CN111019037A - 一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，涉及脱色树脂加工技术领域，包括以下制备步骤：(1)配料；(2)聚合反应；(3)后处理。本发明以N‑羟甲基丙烯酰胺作为交联剂在树脂结构中引入酰胺基，所制大孔吸附树脂相对于未添加N‑羟甲基丙烯酰胺作为交联剂制得的大孔吸附树脂来说，能够对硫酸镁母液发挥更为优异的脱色效果，可以高效脱除硫酸镁母液中的色素，树脂经解析后又可再生利用，大大降低了硫酸镁母液的脱色成本。

Description

一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及脱色树脂加工技术领域，具体涉及一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法。
背景技术：
离子交换树脂生产过程中产生的废硫酸属于危废，一般厂家采用与氧化镁反应生成工业级硫酸镁来处理。硫酸镁作为一种重要的化工原料，在很多领用都有应用，尤其在化肥、医药、造纸、建材等领域应用广泛，但对硫酸镁的色度要求还是很高的。
在由废酸生产硫酸镁的过程中，大量色素会沉积在母液中，而母液是要重复套用的。在经过许多周期后，母液颜色已经变成深黑色，由此将部分色素带进了产品，并且会越来越重，严重影响了产品的销售，造成产品的大量积压，进而使得废酸大量积压，致使树脂无法正产生产。常规去除色素的方法在工业上一般采用活性炭法、硅藻土法，但是效果都不理想，而且会产生大量的固废，形成二次污染。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，所采用的制备步骤简便且制备原料易得，制得的树脂能够对硫酸镁母液发挥优异的脱色效果。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)配料：油相由苯乙烯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂组成，水相由分散剂、蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至60-70℃保温搅拌，再加入油相，继续升温至80-90℃保温搅拌，反应结束后自然降温，滤出微球；
(3)后处理：用丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再水洗除去丙酮，自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
所述苯乙烯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂、分散剂、蒸馏水的质量比为1-10:10-30:1-10:30-80:0.25-1:1-10:250-500。
所述致孔剂选用200#汽油、煤油、柴油、异丁醇、正丁醇、环己烷、正庚烷、甲苯中的一种或几种。
所述引发剂选用AIBN、BPO、TBPO中的一种或几种。
所述分散剂为聚乙烯醇。
上述技术方案的工作原理：以苯乙烯作为单体，二乙烯基苯和N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂，在致孔剂的存在下以及引发剂的引发下经悬浮聚合反应制得大孔吸附树脂。
为了进一步优化所制大孔吸附树脂对硫酸镁母液的脱色效果，本发明还采用肉桂酸替代上述技术方案中的苯乙烯，从而在树脂结构中引入羧基。即本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)配料：油相由肉桂酸、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂组成，水相由分散剂、蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至60-70℃保温搅拌，再加入油相，继续升温至80-90℃保温搅拌，反应结束后自然降温，滤出微球；
(3)后处理：用丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再水洗除去丙酮，自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
所述肉桂酸、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂、分散剂、蒸馏水的质量比为1-10:10-30:1-10:30-80:0.25-1:1-10:250-500。
致孔剂、引发剂和分散剂的选择同上。
同时，本发明还从致孔剂入手来优化所制大孔吸附树脂对硫酸镁母液的脱色效果，将上述技术方案中的致孔剂限定为：所述致孔剂由体积比5-20:1的第一致孔剂和第二致孔剂组成，所述第一致孔剂选用200#汽油、煤油、柴油、异丁醇、正丁醇、环己烷、正庚烷、甲苯中的一种或几种，所述第二致孔剂选用α-烯丙基甘油醚。
发明人在研究中意外地发现将α-烯丙基甘油醚作为第二致孔剂与第一致孔剂配合使用后能够制得脱色效果更优的大孔吸附树脂，而α-烯丙基甘油醚在本领域中通常并不作为致孔剂使用，本领域常规致孔剂多采用有机溶剂。
本发明的有益效果是：本发明通过以N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂在树脂结构中引入酰胺基，所制大孔吸附树脂相对于未添加N-羟甲基丙烯酰胺作为交联剂制得的大孔吸附树脂来说，能够对硫酸镁母液发挥更为优异的脱色效果，可以高效脱除硫酸镁母液中的色素，树脂经解析后又可再生利用，大大降低了硫酸镁母液的脱色成本，并且避免了使用常规物理脱色剂存在的废渣产生量大、增加废渣处理成本的问题。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)配料：油相由10g苯乙烯、25g二乙烯基苯、5g N-羟甲基丙烯酰胺、50g致孔剂环己烷、0.5g引发剂BPO组成，水相由5g分散剂聚乙烯醇、300g蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至65℃保温搅拌15min，再加入油相，继续升温至80℃保温搅拌5h，反应结束后自然降温至35℃，滤出微球；
(3)后处理：用500mL丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再500mL水水洗除去丙酮，25℃下自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
实施例2
将实施例1中的N-羟甲基丙烯酰胺用量修改为7g，其余操作同实施例1。
(1)配料：油相由10g苯乙烯、25g二乙烯基苯、7g N-羟甲基丙烯酰胺、50g致孔剂环己烷、0.5g引发剂BPO组成，水相由5g分散剂聚乙烯醇、300g蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至65℃保温搅拌15min，再加入油相，继续升温至80℃保温搅拌5h，反应结束后自然降温至35℃，滤出微球；
(3)后处理：用500mL丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再500mL水水洗除去丙酮，25℃下自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
实施例3
将实施例1中的苯乙烯替换为等量的肉桂酸，其余操作同实施例1。
(1)配料：油相由10g肉桂酸、25g二乙烯基苯、5g N-羟甲基丙烯酰胺、50g致孔剂环己烷、0.5g引发剂BPO组成，水相由5g分散剂聚乙烯醇、300g蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至65℃保温搅拌15min，再加入油相，继续升温至80℃保温搅拌5h，反应结束后自然降温至35℃，滤出微球；
(3)后处理：用500mL丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再500mL水水洗除去丙酮，25℃下自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
实施例4
将实施例1中的致孔剂由环己烷替换为由体积比12:1的环己烷和α-烯丙基甘油醚组成的混合致孔剂，其余操作同实施例1。
(1)配料：油相由10g苯乙烯、25g二乙烯基苯、5g N-羟甲基丙烯酰胺、50g致孔剂(体积比12:1的环己烷和α-烯丙基甘油醚)、0.5g引发剂BPO组成，水相由5g分散剂聚乙烯醇、300g蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至65℃保温搅拌15min，再加入油相，继续升温至80℃保温搅拌5h，反应结束后自然降温至35℃，滤出微球；
(3)后处理：用500mL丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再500mL水水洗除去丙酮，25℃下自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
对照例1
将实施例1中的N-羟甲基丙烯酰胺删除，其余操作同实施例1。
(1)配料：油相由10g苯乙烯、25g二乙烯基苯、50g致孔剂环己烷、0.5g引发剂BPO组成，水相由5g分散剂聚乙烯醇、300g蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至65℃保温搅拌15min，再加入油相，继续升温至80℃保温搅拌5h，反应结束后自然降温至35℃，滤出微球；
(3)后处理：用500mL丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再500mL水水洗除去丙酮，25℃下自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
利用上述实施例制备大孔吸附树脂，取150g所制大孔吸附树脂装入直径2cm、高80cm的玻璃交换柱中，加入纯水赶走树脂中的气泡，从下部防水，保持液面高于树脂面1cm处，关闭下部旋塞，从上部加入1L硫酸镁母液，调节底部旋塞，控制流速在5BV/h，收集洗脱液。并设置以本公司生产的大孔吸附树脂WD1200作为脱色树脂的对照例2。
利用可见分光光度计在470nm处测定硫酸镁母液的吸光度A0和洗脱液的吸光度A1，按照下式计算脱色率，脱色效果如表1所示。
脱色率％＝[(A0-A1)/A0]×100。
表1
组别 脱色率/％ 洗脱液颜色
实施例1 96.15 淡黄色
实施例2 96.48 淡黄色
实施例3 99.17 无色
实施例4 99.32 无色
对照例1 90.26 黄色
对照例2 93.58 淡黄色
硫酸镁母液 / 黑色
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)配料：油相由苯乙烯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂组成，水相由分散剂、蒸馏水组成；
(2)聚合反应：向反应容器中加入水相，并升温至60-70℃保温搅拌，再加入油相，继续升温至80-90℃保温搅拌，反应结束后自然降温，滤出微球；
(3)后处理：用丙酮淋洗微球以除去杂质和残留的致孔剂，再水洗除去丙酮，自然沥干水分，即得大孔吸附树脂。
2.根据权利要求1所述的硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、致孔剂、引发剂、分散剂、蒸馏水的质量比为1-10:10-30:1-10:30-80:0.25-1:1-10:250-500。
3.根据权利要求1所述的硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于：所述致孔剂选用200#汽油、煤油、柴油、异丁醇、正丁醇、环己烷、正庚烷、甲苯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于：所述引发剂选用AIBN、BPO、TBPO中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所述的硫酸镁母液脱色专用树脂的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯替换为肉桂酸。
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