控制揽拌速度,二硫化碳滴加完毕前揽拌速度为67RPM,二硫化碳滴加完 毕,调节变频使揽拌速度改变为150RPM,反应速度加快,反应更充分。
【具体实施方式】
[0031] W下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0032] 实施例1 一种可用于清除废水中多种重金属离子的高分子馨合剂的生产方法 所述高分子馨合剂的合成反应在150化搪瓷蓋内进行。
[0033] 所述高分子馨合剂,为二硫代氨基甲酸聚乙締亚胺。
[0034] (1)二硫化碳高位槽加料 用压缩空气将98. 5kg(
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