[发明专利]一种有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥的絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥的絮凝剂的制备方法。

背景技术

随着我国铝土矿资源的枯竭，氧化铝厂使用的难处理一水硬铝石型铝土矿的品位越来越低，其含硅矿物和含铁矿物的比例增加，出现了大量高硅高铁一水硬铝石型铝土矿，导致高硅高铁型拜耳法赤泥的产生。然而，现有沉降上述赤泥的商品絮凝剂一般只含羧基或氧肟酸基团，或虽然同时含有上述基团，但羧基和氧肟酸基团含量都太低，不能有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥。

此外，1990年Lewellyn等在水溶液中用聚丙烯酰胺(PAM)合成含氧肟酸基团的絮凝剂，其氧肟酸基团含量最高仅达27%（Lewellyn M E,Spitzer D P.Preparation of modified acrylamide polymers.US:4902751[P].1990-02-20），不仅絮凝剂中的氧肟酸基团含量不高，并且该絮凝剂仅对铁含量高的拜耳法赤泥有较好的沉降分离效果。2003年卢红梅（卢红梅.一种有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥的絮凝剂制备方法[J].矿业工程,2003(4):35-38）在水溶液体系中制备絮凝剂，但该絮凝剂中氧肟酸含量最高仅达28%。2009年王姗姗等（王姗姗.水溶性氧肟酸型高分子絮凝剂的研制[J].化工文摘,2009,03:29-30）在水溶液合成体系中以聚丙烯酰胺为原料以盐酸羟胺为改性剂合成氧肟酸型絮凝剂，但该絮凝剂中的氧肟酸基团含量未知，且该絮凝剂仅能用于处理油田污水站中的含油污水。

上述文献中关于聚丙烯酰胺的氧肟化改性反应大多旨在提高其氧肟酸基团含量，作用于含铁矿物，对高硅高铁型拜耳法赤泥沉降分离用絮凝剂未见文献报道。

2007年刘明久等（刘明久,谢声礼,侯念胜.拜尔法赤泥沉降絮凝剂的制造方法.CN101117262[P].2007-07-25）以聚丙烯酰胺为原料，在碱性条件下水解5～24小时，之后与盐酸羟胺进行氧肟化反应，其中酰胺基团与羟胺摩尔比0.36～0.98，反应温度在70～85℃，3-7小时，然后进行曼尼希反应，制备了含氧肟酸基团的两性离子型聚丙烯酰胺。但该絮凝剂实际应用过程中仍难以达到对高硅高铁型拜耳法赤泥的高效絮凝要求；另一方面，由于赤泥沉降分离是在95～100℃强碱性条件下进行，季铵盐阳离子基团在强碱性条件下以季铵碱形式存在，而季铵碱在95～100℃条件下易分解，失去絮凝作用（Zhang Kunyu,Hu Huiping,et al.Thermal decomposition behaviour of polyacrylamidomethyltrimethyl ammonium chloride in red mud separation process[J].J.Cent.South Univ.Technol.2008(15):808～813）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧肟酸和羧基含量都高且能有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥的絮凝剂的制备方法，该制备方法简单，且适用于工业化生产、

本发明的技术方案

一种有效沉降分离高硅高铁型拜耳法赤泥的絮凝剂的制备方法，加水溶解聚丙烯酰胺，得到聚丙烯酰胺溶液；在惰性气体气氛下，将盐酸羟胺溶于NaOH溶液中，得到盐酸羟胺溶液；再将上述聚丙烯酰胺溶液和盐酸羟胺溶液混合，反应；所述盐酸羟胺中的羟胺基团与聚丙烯酰胺中酰胺基团的摩尔比为1.2～1.5，反应过程中的pH为13～14，反应温度为90～100℃，反应时间为24～48h。

在惰性气体气氛下，优选将盐酸羟胺溶于等摩尔比的NaOH溶液中。

上述聚丙烯酰胺的质均分子量优选为2000～3000万，特性粘度优选为1200～1750mL/g。

反应过程中的pH优选通过加入浓度为20～40g/L的氢氧化钠溶液调节。

在反应过程中边搅拌边反应，搅拌时的转速优选为45～60r/min。

在上述反应完成后，进一步向反应体系中加入无水乙醇，并用无水乙醇洗涤数次至洗涤液接近中性，在50～60℃真空干燥15～20h后得到固体产品。

本发明的有益效果