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絮凝剂的反相乳液制备及改性在赤泥沉降中的应用

王磊  
【摘要】:絮凝剂是氧化铝工业中赤泥沉降分离中不可或缺的物料,本文通过聚合反应方式和聚合物接枝改性两个方面来提高絮凝剂对赤泥的沉降分离能力。 第一部分以Isopar M为油相,采用反相乳液法对丙烯酸钠聚合进行了研究。通过对反相乳液电导率变化的测定,研究了反相乳液的稳定性及在反相乳液中复合乳化剂、油水质量比、氧化还原引发剂与调节助剂对反相乳液的稳定性和聚丙烯酸钠转化率的影响。实验结果表明,Isopar M反相乳液稳定性最佳条件为在油相中乳化剂用量为6%(w), m(Span60):m(Tween80)=15:1,油水质量比为1.74:1;在氧化还原引发剂中过硫酸钾与乙二胺的质量比为2,45℃,pH≥10的条件下,丙烯酸钠的转化率为97%;添加适量的乳化助剂、抗交联剂和除氧剂等调节助剂可得到较稳定的反相乳液和较高相对分子质量的聚丙烯酸钠絮凝剂。 第二部分采用淀粉接枝的方法对丙烯酰胺进行改性共聚研究,探讨了接枝聚合的反应过程,考察了淀粉团粒大小、糊化状态、反应温度和介质pH值对接枝聚合物效率和分子量的影响,实验结果表明在50℃下,团粒较小的稻米淀粉接枝率最高,为71%,支链相对分子质量7.68×106。淀粉在完全糊化状态下接枝效率高,接枝聚合物分子量大。淀粉接枝丙烯酰胺共聚物较其均聚物在pH值上有较宽的条件范围,且能够有效降低H+对烘干产品水溶性的影响,转化率达95%以上。 最后采用量筒实验法对实验室制得的絮凝剂和均聚得到的絮凝剂进行了赤泥沉降的性能比较,实验结果表明两种方式制得的絮凝剂较其均聚物对赤泥的沉降速率都有所提高,絮凝剂的用量对赤泥沉降过程有很大影响,较少或过量的絮凝剂会降低赤泥的沉降效果,不利于上清液的澄清度。在80℃下改良后的絮凝剂在添加量为0.1g时沉降速率最快,上清液的浊度最低,为266NTU。


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