两性高分子絮凝剂（AM-DM-MA）的合成及絮凝性能研究

论文摘要

无论是拜尔法还是烧结法,或是联合法,赤泥的沉降分离都是生产过程中的一个重要环节。目前工业上普遍采用添加絮凝剂来加速沉降。与国外先进的合成高分子絮凝剂相比,国内的絮凝剂产品合成技术单一、适应性差、添加量大、清液浮游物含量高,给后续的叶滤工序带来沉重的负担。本文以二甲基二烯丙基氯化铵（DM）、马来酸（MA）和丙烯酰胺（AM）为原料,合成了两性高分子絮凝剂（AM—DM—MA）。通过正交试验确定了三种单体的最佳配比,并将并将两性高分子絮凝剂（AM—DM—MA）与阴离子型聚丙烯酰胺进行复配,考察其赤泥沉降絮凝性能,同时与国外絮凝剂进行对比。结果表明：当二甲基二烯丙基氯化铵、马来酸和丙烯酰胺三种物质之间的质量比为2：3：4时,合成得到的两性高分子絮凝剂（AM—DM—MA）具有较高的沉降速度、较好的压缩性和较低的浮游物含量。两性高分子絮凝剂（AM—DM—MA）的沉降性能随马来酸的含量增加而增加,马来酸的含量的变化会引起分子链上正负电性基团的比例改变,当DM:MA:AM=2:2.5:4时,达到等电点,导致沉降试验的浮游物含量急剧增加。合成原料的质量对两性高分子絮凝剂（AM—DM—MA）絮凝性能有较大的影响,使用进口的丙烯酰胺比使用国产的丙烯酰胺合成的絮凝剂（AM—DM—MA）絮凝性能好。国产丙烯酰胺合成的絮凝剂与不同分子量的阴离子型聚丙烯酰胺复配后（G1Y）,其赤泥沉降性能随聚丙烯酰胺分子量的增加而增加,在聚丙烯酰胺的分子量达到2200万时达到最佳；而使用进口丙烯酰胺合成的絮凝剂与聚丙烯酰胺复配（代号G2Y）,其絮凝性能在聚丙烯酰胺分子量为1500万时达最佳,且优于G1Y的分子量在2200万时的絮凝效果,继续增加分子量,絮凝效果明显变差。两性絮凝剂（G2）、两性高分子絮凝剂与聚丙烯酰胺复配产品（SW0801）和国外汽巴絮凝剂（Ciba）的赤泥沉降性能对比试验表明,在絮凝剂加入量为110-250g/t干赤泥时,沉降速度由大到小的顺序为SW0801>G2>CIBA;泥层高由高到低的顺序为CIBA>G2>SW0801；浮游物含量由多到少的顺序为CIBA>SW0801>G2, G2和SW0801浮游物含量降低的幅度较大,分别为0.259g/L与0.388g/L,仅是汽巴絮凝剂（浮游物含量为0.512g/L）的一半左右。由此可见,G2降低浮游物含量方面优势明显,SW0801在加快沉降速度和赤泥压缩性方面性能优异,实际应用时可以根据生产需要选择性使用,二者的赤泥沉降性能都优于CIBA絮凝剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国氧化铝工业的现状
• 1.2 我国的氧化铝生产工艺
• 1.2.1 拜尔法
• 1.2.2 烧结法
• 1.2.3 拜尔烧结联合法
• 1.3 赤泥沉降用絮凝剂的概况
• 1.3.1 天然高分子絮凝剂
• 1.3.2 合成有机高分子絮凝剂
• 1.3.3 两性高分子絮凝剂
• 1.4 絮凝剂的作用机理
• 1.4.1 电中和作用
• 1.4.2 吸附作用
• 1.4.3 架桥作用
• 1.5 本论文研究的意义和内容
• 1.5.1 本论文研究的意义
• 1.5.2 试验内容
• 第2章 研究方法
• 2.1 试验药剂与仪器
• 2.1.1 试验药品
• 2.1.2 试验仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 絮凝剂的合成方法
• 2.2.2 絮凝剂的配制方法
• 2.2.3 赤泥沉降试验方法
• 2.3 相对分子质量测定
• 第3章 试验结果与讨论
• 3.1 絮凝剂的结构
• 3.2 正交试验设计
• 3.2.1 正交表
• 3.2.2 正交试验结果及分析
• 3.3 MA的含量对絮凝剂性能的影响
• 3.4 丙烯酰胺（AM）的产地对絮凝性能的影响
• 3.5 两性絮凝剂与聚丙烯酰胺的复配
• 3.5.1 G1与聚丙烯酰胺的复配
• 3.5.2 G2与聚丙烯酰胺复配
• 3.5.3 G1Y系列与G2Y系列对比
• 3.5.4 G2Y系列的最佳配比
• 3.6 两性絮凝剂与其它絮凝剂的对比
• 3.6.1 G2、SW0801与SW0701的比较
• 3.6.2 G2、SW0801与国外絮凝剂的比较
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢