CN102974325B - 一种氢氧化铝脱水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种氢氧化铝脱水剂的原料重量百分比组成为：聚氧乙烯型阴离子表面活性剂10-20%，聚氧乙烯型非离子表面活性剂3-10%，季铵盐阳离子表面活性剂1-3%，助溶剂1-3%，水余量。本发明具有使用方便，价格低，在氢氧化铝生产中，具有明显降低氢氧化铝滤饼含水率的优点。

Description

一种氢氧化铝脱水剂及其制备方法

技术领域

    本发明属于一种脱水剂及其制备方法，具体地说涉及一种在氢氧化铝生产中，用于降低氢氧化铝滤饼含水率的脱水剂及其制备方法。

背景技术

    铝工业属于高能耗产业，铝工业的节能工作显得尤为重要。氧化铝是轻金属铝冶炼的主要原料，在氧化铝生产中，中间产品氢氧化铝含水量的多少，不仅直接影响着产品的质量、原料及能量的消耗，而且影响循环水的用量和对环境的污染程度。使用氢氧化铝脱水剂能降低氢氧化铝滤饼含水率，提高了产能，减少了热量消耗，降低了燃料废气及水蒸汽的排放，对环境保护起到了积极的作用，同时使滤饼容易脱离，延长滤布的使用寿命，给生产工艺操作及设备维护带来方便。

目前使用的脱水剂存在价格高、性能不佳、使用不方便等问题，而且关于脱水剂的组成未见相关的研究报导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用方便，价格低，在氢氧化铝生产中，具有明显降低氢氧化铝滤饼含水率的脱水剂及其制备方法。

应用表面活性剂可不必改变现有氢氧化铝生产中的过滤设备和工艺，即可达到提高过滤效果的目的。在氢氧化铝的过滤过程中，添加适当用量的表面活性剂，其极性端以离子键、共价键、氢键、范德华力等的作用，紧密地吸附在氢氧化铝表面，而非极性端指向水体，从而提高氢氧化铝表面的疏水性，使氢氧化铝表面吸附的水分降低。其中典型的具有优良表面活性的为含有聚氧乙烯链的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，具有独特的醚氧结构，通过其醚氧基与氢氧化铝表面的OH基形成氢键吸附，从而显著降低滤饼比阻和过滤阻力，提高过滤效果，表现出优异的脱水助滤性能。

    本发明脱水剂的原料重量百分比组成为：

    聚氧乙烯型阴离子表面活性剂            10-20%

聚氧乙烯型非离子表面活性剂            3-10%

季铵盐阳离子表面活性剂                1-3%

助溶剂                                1-3%

水                                    余量

如上所述的聚氧乙烯型阴离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R₁可以是C₈-C₂₀的烷烃，R₂可以是H或C₁-C₄的烷烃，R₃是硫酸盐、磺酸盐或羧酸盐，n为3-15。

如上所述的聚氧乙烯型非离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R₁可以是C₈-C₂₀的烷烃，R2可以是H或C₁-C₄的烷烃， n为5-15。

如上所述的季铵盐阳离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R1可以是C₈-C₂₂的烷烃，R₂可以是CH₃或与R₁相同，X为C_l或Br。

如上所述的助溶剂为C₂-C₈的低碳脂肪醇。

本发明的制备方法如下：

原料按其重量百分比组成，将所需水总量的60-70%加热至40-70℃，加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至6-8的范围内，然后加入季铵盐阳离子表面活性剂和助溶剂，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明制备的脱水剂可使氢氧化铝滤饼的含水率可以降低40%以上，节能降耗作用明显，并且具有原料价格低、来源广泛、绿色环保和使用方便的优点。作为脱水剂的应用，它也可以应用于类似的其他很多技术领域。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步描述，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。 

实施例1

原料重量百分比组成为：

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（EO=5）        15%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9）              5%

C12-14烷基三甲基溴化铵                       3%

乙醇                                        2%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将所需水总量的60% 加热至40℃，加入C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（EO=5）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至8，然后加入C12-14烷基三甲基溴化铵和乙醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

实施例2

原料重量百分比组成为：

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（EO=3）        20%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=15）              3%

双C16-18烷基二甲基氯化铵                     1%

正辛醇                                      1%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将70%的水加热至70℃，加入C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（EO=3）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=15），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至6，然后加入双C16-18烷基二甲基氯化铵和正辛醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

实施例3

原料重量百分比组成为：

C16-18脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（EO=9）        10%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=5）              10%

双C12-14烷基二甲基氯化铵                     2%

异丙醇                                      3%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将70%的水加热至60℃，加入C16-18脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（EO=9）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=5），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至7，然后加入双C12~14烷基二甲基氯化铵和异丙醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

实施例4

原料重量百分比组成为：

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（EO=9）        15%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9）              7%

C16-18烷基三甲基溴化铵                       2%

乙醇                                        1%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将60%的水加热至50℃，加入C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐（EO=9）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至7，然后加入C16-18烷基三甲基溴化铵和乙醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

实施例5

原料重量百分比组成为：

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（EO=5）       15%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=12）            5%

双C8-10烷基二甲基氯化铵                    3%

正丁醇                                     2%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将70%的水加热至60℃，加入C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（EO=5）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=12），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至6，然后加入双C8-10烷基二甲基氯化铵和正丁醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

实施例6

原料重量百分比组成为：

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（EO=3）        12%

C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9）              10%

双C16-18烷基二甲基氯化铵                     2%

正辛醇                                      1%

水                                         余量

制备方法：

原料按其重量百分比组成，将70%的水加热至70℃，加入C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（EO=3）和C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚（EO=9），搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至7，然后加入双C16-18烷基二甲基氯化铵和正辛醇，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

Claims (2)

1.一种氢氧化铝脱水剂,其特征在于脱水剂的原料重量百分比组成为：

    聚氧乙烯型阴离子表面活性剂            10-20%

聚氧乙烯型非离子表面活性剂            3-10%

季铵盐阳离子表面活性剂                1-3%

助溶剂                                1-3%

水                                    余量

所述的聚氧乙烯型阴离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R₁是C₈-C₂₀的烷基，R₂是H或C₁-C₄的烷基，R₃是OSO₃M、SO₃M或羧酸基M，其中M为一价正离子，n为3-15；

所述的聚氧乙烯型非离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R₁是C₈-C₂₀的烷基，R₂是H或C₁-C₄的烷基， n为5-15；

所述的季铵盐阳离子表面活性剂具有如下结构特征：

式中的R₁是C₈-C₂₂的烷烃，R₂是CH₃或与R₁相同，X为Cl或Br；

并由如下方法制备：

原料按其重量百分比组成，将所需水总量的60-70%加热至40-70℃，加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，搅拌至物料全部溶解透明，用氢氧化钠调节pH至6-8的范围内，然后加入季铵盐阳离子表面活性剂和助溶剂，继续搅拌至物料溶解透明，加入其余的水，搅拌均匀即得到所述的氢氧化铝脱水剂。

2.如权利要求1所述的一种氢氧化铝脱水剂,其特征在于所述的助溶剂为C₂-C₈的低碳脂肪醇。