[发明专利]分离工艺

说明书

本发明涉及分离工艺中用作絮凝剂的改性聚电解质、制备该改性聚电解质的工艺、含有该改性聚电解质的絮凝剂组合物、以及使用本发明改性聚电解质和改性聚电解质组合物的分离方法。

本发明改性聚电解质比现有聚电解质效能更佳，它们可以低浓度达到同现有聚电解质同样的絮凝效果，并可保持较高百分比的超级纯度。

人们在1951年将水溶性合成聚合物推广到采矿工业中，这象征在使用化学试剂进行固-液分离方面有较大进展。它们是为满足多方面需要，例如（城市及工业用）水的澄清、城市污水和工业废水（食品加工、石油炼制、金属精饰、制浆造纸等）的处理、矿物加工（选矿、循环水澄清、废水处理），以及生产过程（造纸、糖的精制、磷酸的制备等）而制取的第一批品种繁多的絮凝剂。

虽然有着为数众多的市售合成絮凝剂，但化学结构种类大不相同者却为数有限。在市场上，絮凝剂的挑选次序取决于最佳的价格-效能比，也即以最低的价格获得满意的效能。尽管系统观点占主导地位（包括絮凝剂可得性、再生性、操作性、贮藏、在满足排放标准情况下对处理设备给料波动的适应能力、固定设备及必要的改性等），然而每单位重量各个絮凝剂的交货费用也算作一个因素。因此，作为商业上重要的合成聚合物絮凝剂的主要结构单元的单体是比较少的，它应适于加到水溶性聚合物中并以低成本在足够大规模上生产。

实用的合成有机絮凝剂是重均分子量在约1000至大于5百万（文献报导的值高达2千万）范围内变化的水溶性聚合物。

用作絮凝剂的聚电解质包括从许多单体制取的聚合物及共聚物，这些单体包括马来酐、马来酸、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、对苯乙烯磺酸、苯乙烯、乙烯基·甲基醚、偏磷酸、乙烯胺、吖丙啶、乙烯吡啶及4-乙烯基-N-十二烷基吡啶氯。

本发明第一实施方案提供一种改性聚电解质，其特征在于，使一种聚电解质与一种至少由两种烯不饱和单体所组成的共聚物反应，该单体中至少有一个含有酐基团。

本发明第二实施方案提供一种制备改性聚电解质的工艺，该工艺包括使一种聚电解质与一种至少由两种烯不饱和单体所组成的共聚物反应，该单体中至少有一个含酐基团。

适用于本发明的已知聚电解质种类繁多、变化多端。至今还未发现不适用的市售或实验室合成的聚电解质。这些聚电解质的常用商品名称包括：SANYOFLOC、ALFLOC、SUPERFLOC、MACROFLOC、MAGNAFLOC、MAXFLOC和ZETAG。

其它同上述聚电解质有相同或相似用途的物质也可使用。

一般而言，可按本发明予以改性的聚电解质的分子量在2×10⁴至1×10⁸，尤其1×10⁵至7×10⁶道尔顿范围。优选的与聚电解质反应的共聚物的分子量在1×10⁴至1×10⁶道尔顿范围。

尤为较佳的是，使已知聚电解质絮凝剂与一种甲基·乙烯基醚和马来酐的共聚物反应。

本发明第三实施方案提供另一种再改性的聚电解质，其特征在于，将本发明第一实施方案的改性聚合物进而与乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮反应，随后再与该共聚物反应予以改性。

本发明第四实施方案提供一种制备再改性聚电解质的工艺，该工艺包括以降低温度、将反应混合物用乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮分散，并令反应继续进行来结束本发明第二实施方案的工艺。

本发明第五实施方案提供一种絮凝组合物，该组合物含有同常规絮凝组合物中的常用载体和稀释剂相结合的本发明改性聚电解质或再改性聚电解质。

本发明第六实施方案提供一种絮凝方法，该方法包括向待絮凝的物料中添加本发明改性聚电解质、再改性聚电解质和/或絮凝组合物。

可有效地用于本发明的聚合物的量为0至200%，最佳10%（以聚电解质固体计）。

一般，反应是使聚电解质和共聚物简单混合或均匀化来进行。反应时间和反应温度视聚电解质和共聚物的性质而定，但一般情况下，反应可在0℃至120℃温度下进行5分钟至4小时。较佳的是，选择聚电解质和共聚物使反应可在40℃至80℃温度下至多进行50分钟。反应以在溶液中进行为佳。

为了使聚电解质进一步改性，先使反应停下来，较佳的办法是将温度降至30℃以下，然后添加乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮，拌合或搅拌混合物使乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮分散，并再次加热该混合物使反应重新开始。