CN107758881A - 一种污水浮选阻垢剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种污水浮选阻垢剂的制备方法，原料为：双蒸水、三氯化铝、乌洛托品、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、壳聚糖、聚硅酸硫酸铝铁、碳酸氢铵、氢氧化钾、碳酸钠、竹屑、钨酸锌、钨酸锌、玉米淀粉和多聚磷酸钠；镍离子的去除率高达99.99%，在50℃加量8‑10mg/L，阻垢率达到99.6‑99.9%，沉降时间10‑30min，BOD去除率80‑90%，青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率87‑90%，原料成本下降了40‑60%，阻碳酸钙垢率98‑99%，对碳钢腐蚀速度为0.0016‑0.002mm/a，COD去除率80‑88%，SS去除率99.7‑99.9%，对镀锌材质缓释率93‑97%。

Description

一种污水浮选阻垢剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保材料，尤其涉及一种污水浮选阻垢剂的制备方法。

背景技术

浮选剂是指浮选时使用各种药剂来调节入选矿物和浮选介质的物理化学性质的药剂，从而扩大金矿物或含金矿物与脉石间亲疏水性的差异，使之更好地分选，达到提高金回收率的目的。

浮选剂是为实现或促进浮选所应用的各种化学药剂的总称。煤泥浮选是利用煤和矿物杂质的表面物理化学性质的差异实现分选过程的。为强化分选效果，浮选过程中添加了各种浮选剂，浮选剂的作用主要是提高煤粒表面疏水性和煤粒在气泡上黏着的牢固性；在矿浆中防止气泡兼并和改善泡沫的稳定性，使煤粒有选择性地黏着气泡而上浮；调节煤与矿物杂质的表面性质，提高煤泥的浮选速度和选择性。

极性浮选剂这类浮选剂的分子就整体而言是电中性的，但具有两个电极，就像磁铁棒具有两个磁极一样，它们能吸引极性水分子，具有亲水性，能溶解在水中，如各种酸类、碱类、盐类。非极性浮选剂这类浮选剂的分子正电荷与负电荷的电重心是重合在一起的，在水中不解离，基本不能吸引极性水分子，水化作用很小，具有疏水性。它们以小油滴形态悬浮在水中，如烃类化合物。

浮选设备主要是浮选机以及为实现浮选工艺的其他设备。矿浆经过搅拌充气，在各种浮选剂的作用下矿粒与气泡粘附，气泡上升、形成矿化泡沫层，被刮板刮出或溢出，这一系列浮选过程均是在浮选机中完成的。浮选机多由多槽串联而成。

常用浮选剂除无机酸、碱、盐外，主要就是表面活性剂。表面活性剂在浮选中起双重作用：吸附在固/液界面上，使特定矿物表面呈疏水性或使特定表面呈亲水性；其次，它们对泡沫-矿物附关动力施加影响。后一类表面活性剂习惯上称为起泡剂。

由于浮选表面活性剂一般说是通过水溶液相而转移到界面，在浮选中应用的主要是那些或多或少溶于水的药剂。在某些情况下必须使用不溶的碳氢化合物或其他油类，为了使它们能在较短时间内到达界面,这些液体借助于可溶的表面活性剂在水相中分散为乳状液。

按照阻垢剂的聚合成份,可将其分为天然聚合物阻垢剂和合成聚合物阻垢剂两大类.而合成聚合物阻垢剂又可进一步分成羧酸类聚合物阻垢剂、磺酸类聚合物阻垢剂、含磷聚合物阻垢剂和环境友好型阻垢剂4种。

EDTMPS是含氮有机多元膦酸，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。

反渗透阻垢剂、分散剂是一种高效阻垢分散剂，特别适用于反渗透给水中钡、锶含量高，硫酸钡、硫酸锶结垢倾向严重的反渗透系统。它可以在结垢物质很宽的浓度范围内有效地阻止结垢的发生。在反渗透系统(RO)、纳滤系统(NF)或超滤系统(UF)中使用反渗透阻垢剂。反渗透膜结垢是制约RO 在水处理推广应用的关键因素。膜系统一旦大面积结垢,清洗膜和更换反渗透膜是唯一的解决办法。

根据可持续发展的战略, 绿色化无疑是 21 世纪阻垢剂的发展方向。因此, 今后的工作应当围绕性能、经济、环境三大目标, 在进一步完善现有产品, 提高质量的基础上,应加强机理研究和复配研究, 降低成本, 减小污染;加快具有我国资源优势的铂系、钨系水处理剂的研究及推广应用; 在新产品的合成方面, 必须突破现有思路, 积极利用绿色化学技术, 首先将目标分子绿色化, 采用清洁工艺, 合成无磷、非氮、不含有毒物质、易于生物降解、真正对环境友好的高效阻垢剂, 以彻底取代含磷配方。

发明内容

本发明提供一种污水浮选阻垢剂的制备方法，解决现有污水浮选阻垢剂阻垢率低、腐蚀率高、杀菌效果差和投药周期短等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种污水浮选阻垢剂的制备方法，步骤为：

第一步：按照组份的质量份数配比称取双蒸水100份、三氯化铝5-15份、乌洛托品5-9份、聚丙烯酰胺16-20份、丙烯酸羟丙酯5-15份、壳聚糖1-10份、聚硅酸硫酸铝铁5-25份、碳酸氢铵8-12份、氢氧化钾16-20份、碳酸钠20-30份、竹屑1-10份、钨酸锌3-7份、氨基三亚甲基膦酸26-30份、玉米淀粉20-40份、多聚磷酸钠1-5份；

第二步：将聚硅酸硫酸铝铁、竹屑和钨酸锌放在80-90℃恒温干燥箱中烘干35-45min，烘干后与双蒸水、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯和壳聚糖投入带有温度计、加热装置、回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，升温至50-60℃，开动搅拌器搅拌60-100min，搅拌速度200-300r/min；

第三步：用滴液漏斗逐滴滴加氨基三亚甲基膦酸，升温至80-90℃，加入玉米淀粉、氢氧化钾和碳酸钠，恒温回流2-3h；

第四步：用滴液漏斗逐滴滴加乌洛托品，升温至160-180℃，加入剩余原料，调节搅拌速度为500-700r/min，继续回流4-5h后静置冷却至30-35℃出料即得。

作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝5份、乌洛托品5份、聚丙烯酰胺16份、丙烯酸羟丙酯5份、壳聚糖1份、聚硅酸硫酸铝铁5份、碳酸氢铵8份、氢氧化钾16份、碳酸钠20份、竹屑1份、钨酸锌3份、氨基三亚甲基膦酸26份、玉米淀粉20份、多聚磷酸钠1份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝15份、乌洛托品9份、聚丙烯酰胺20份、丙烯酸羟丙酯15份、壳聚糖10份、聚硅酸硫酸铝铁25份、碳酸氢铵12份、氢氧化钾20份、碳酸钠30份、竹屑10份、钨酸锌7份、氨基三亚甲基膦酸30份、玉米淀粉40份、多聚磷酸钠5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝10份、乌洛托品7份、聚丙烯酰胺18份、丙烯酸羟丙酯10份、壳聚糖5份、聚硅酸硫酸铝铁15份、碳酸氢铵10份、氢氧化钾18份、碳酸钠25份、竹屑5份、钨酸锌5份、氨基三亚甲基膦酸28份、玉米淀粉30份、多聚磷酸钠3份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中的烘干温度为85℃，烘干时间为40min，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为80min。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第三步中的反应温度为85℃，反应时间为2.5h。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中的反应温度为170℃，搅拌速度为600 r/min，回流时间为4.5h。

本发明所述一种污水浮选阻垢剂的制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、镍离子的去除率高达99.99%，在50℃加量8-10mg/L，杀菌率达到99.9%、阻垢率达到99.6-99.9%，沉降时间10-30min，处理后水质清亮，污泥体积小，脱水性能好，对钙有很高的容忍性；2、BOD去除率80-90%，青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率87-90%，都能在设备或管路表面迅速形成一层致密的保护膜，原料成本下降了40-60%，不受季节、区域限制，耐热性好，能在150-170℃下具有良好的缓蚀阻垢效果；3、阻碳酸钙垢率98-99%，作用时间快10-30min即可达到杀菌目的，可杀灭水中99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢，对碳钢腐蚀速度为0.0016-0.002mm/a，远远优于国际标准的0.005mm/a，具有良好的生物降解性能；4、COD去除率80-88%，SS去除率99.7-99.9%，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，投药周期高达15-17d，能在较宽pH范围内使用，对镀锌材质缓释率93-97%、沉淀快、适应性好、稳定性好，不污染环境无毒无味，耗药量少，抗氧效率高，适合于大规模生产可以广泛使用。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

实施例1：

第一步：按质量份数配比称取：双蒸水100份、三氯化铝5份、乌洛托品5份、聚丙烯酰胺16份、丙烯酸羟丙酯5份、壳聚糖1份、聚硅酸硫酸铝铁5份、碳酸氢铵8份、氢氧化钾16份、碳酸钠20份、竹屑1份、钨酸锌3份、氨基三亚甲基膦酸26份、玉米淀粉20份、多聚磷酸钠1份。

第二步：将聚硅酸硫酸铝铁、竹屑和钨酸锌放在80℃恒温干燥箱中烘干35min，烘干后与双蒸水、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯和壳聚糖投入带有温度计、加热装置、回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，升温至50℃，开动搅拌器搅拌60min，搅拌速度200 r/min。

第三步：用滴液漏斗逐滴滴加氨基三亚甲基膦酸，升温至80℃，加入玉米淀粉、氢氧化钾和碳酸钠，恒温回流2h；

第四步：用滴液漏斗逐滴滴加乌洛托品，升温至160℃，加入剩余原料，调节搅拌速度为500r/min，继续回流4h后静置冷却至30℃出料即得。

镍离子的去除率高达99.99%，在50℃加量8mg/L，杀菌率达到99.9%、阻垢率达到99.6%，沉降时间10min，处理后水质清亮，污泥体积小，脱水性能好，对钙有很高的容忍性；BOD去除率80%，青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率87%，都能在设备或管路表面迅速形成一层致密的保护膜，原料成本下降了40%，不受季节、区域限制，耐热性好，能在150℃下具有良好的缓蚀阻垢效果；阻碳酸钙垢率98-99%，作用时间快10min即可达到杀菌目的，可杀灭水中99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢，对碳钢腐蚀速度为0.002mm/a，远远优于国际标准的0.005mm/a，具有良好的生物降解性能； COD去除率80%，SS去除率99.7%，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，投药周期高达15d，能在较宽pH范围内使用，对镀锌材质缓释率93%、沉淀快、适应性好、稳定性好，不污染环境无毒无味，耗药量少，抗氧效率高，适合于大规模生产可以广泛使用。

实施例2：

第一步：按质量份数配比称取：双蒸水100份、三氯化铝15份、乌洛托品9份、聚丙烯酰胺20份、丙烯酸羟丙酯15份、壳聚糖10份、聚硅酸硫酸铝铁25份、碳酸氢铵12份、氢氧化钾20份、碳酸钠30份、竹屑10份、钨酸锌7份、氨基三亚甲基膦酸30份、玉米淀粉40份、多聚磷酸钠5份。

第二步：将聚硅酸硫酸铝铁、竹屑和钨酸锌放在90℃恒温干燥箱中烘干45min，烘干后与双蒸水、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯和壳聚糖投入带有温度计、加热装置、回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，升温至60℃，开动搅拌器搅拌100min，搅拌速度300 r/min。

第三步：用滴液漏斗逐滴滴加氨基三亚甲基膦酸，升温至90℃，加入玉米淀粉、氢氧化钾和碳酸钠，恒温回流3h；

第四步：用滴液漏斗逐滴滴加乌洛托品，升温至180℃，加入剩余原料，调节搅拌速度为700r/min，继续回流5h后静置冷却至35℃出料即得。

镍离子的去除率高达99.99%，在50℃加量9mg/L，杀菌率达到99.9%、阻垢率达到99.8%，沉降时间20min，处理后水质清亮，污泥体积小，脱水性能好，对钙有很高的容忍性；BOD去除率85%，青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率88%，都能在设备或管路表面迅速形成一层致密的保护膜，原料成本下降了50%，不受季节、区域限制，耐热性好，能在160℃下具有良好的缓蚀阻垢效果；阻碳酸钙垢率98.5%，作用时间快20min即可达到杀菌目的，可杀灭水中99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢，对碳钢腐蚀速度为0.0018mm/a，远远优于国际标准的0.005mm/a，具有良好的生物降解性能； COD去除率84%，SS去除率99.8%，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，投药周期高达16d，能在较宽pH范围内使用，对镀锌材质缓释率95%、沉淀快、适应性好、稳定性好，不污染环境无毒无味，耗药量少，抗氧效率高，适合于大规模生产可以广泛使用。

实施例3：

第一步：按质量份数配比称取：双蒸水100份、三氯化铝10份、乌洛托品7份、聚丙烯酰胺18份、丙烯酸羟丙酯10份、壳聚糖5份、聚硅酸硫酸铝铁15份、碳酸氢铵10份、氢氧化钾18份、碳酸钠25份、竹屑5份、钨酸锌5份、氨基三亚甲基膦酸28份、玉米淀粉30份、多聚磷酸钠3份。

第二步：将聚硅酸硫酸铝铁、竹屑和钨酸锌放在85℃恒温干燥箱中烘干40min，烘干后与双蒸水、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯和壳聚糖投入带有温度计、加热装置、回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，升温至55℃，开动搅拌器搅拌80min，搅拌速度250 r/min。

第三步：用滴液漏斗逐滴滴加氨基三亚甲基膦酸，升温至85℃，加入玉米淀粉、氢氧化钾和碳酸钠，恒温回流2.5h；

第四步：用滴液漏斗逐滴滴加乌洛托品，升温至170℃，加入剩余原料，调节搅拌速度为600r/min，继续回流4.5h后静置冷却至33℃出料即得。

镍离子的去除率高达99.99%，在50℃加量10mg/L，杀菌率达到99.9%、阻垢率达到99.9%，沉降时间10min，处理后水质清亮，污泥体积小，脱水性能好，对钙有很高的容忍性；BOD去除率90%，青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率90%，都能在设备或管路表面迅速形成一层致密的保护膜，原料成本下降了60%，不受季节、区域限制，耐热性好，能在170℃下具有良好的缓蚀阻垢效果；阻碳酸钙垢率99%，作用时间快10min即可达到杀菌目的，可杀灭水中99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢，对碳钢腐蚀速度为0.0016mm/a，远远优于国际标准的0.005mm/a，具有良好的生物降解性能； COD去除率88%，SS去除率99.9%，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，投药周期高达17d，能在较宽pH范围内使用，对镀锌材质缓释率97%、沉淀快、适应性好、稳定性好，不污染环境无毒无味，耗药量少，抗氧效率高，适合于大规模生产可以广泛使用。

以上是对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于步骤为：

第一步：按照组份的质量份数配比称取双蒸水100份、三氯化铝5-15份、乌洛托品5-9份、聚丙烯酰胺16-20份、丙烯酸羟丙酯5-15份、壳聚糖1-10份、聚硅酸硫酸铝铁5-25份、碳酸氢铵8-12份、氢氧化钾16-20份、碳酸钠20-30份、竹屑1-10份、钨酸锌3-7份、氨基三亚甲基膦酸26-30份、玉米淀粉20-40份、多聚磷酸钠1-5份；

第二步：将聚硅酸硫酸铝铁、竹屑和钨酸锌放在80-90℃恒温干燥箱中烘干35-45min，烘干后与双蒸水、聚丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯和壳聚糖投入带有温度计、加热装置、回流冷凝器和搅拌器的反应釜中，升温至50-60℃，开动搅拌器搅拌60-100min，搅拌速度200-300r/min；

第三步：用滴液漏斗逐滴滴加氨基三亚甲基膦酸，升温至80-90℃，加入玉米淀粉、氢氧化钾和碳酸钠，恒温回流2-3h；

第四步：用滴液漏斗逐滴滴加乌洛托品，升温至160-180℃，加入剩余原料，调节搅拌速度为500-700r/min，继续回流4-5h后静置冷却至30-35℃出料即得。

2.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝5份、乌洛托品5份、聚丙烯酰胺16份、丙烯酸羟丙酯5份、壳聚糖1份、聚硅酸硫酸铝铁5份、碳酸氢铵8份、氢氧化钾16份、碳酸钠20份、竹屑1份、钨酸锌3份、氨基三亚甲基膦酸26份、玉米淀粉20份、多聚磷酸钠1份。

3.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝15份、乌洛托品9份、聚丙烯酰胺20份、丙烯酸羟丙酯15份、壳聚糖10份、聚硅酸硫酸铝铁25份、碳酸氢铵12份、氢氧化钾20份、碳酸钠30份、竹屑10份、钨酸锌7份、氨基三亚甲基膦酸30份、玉米淀粉40份、多聚磷酸钠5份。

4.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：双蒸水100份、三氯化铝10份、乌洛托品7份、聚丙烯酰胺18份、丙烯酸羟丙酯10份、壳聚糖5份、聚硅酸硫酸铝铁15份、碳酸氢铵10份、氢氧化钾18份、碳酸钠25份、竹屑5份、钨酸锌5份、氨基三亚甲基膦酸28份、玉米淀粉30份、多聚磷酸钠3份。

5.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述第二步中的烘干温度为85℃，烘干时间为40min，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为80min。

6.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述第三步中的反应温度为85℃，反应时间为2.5h。

7.根据权利要求1所述的污水浮选阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述第四步中的反应温度为170℃，搅拌速度为600 r/min，回流时间为4.5h。