[发明专利]微乳液型氧化铝赤泥絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子化工新材料及其制备技术领域。

背景技术

氧化铝工业是国民经济的基础原材料工业，对中国工业经济的发展起着重要作用，我国氧化铝的产量居世界第一位。目前氧化铝生产方法均采用碱法，赤泥浆液是铝土矿经碱溶出后赤泥与铝酸钠溶液组成的悬浮液。浆液经过稀释后通过沉降或过滤使赤泥与铝酸钠溶液分离开来，然后由铝酸钠溶液生产氧化铝。赤泥的沉降分离是影响氧化铝产能、品质及效益的关键环节之一。为了强化赤泥的沉降分离，氧化铝生产厂及相关研究院、所做了大量的工作。目的在于提高赤泥的沉降速度，改善沉降槽溢流液质量和底流的浓稠度，以提高设备的生产效率和降低生产成本，而添加絮凝剂是目前普遍采用且行之有效的方法，开发新型絮凝剂技术一直是国内外研究的热点课题。

我国生产氧化铝的原料主要以难处理的一水硬铝石为主，与国外的一水软铝石和三水铝石有很大差异。在生产工艺上，国外采用拜耳法，我国除拜耳法之外，还使用了强化烧结和混联等方法。赤泥成分与国外差异很大，以致进口高分子絮凝剂对国内的赤泥分离有选择性。近年来美国的纳尔科、氰特和法国爱森等国外大公司针对中国铝土矿特点做了大量工作，开发了一些新型絮凝剂，但国外生产厂家对其有效成分和制备技术严格保密，而且价格昂贵。因此，开发具有自主知识产权、适合于我国铝土矿赤泥沉降分离用的新型高效絮凝剂对我国氧化铝工业的发展意义重大。

目前赤泥分离所使用的絮凝剂主要是阴离子型的聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺的水解产物，其剂型主要为水溶胶、干粉和低浓度反相乳液，水溶胶状或粉状絮凝剂吸湿性强，易导致有效活性成分降低。溶解性能差，溶解过程中易产生不溶物（俗称鱼眼），极易堵塞输送管道和过滤系统，影响整个生产过程，在寒冷地区尤为严重。低浓度反相乳液又存在分子量低、稳定性差的缺点，使用效果也不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微乳液型氧化铝赤泥絮凝剂及其制备方法，该微乳液型氧化铝赤泥絮凝剂产品，采用先进的反相微乳液制备技术，并在高分子主链上引入了多种官能团（酰胺基、羧基和氧肟酸基），从而制备出一种高分子量、高固含量、赋予高分子主链多官能团的稳定性好、速溶性的反相微乳液产品，应用于氧化铝工业作为赤泥絮凝剂使用时产品在铝酸钠溶液中分散速度快，对赤泥的沉降效果非常好，固液分离效率高，终端产品氧化铝品质好，且成本较低。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种微乳液型氧化铝赤泥絮凝剂，由水相、油相、氧肟酸剂和反相剂反应制成的，以重量份数计：

A.水相为：

丙烯酸                           75～145份

氨水                              80～160份

去离子水                        60～125份

丙烯酰胺                        10～100份

硫酸铵                           0.5～4.0份

焦磷酸钠                        1.0～4.0份

聚-α-羟基丙烯酸             0.05～0.75份

次亚磷酸钠                      0.05～0.25份

过氧化二碳酸二异丙酯       0.25～1.0份

B.油相为：

环己烷                            90～150份

四聚甘油五油酸酯             5～10份

六聚甘油单油酸酯             1.5～3.5份

C.氧肟酸剂为：盐酸羟胺     5～50份

D.反相剂为：聚氧乙烯醚失水山梨醇月桂酸酯  10～15份。

优选的，氨水的浓度为20～25wt%。

微乳液型氧化铝赤泥絮凝剂的制备方法，包括下述步骤：

（1）取5～25重量份的去离子水将次亚磷酸钠配成浓度为1wt%的次亚磷酸钠溶液待用；

（2）将剩余的55～120重量份的去离子水加入聚合反应釜中，在搅拌状态下加入计量好的丙烯酸，控制温度在5～25℃条件下，慢慢加入计量好的氨水，氨水加完后，依次加入计量好的丙烯酰胺、硫酸铵、焦磷酸钠、聚-α-羟基丙烯酸和过氧化二碳酸二异丙酯，至完全溶解，配制好水相待用；