赤泥沉降用熖米淀粉接楠丙烯酸酰胺的合成及应用

• 作 者: 张勋
• 机 构: 南昌大学
• 出 处: 南昌大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 水溶液聚合 淀粉接枝 丙烯酰胺 赤泥沉降

氧化铝生产中赤泥沉降分离是一道重要工序,影响着氧化铝生产的产能和产品质量,我国铝土矿以一水硬铝石铝土矿为主,溶出后的赤泥添加国产絮凝剂沉降性能较差,添加进口絮凝剂沉降性能较好但成本高,因此急需研制出适合我国赤泥沉降分离用的高效絮凝剂。淀粉接枝丙烯酰胺聚合物兼具淀粉与聚丙烯酰胺的双重特性,且由于淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚反应主要在淀粉的表面进行,稻米淀粉的粒径相对较小,比表面积更大,因此稻米淀粉与丙烯酰胺的聚合效果和絮凝性能更优异。　　
采用氧化还原引发体系,水溶液聚合法合成出稻米淀粉与丙烯酰胺接枝聚合物。通过正交试验和单因素试验研究了反应温度、引发剂浓度、乙二胺四乙酸二钠浓度、尿素浓度、反应时间和丙烯酰胺单体与稻米淀粉质量比对聚合反应的产物支链相对分子质量、单体转化率和接枝效率的影响,确定出最佳工艺条件:反应温度40℃,引发剂浓度各2.22×10-3mol/L,EDTA-2Na浓度2.68×10-4mol/L,尿素浓度0.133mol/L,反应时间4h,丙烯酰胺单体与稻米淀粉质量比2:1。在此条件下获得支链相对分子质量7.82×106、单体转化率98.6％、接枝率67.3%、接枝效率87.2%的接枝共聚产物,且产物溶解性能较佳。　　
采用后水解法对接枝共聚物进行阴离子化改性,研究了水解温度、水解时间和理论水解度对水解产品的相对分子质量和实际水解度的影响,确定最佳水解反应条件:水解温度80℃,水解时间3h,理论水解度20%。在此条件下获得纯净接枝共聚物的水解产品(HSP)的支链相对分子质量7.97×106、实际水解度13.2%,接枝共聚物与聚丙烯酰胺混合物的水解产品(HSPM)的相对分子质量8.29×106、实际水解度13%。　　
将水解所得产品和国内外主要商品絮凝剂应用于拜耳法赤泥沉降分离过程中,考察絮凝剂种类和添加量对赤泥沉降速度、上清液浊度和低流液固比的影响,结果表明:每千克干赤泥中,分别添加自制的两种絮凝剂HSP和HSPMO.1g时,赤泥沉降速度达到最大值,各为3.08mm/s和2.83mm/s,上清液浊度达到最小值,各为253NTU和232NTU,低流液固比分别为2.87和3.02,综合性能优于国内产品,与进口产品相当。