含异羟肟酸基团的高分子絮凝剂的制备

以水溶性聚丙烯酸钠粉体为原料,甲醇作分散剂,先后与硫酸二甲酯和盐酸羟胺进行非均相酯化反应和肟化反应,制备了含异羟肟酸基团的聚丙烯酸钠改性产品,并采用红外及元素分析对产物进行了表征。以10g聚丙烯酸钠粉末为基准,实验确定的较优酯化条件为:反应温度50℃、反应时间3h、甲醇用量40g、硫酸二甲酯用量0.04mol;较优的肟化条件为:反应温度35℃、反应时间3 h、pH 7、盐酸羟胺用量为酯化产品中酯基摩尔数的2倍;通过改变硫酸二甲酯的用量还可得到不同肟化取代度的产品,其中肟化取代度为11.43%的产品仍具有较高的特性粘度(15.32 dL/g)。在赤泥沉降实验中,所制含异羟肟酸基团的高分子絮凝剂在适宜体系可产生比未改性聚丙烯酸钠絮凝剂更好的赤泥沉降速度,并且上清液的澄清度更高。

赤泥沉降用新型高分子絮凝剂的结构表征及分析

通过FeCl3 显色反应、残余羟胺分析、紫外光谱及红外光谱分析 ,证明实验合成的新型高分子絮凝剂中含有氧肟酸基团。用电位滴定法、试差法及螯合滴定法求出产品中氧肟酸基团的含量为 2 7%～ 2 8%。

微波煅烧酸活化改性赤泥的制备及其除Cr(Ⅵ)性能研究

以拜耳法赤泥为原料,通过微波煅烧-酸活化联合处理制备改性赤泥,重点考察改性赤泥吸附剂的制备条件及其加入量、废水p H值、反应时间对吸附去除废水中Cr（Ⅵ）效果的影响;采用比表面积仪（BET）和X-射线粉末衍射仪（XRD）对改性赤泥吸附剂进行表征,探讨了赤泥改性机理。结果表明：在微波煅烧-酸活化联合作用下,赤泥比表面积显著增大,其吸附除Cr（Ⅵ）的能力增强。微波功率为300 W、煅烧时间为20 min、盐酸浓度为3.0 mol/L、吸附剂粒径为120~180μm的改性赤泥吸附剂除Cr（Ⅵ）的能力最佳;在25℃,废水p H值为5.0,吸附反应时间为120 min,吸附剂加入量为12 g/L时,废水中Cr（Ⅵ）去除率达98.9%,溶液p H显著影响Cr（Ⅵ）去除效果。此外,吸附饱和的改性赤泥可通过0.2 mol/L Na OH溶液脱附,脱附率达到95.1%。

絮凝剂的复配提高赤泥沉降效果的研究

在氧化铝厂赤泥沉降过程中,由于矿石料浆成分不稳定及沉降槽跑浑使得上清液的浮游物含量较高。为了解决这个问题,我们采用反相微乳液聚合的方法,合成了氧肟酸基絮凝剂,并同工厂现用的絮凝剂进行了复配来提高絮凝剂的沉降效果。结果表明,复配后的絮凝剂沉降效果较好,特别是上清液的浮游物含量较原来絮凝剂减少了40%。

改性拜耳法赤泥两段酸溶法制备聚合氯化铝铁研究

拜耳法赤泥是拜耳法生产氧化铝所产生的碱性废渣,含有大量未被溶出的铝、铁等金属元素,直接筑坝堆存处理既污染环境又造成资源浪费。以改性拜耳法赤泥为原料,采用两段酸溶法制备高效絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC),并对制备的聚合氯化铝铁进行絮凝性能实验,结果表明絮凝效果良好。该法与传统工艺比较省去了加碱调节盐基度过程,最大程度地利用了盐酸,节约了生产成本。该研究为无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁的制备提供了一套新的工艺流程,为解决拜耳法赤泥筑坝堆存所造成的环境污染和资源浪费问题提供了一条新途径。

含对甲基苯基侧链基团的氧肟酸赤泥沉降剂的合成与性能

合成含对甲基苯基侧链结构的氧肟酸类新型高效絮凝剂。首先以丙烯酰胺水溶液为连续相,以对甲基苯乙烯为分散相,在SPAN-60及TWEEN-80复合乳化剂作用下形成微乳液,在15~35℃下合成丙烯酰胺与对甲基苯乙烯的共聚物;然后采用程序控温方式,在60~90℃下用硫酸羟胺将酰胺羟肟化得到所需产物。用红外光谱、紫外光谱和DSC表征产物结构,用黏度法测定产物的相对分子质量。考察所合成聚合物的相对分子质量及对甲基苯基含量对氧化铝生产过程中赤泥矿浆沉降效果的影响。结果表明,氧肟酸类絮凝剂中对甲基苯基质量分数为10.5%,相对分子质量为1.1×107时,具有良好的沉降效果,并优于现行使用的国内外产品。

改性聚丙烯酰胺在赤泥沉降中的应用

用聚丙烯酰胺通过正交试验法改性合成了含有氧肟酸基团的水溶性高分子 ;将改性产品和工厂提供的絮凝剂用于赤泥沉降 ,发现改性产品具有上清液浓度小、絮团结实。

赤泥沉降用新型氧肟酸絮凝剂的合成与应用

以自制的非离子型聚丙烯酰胺水溶胶为原料,盐酸羟胺和氢氧化钠为改性试剂,采用先羟肟化再水解的两段控温工艺制备新型氧肟酸絮凝剂。通过对合成产物进行氯化铁吸附显色、进口铝土矿溶出赤泥沉降及红外光谱测试,得到最佳制备工艺条件:初始聚丙烯酰胺水溶胶质量分数为8%,改性剂羟胺碱水溶液pH=13.5,无需补碱,羟胺与酰胺基的物质的量比为1:1,在60℃时羟肟化3 h,在85℃时水解2 h,在此条件下合成的氧肟酸聚合物具有一定的水解度和羟肟化度,氯化铁吸附显色等级为3;与常用工业絮凝剂相比,自制氧肟酸型絮凝剂能明显改善进口铝土矿溶出赤泥沉降性能,沉降速度达11.5 m/h,上清液吸光度仅为0.639。

含氧肟酸基团絮凝剂的合成及其对赤泥的沉降效果

本文以自制高分子量的聚丙烯酸为原料,1,4-二氧六环为溶剂,用N,N’-羰基二咪唑在100℃下活化聚丙烯酸5h,然后再加盐酸羟胺在一定温度下(30～50℃)反应一定时间(5～24h),得到了含氧肟酸基团的絮凝剂产品。通过与FeCl3显色反应、红外光谱分析表明了产品中氧肟酸基团的存在,用凯氏定氮法测得产品中氧肟酸基团含量高达57.5%。所得产品对于针铁矿含量高的赤泥具有良好的沉降效果:赤泥浆液固含量为42g/L,产品添加量为240ppm时,前5分钟平均沉降速度为1.75m/h,沉降30min后上清液浊度为596NTU。而聚丙烯酸钠、ALCLAR665和Nalco9779商品絮凝剂的沉降效果却很差。

新型絮凝剂的研制及对拜尔法赤泥沉降性能的影响

氧肟酸型絮凝剂是近年来国外研制出的一种新型高效絮凝剂,在铝土矿制备氧化铝生产中对赤泥颗粒有很强的聚合力。通过对氧肟酸型絮凝剂的合成及对赤泥沉降性能的研究,说明该絮凝剂具有澄清度高的优点,为氧化铝的生产应用提供参考。

混合絮凝剂对赤泥沉降效果的探讨

研究发现,当聚丙烯酰胺类A型絮凝剂和氧肟酸类H3型絮凝剂按合适的比例混合使用时,赤泥沉降沉速提高,上清液浮游物显著降低。而且,混合絮凝剂的添加量比单一絮凝剂的也要低。

添加酸改性赤泥对模拟人工湿地生态系统的影响

基于模拟的人工湿地生态系统,系统研究了酸改性赤泥对氮、磷去除,植物生长和微生物群落的影响。结果表明:添加酸改性赤泥能加快水体氮、磷污染物去除,降低水体和底泥氮、磷浓度;适量添加酸改性赤泥可以促进植物生物量积累,投加量为5 g/L时促进效果最大。变性梯度凝胶电泳(DGGE)、多样性与聚类分析结果表明:增加酸改性赤泥浓度,微生物DGGE图谱丰度(S)、Shannon-Weiner指数(H)和均匀度指数(J)均呈先增加后降低的趋势。酸改性赤泥浓度为2 g/L时达到最大,且系统中微生物的优势种也随之变化,优势种的优势度与微生物群落结构相似度逐渐增加,出现了更适应酸改性赤泥环境的微生物。综合来讲,适量添加酸改性赤泥有利于模拟人工湿地生态系统功能的发挥。