CN116639862A - 一种铝土矿尾矿浆用脱水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将无机硅酸类凝聚剂与丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水缔合类单体、疏水缔合促溶类单体和水性乳化剂混匀后，向混合液中加入水溶性链转移剂、金属络合剂、温度引发剂和过硫酸类氧化剂，混匀后得到分散相；其中，所述无机硅酸类凝聚剂由硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液经聚合反应制得；将分散相加入连续相中混匀，得到油包水反相乳液混合体系；其中，连续相由基础油、油溶性乳化剂和油溶性引发剂混匀得到；向油包水反相乳液混合体系中加入还原剂溶液，分阶段进行聚合反应后，得到铝土矿尾矿浆用脱水剂。本发明中制备得到的脱水剂同时兼具优异的沉降速度和絮凝效果。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，特别涉及一种铝土矿尾矿浆用脱水剂及其制备方法。
背景技术
铝土矿尾矿浆主要成分为高岭石、一(三)水硬铝石和赤铁矿等，其主要化学成分为Al2O3和SiO2，矿泥分散性大，细度极细，小于0.02mm的粒子约占65％，矿浆显负电性，尾矿浆浓密后底流固含量约占30％左右，这种尾矿浆的含水率较高，排泥库堆存环保风险高，并且还会出现“超架空结构”，即使矿泥沉积时间达10～20年，其下层矿泥仍然为流塑状态。因此，为了减少尾矿浆的外排量，保证选矿的长期生产和尾矿的安全堆存以及提高水资源利用率等，尾矿浆浓密沉降后需要对其进一步进行脱水处理。
目前，常用的脱水剂包括无机凝胶剂和有机絮凝剂，采用无机凝胶剂如聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合氯化铝铁等对尾矿浆进行脱水，虽然采用无机凝胶剂脱水处理后上清液较为清澈，但其沉降速度较慢；采用有机絮凝剂如阴离子聚丙烯酰胺，虽然能够明显提高沉降速度，但是其对细小悬浮颗粒的絮凝效果差，且上清液较浑浊。
因此，基于现有技术中无机凝胶剂和有机絮凝剂性能的不足，有必要研究一种沉降速度快、上清液清澈、浊度低且适用于铝土矿尾矿浆的脱水剂，这对尾矿浆脱水剂的应用和研究具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂及其制备方法，制备得到的脱水剂具有沉降速度快、对细小悬浮颗粒的絮凝效果好且上清液清澈、浊度较低的优点。
第一方面，本发明提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将无机硅酸类凝聚剂与丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水缔合类单体、疏水缔合促溶类单体和水性乳化剂混匀后，得到第一混合液；向所述第一混合液中加入水溶性链转移剂、金属络合剂、温度引发剂和过硫酸类氧化剂，混匀后得到分散相；其中，所述无机硅酸类凝聚剂由硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液经聚合反应制得；
(2)将所述分散相加入连续相中混匀，得到油包水反相乳液混合体系；其中，所述连续相由基础油、油溶性乳化剂和油溶性引发剂混匀得到；
(3)向所述油包水反相乳液混合体系中加入还原剂溶液，分阶段进行聚合反应后，得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂。
优选地，所述无机硅酸类凝聚剂通过如下方法制备得到：
(11)将水、硅烷偶联剂和无机铝盐混匀，得到第二混合液；
(12)向所述第二混合液中滴加碱液，经聚合反应后得到所述无机硅酸类凝聚剂。
优选地，在制备所述无机硅酸类凝聚剂过程中，以质量百分数计，各反应原料的含量为：水40～46％，硅烷偶联剂15～17％，无机铝盐16～18％，碱液23～25％；所述碱液的质量浓度为40～50％。
优选地，在步骤(12)中，所述聚合反应的温度为50～53℃，时间为0.5～1h。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述无机铝盐为三氯化铝、硫酸铝或明矾中的至少一种；
所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中：
所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺中的至少一种；
所述丙烯酸类单体为丙烯酸、2-乙基丙烯酸丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙基丙烯酸、2-(溴甲基)丙烯酸或3,3-二甲基丙烯酸中的至少一种；
所述疏水缔合类单体为烯丙基三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)锡烷、N-(1-萘基)-N-苯基甲基丙烯酰胺、2-乙基己基丙烯酸酯或烯丙氧基-叔丁基二甲基硅烷中的至少一种；
所述疏水缔合促溶类单体为聚氧乙烯(10)月桂基醚、聚氧乙烯(6)月桂基醚、椰油聚氧乙烯醚甲基氯化铵、辛酰硫代甜菜碱或3-(N,N-二甲基十二烷基铵)丙烷磺酸盐中的至少一种；
所述水性乳化剂为吐温-60、吐温-40、吐温-80或吐温-85中的至少一种；
所述水溶性链转移剂为甲酸钠、抗坏血酸或异丙醇中的至少一种；
所述金属络合剂为二亚乙基三胺五乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种；
所述温度引发剂叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化氢叔丁基异丙苯中的至少一种；
所述过硫酸类氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸锰中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中：
在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述混合液中各反应原料的添加量如下：无机硅酸类凝聚剂23.7～30.9％，丙烯酰胺类单体21.5～23.2％，丙烯酸类单体16～18％，疏水缔合类单体0.3～0.5％，疏水缔合促溶类单体1.3～1.6％，水溶性乳化剂1.5～1.7％。
优选地，在步骤(1)中：
所述水溶性链转移剂的添加量为所述混合液的0.009～0.012％，所述金属络合剂的添加量为所述混合液的0.014～0.016％，所述温度引发剂的添加量为所述混合液的0.0068～0.007％，所述过硫酸类氧化剂的添加量为所述混合液的0.016～0.018％。
优选地，在步骤(2)中：
所述基础油为白油、菜籽油、煤油、桐油或蓖麻油中的至少一种；
所述油溶性乳化剂为司盘-40、司盘-60、司盘-80或司盘-85中的至少一种；
所述油溶性引发剂为4,4'-偶氮二苯甲醚、偶氮二甲酸二异丙酯或偶氮二甲酸二苄酯中的至少一种。
优选地，在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述连续相中各反应原料的添加量如下：基础油25～27％，油溶性乳化剂1.8～2.1％；所述油溶性引发剂的添加量为所述基础油和所述油溶性乳化剂添加量的0.012～0.013％。
优选地，在步骤(3)中：
在向所述油包水反相乳液体系中加入还原剂溶液之前，还包括向所述油包水反相乳液体系中通氮除氧的步骤；优选地，所述通氮除氧的时间为30～35min；
所述还原剂溶液的浓度为1.5～1.8％，所述还原剂溶液中的溶质为偏重亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、硫代硫酸钠或二氧化硫脲中的至少一种。
优选地，分两个温度阶段进行聚合反应；其中，第一温度阶段的温度为45～47℃，时间为1.8～2.5h，第二温度阶段的温度为66～68℃，时间为1.8～2.5h；
优选地，在每个温度阶段进行聚合反应时，分两个阶段向所述反相乳液混合体系中滴加还原剂溶液；其中，第一阶段还原剂溶液的滴加速度为2～3mL/h，第二阶段还原剂溶液的滴加速度为0.5～1mL/h。
优选地，在步骤(3)中：
经聚合反应后，还包括向反应体系中加入转相剂，以得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂。
优选地，所述转相剂为聚乙二醇(12)十三烷基醚、六甘醇十二烷基醚或十乙二醇单十二烷基醚中的至少一种；所述转相剂的添加量为1.5-1.8％。
第二方面，本发明提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂，采用上述第一方面任一项所述的制备方法制备得到。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明中首先采用硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液通过水解共聚反应制备无机硅酸类凝聚剂，硅烷偶联剂水解后形成的硅羟基能够与周围分布的金属盐离子或金属盐氢氧化聚合物发生聚合反应，从而使形成的凝聚剂同时具有电中和、吸附架桥和网捕作用，保证其具有较好的絮凝效果和体系稳定性；之后采用原位聚合的方法将无机硅酸类凝聚剂与丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水类单体和疏水缔合促溶类单体等进行聚合，从而得到的无机-有机体系杂化脱水剂；该脱水剂同时具有无机凝聚剂和高分子有机脱水剂两者的优点，既可以发挥无机粒子的电中和、吸附架桥和网捕作用，又可以发挥有机高分子的架桥优势，从而使得脱水剂同时具有絮凝效果好，且絮体形成快，颗粒密度大，沉降速度快的优点；
(2)在本发明中在制备脱水剂的过程中加入疏水缔合类单体和疏水缔合促溶类单体，从而使得聚合物分子具有疏水缔合作用，进而有利于在保证脱水剂较好的溶解性的基础之上，进一步提高脱水剂的絮凝脱水性能；
(3)本发明在制备脱水剂的过程中加入过硫酸类氧化剂，过硫酸根能够与无机硅酸类凝聚剂中的正电荷铝盐的氢氧化水解产物结合，从而使得脱水剂中的无机组分与有机组分之间通过SO4 2-以离子键形式相连接，从而使得脱水剂表面呈现紧密结实的空间网状结构，进而使其具有较好的絮凝效果；
(4)本发明制备的铝土矿尾矿浆用脱水剂具有絮凝速度快、上清液清澈、浊度低、溶解快等优点，其外观无色透明，水解度20～25％，相对浊度≤0.3，沉降泥浓度≥50％，沉降速率≥15mm/min，上清液高度≥20mm。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的无机脱水剂和有机絮凝剂存在无法兼具较好的沉降速度和较好的絮凝效果的缺点，本发明实施例提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将无机硅酸类凝聚剂与丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水缔合类单体、疏水缔合促溶类单体和水性乳化剂混匀后，得到第一混合液；向所述第一混合液中加入水溶性链转移剂、金属络合剂、温度引发剂和过硫酸类氧化剂，混匀后得到分散相；其中，所述无机硅酸类凝聚剂由硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液经聚合反应制得；
(2)将所述分散相加入连续相中混匀，得到油包水反相乳液混合体系；其中，所述连续相由基础油、油溶性乳化剂和油溶性引发剂混匀得到；
(3)向所述油包水反相乳液混合体系中加入还原剂溶液，分阶段进行聚合反应后，得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂。
本发明实施例中，首先以硅烷偶联剂为硅源与无机铝盐和碱液通过水解共聚反应制备无机硅酸类凝聚剂，硅烷偶联剂水解后形成的硅羟基能够与周围分布的金属盐离子或金属盐氢氧化聚合物发生聚合反应，从而使形成的凝聚剂同时具有电中和、吸附架桥和网捕作用，保证其具有较好的絮凝效果和体系稳定性；之后将无机硅酸类凝聚剂、丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水类单体、疏水缔合促溶类单体与乳化剂、引发剂和氧化剂等混合形成分散相，最后将分散相与连续相混合后，加入还原剂引发反应，使各单体之间进行原位聚合，从而得到油包水型无机-有机体系杂化脱水剂产品。本发明在聚合反应过程中加入疏水缔合类单体和疏水缔合促溶类单体，从而使得聚合物分子具有疏水缔合作用，进而有利于在保证脱水剂较好的溶解性的基础之上，进一步提高脱水剂的絮凝脱水性能；同时本发明中采用过硫酸类氧化剂，过硫酸根能够与无机硅酸类凝聚剂中的正电荷铝盐的氢氧化水解产物结合，在受热分解后产生自由基引发有机单体聚合，从而使得脱水剂中的无机组分与有机组分之间通过SO4 2-以离子键形式相连接，该离子键为强键合作用，从而使得脱水剂表面呈现紧密结实的空间网状结构，进而使其具有较好的絮凝效果，同时保证脱水剂絮体具有较好的抗剪切能力。
本发明中的脱水剂同时具有无机凝聚剂和高分子有机脱水剂两者的优点，且该脱水剂具有空间网状结构，其表面呈紧密结实的团簇，并含有大量的致密细小孔隙，表面积较大，这种结构使其既可以发挥无机粒子的电中和、吸附架桥和网捕作用，又可以发挥有机高分子的架桥优势，从而使得脱水剂同时具有絮凝效果好，絮体形成快，颗粒密度大，沉降速度快的优点，且无二次污染，高效低耗，适用范围广。
根据一些优选的实施方式，所述无机硅酸类凝聚剂通过如下方法制备得到：
(11)将水、硅烷偶联剂和无机铝盐混匀，得到第二混合液；
(12)向所述第二混合液中滴加碱液，经聚合反应后得到所述无机硅酸类凝聚剂。
本发明实施例中，可以首先将硅烷偶联剂和水加入反应釜中，在一定的搅拌速度(例如可以为280～320r/min)下搅拌溶解，保持转速不变，再向混合液中加入无机铝盐，充分溶解后得到混合液，将反应体系的温度升高至50～53℃后，用注射泵以10～15mL/h的速度向混合液中加入碱液，保证反应体系的pH值为7.6～7.8，之后在恒温下进行聚合反应，反应完成后将反应体系的温度降至室温(23～25℃)，此时体系为淡黄色透明液体，即为无机硅酸类凝聚剂。优选地，碱液在此反应体系中的添加量为23～25％。
根据一些优选的实施方式，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述无机铝盐为三氯化铝、硫酸铝或明矾中的至少一种；
所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的至少一种。
本发明实施例中，在硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液的水解共聚过程中，硅烷偶联剂能够与无机铝盐形成聚硅酸铝高分子絮凝剂，采用上述种类的铝盐能够延缓聚硅酸的凝胶速度，增强体系的稳定性，使得无机硅酸类凝聚剂体系同时具有电中和、吸附架桥和网捕作用；同时，本发明中采用的硅烷偶联剂的水解速度相对缓慢，并且其水解后生成的硅羟基能够与周围均匀分布的金属盐离子或金属盐离子的氢氧化聚合物发生聚合反应，从而使得形成的无机硅酸类凝聚剂的分子量较大，且硅烷偶联剂中的烷基基团具有位阻作用，其能够阻碍体系网状聚合形成凝胶，从而进一步提高了脱水剂产品的稳定性。
根据一些优选的实施方式，在制备所述无机硅酸类凝聚剂过程中，以质量百分数计，各反应原料的含量为：水40～46％(例如，可以为40％、41％、42％、43％、44％、45％或46％)，硅烷偶联剂15～17％(例如，可以为15％、16％或17％)，无机铝盐16～18％(例如，可以为16％、17％或18％)，碱液23～25％(例如，可以为23％、24％或25％)；所述碱液的质量浓度为40～50％(例如，可以为40％、45％或50％)；
优选地，在步骤(12)中，所述聚合反应的温度为50～53℃(例如，可以为50℃、51℃、52℃或53℃)，时间为0.5～1h(例如，可以为0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h)。
本发明实施例中，通过对无机硅酸类凝胶剂制备过程中各原料组分含量的控制，如此能够使得无机硅酸类凝胶剂具有较好的絮凝效果和较好的体系稳定性；若无机铝盐的添加量过高，而体系中硅烷偶联剂的含量相对较低，此时不利于形成有效含量较多的聚硅酸铝单体，从而不利于保证无机硅酸类凝胶剂较好的絮凝效果和较好的体系稳定性；若无机铝盐的添加量过低，而此时体系中硅烷偶联剂的含量相对较高，则会使得部分硅烷偶联剂无法溶解，同样会使得形成的聚硅酸铝单体较少，从而不利于保证无机硅酸类凝胶剂较好的絮凝效果和较好的体系稳定性。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中：
所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺中的至少一种；所述丙烯酸类单体为丙烯酸、2-乙基丙烯酸丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙基丙烯酸、2-(溴甲基)丙烯酸或3,3-二甲基丙烯酸中的至少一种；所述疏水缔合类单体为烯丙基三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)锡烷、N-(1-萘基)-N-苯基甲基丙烯酰胺、2-乙基己基丙烯酸酯或烯丙氧基-叔丁基二甲基硅烷中的至少一种；所述疏水缔合促溶类单体为聚氧乙烯(10)月桂基醚、聚氧乙烯(6)月桂基醚、椰油聚氧乙烯醚甲基氯化铵、辛酰硫代甜菜碱或3-(N,N-二甲基十二烷基铵)丙烷磺酸盐中的至少一种；本发明实施例中，在聚合反应过程中加入疏水缔合单体及疏水缔合促溶单体，能够使得脱水剂产品具备疏水缔合聚合物的性能，从而能够进一步提高脱水剂产品的絮凝脱水性能，且溶解性好，本发明为油包水乳液体系，体系稳定，应用方便，无粉尘污染。
所述水性乳化剂为吐温-60、吐温-40、吐温-80或吐温-85中的至少一种；所述水溶性链转移剂为甲酸钠、抗坏血酸或异丙醇中的至少一种；所述金属络合剂为二亚乙基三胺五乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种；所述温度引发剂叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化氢叔丁基异丙苯中的至少一种；所述过硫酸类氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸锰中的至少一种。
本发明实施例中，在聚合过程中采用过硫酸类氧化剂，过硫酸根能够与无机硅酸类凝聚剂中的正电荷铝盐氢氧化水解产物结合，在受热分解后产生自由基引发有机单体聚合，从而使得无机硅酸类凝聚剂中的无机组分与丙烯酰胺和丙烯酸类等有机组分之间通过SO4 2-以离子键形式相连接，相对于常规的氢键作用，该离子键为强键合作用，从而使得该脱水剂形成的絮体稳定不易分散，具有较好的抗剪切能力。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中：
在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述混合液中各反应原料的添加量如下：无机硅酸类凝聚剂23.7～30.9％(例如，可以为23.7％、24％、25％、27％、28％或30.9％)，丙烯酰胺类单体21.5～23.2％(例如，可以为21.5％、22％、22.5％、22.8％或23.2％)，丙烯酸类单体16～18％(例如，可以为16％、16.5％、17％、17.5％或18％)，疏水缔合类单体0.3～0.5％(例如，可以为0.3％、0.4％或0.5％)，疏水缔合促溶类单体1.3～1.6％(例如，可以为1.3％、1.4％、1.5％或1.6％)，水溶性乳化剂1.5～1.7％(例如，可以为1.5％、1.6％或1.7％)；
经本发明实验证实，将反应单体中各个组份的含量控制在上述范围内，不仅能够保证各个单体在聚合反应中能够充分反应，而且能够使得各个单体能够最佳的发挥作用，保证脱水剂产品的综合性能较好；若无机硅酸类凝聚剂的添加量过低，则不利于保证脱水剂产品较好的絮凝效果，若无机硅酸类凝聚剂的添加量过高，则会使得脱水剂产品的分子量较低，虽然絮凝后的上清液较为清澈，但其絮凝效果也较差；同时需同时控制疏水缔合类单体和疏水缔合促溶类单体的含量，若疏水缔合类单体的含量过少，则不利于进一步提高脱水剂产品的絮凝效果，若疏水缔合类单体的含量过多，则会使得脱水剂产品的溶解性较差，不利于现场应用。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中：向第一混合液中加入水溶性链转移剂、金属络合剂、温度引发剂和过硫酸类氧化剂之前，还包括采用pH调节剂对所述第一混合液的pH进行调节的步骤；其中，所述混合液的pH值优选为7.5～7.7；在本发明实施例中，pH调节剂可以采用质量浓度为40～50％的氢氧化钠溶液、氨水溶液或氢氧化钾溶液，本发明中优选为氢氧化钠溶液，混合液的pH在上述范围内时能够保证后续引发反应时，反应体系的反应速率在合适的范围内，既不会导致反应过程过慢，也不会使得反应过程出现爆聚现象。优选地，pH调节剂在反应体系中的添加量为0.2～0.4％。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中：所述水溶性链转移剂的添加量为所述混合液的0.009～0.012％(例如，可以为0.009％、0.010％或0.012％)，所述金属络合剂的添加量为所述混合液的0.014～0.016％(例如，可以为0.014％、0.015％或0.016％)，所述温度引发剂的添加量为所述混合液的0.0068～0.007％(例如，可以为0.0068％、0.069％或0.007％)，所述过硫酸类氧化剂的添加量为所述混合液的0.016～0.018％(例如，可以为0.016％、0.017％或0.018％)。
根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中：
所述基础油为白油、菜籽油、煤油、桐油或蓖麻油中的至少一种；
所述油溶性乳化剂为司盘-40、司盘-60、司盘-80或司盘-85中的至少一种；
所述油溶性引发剂为4,4'-偶氮二苯甲醚、偶氮二甲酸二异丙酯或偶氮二甲酸二苄酯中的至少一种。
在本发明实施例中，在制备连续相时，可以在温度23～25℃下，向反应釜中依次加入基础油、油溶性乳化剂和油溶性引发剂搅拌后充分溶解，得到连续相；本发明对搅拌的转速没有特别限制，能够保证各反应原料充分溶解即可，搅拌的转速例如可以为280～320r/min。之后，保持温度在23～25℃，将分散相加入连续相中，高速搅拌1.5～2h，得到油包水反相乳液混合体系；其中，混合体系的表观粘度优选为2600～3000mP·s时，混合体系的稳定性较好，有利于后续各反应单体之间充分聚合，若混合体系的表观粘度过低，则会使得后续制备得到的脱水剂产品发生破乳现象；若混合体系的表观粘度过高，则会使得混合体系的粘稠度增加，不利于后续各反应单体之间均匀且充分的进行聚合反应。同时需要说明的是，本发明实施例中高速搅拌的转速优选为2600～3000r/min。
根据一些优选的实施方式，在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述连续相中各反应原料的添加量如下：基础油25～27％(例如，可以为25％、26％或27％)，油溶性乳化剂1.8～2.1％(例如，可以为1.8％、1.9％、2.0％或2.1％)；所述油溶性引发剂的添加量为所述基础油和所述油溶性乳化剂添加量的0.012～0.013％(例如，可以为0.012％、0.0125％或0.013％)。
需要说明的是，在本发明实施例中，制备铝土矿尾矿用脱水剂时，各反应原料的添加量均为质量百分比。
根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中：
为了保证聚合反应的进行，在向所述油包水反相乳液体系中加入还原剂溶液之前，还包括向所述油包水反相乳液体系中通氮除氧的步骤；所述通氮除氧的时间优选为30～35min(例如，可以为30min、32min、33min或35min)；
所述还原剂溶液的浓度为1.5～1.8％(例如，可以为1.5％、1.6％、1.7％或1.8％)，所述还原剂溶液中的溶质为偏重亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、硫代硫酸钠或二氧化硫脲中的至少一种。
根据一些优选的实施方式，分两个温度阶段进行聚合反应；其中，第一温度阶段的温度为45～47℃(例如，可以为45℃、46℃或47℃)，时间为1.8～2.5h(例如，可以为1.8h、2.0h、2.2h或2.5h)，第二温度阶段的温度为66～68℃(例如，可以为66℃、67℃或68℃)，时间为1.8～2.5h(例如，可以为1.8h、2.0h、2.2h或2.5h)；
在每个温度阶段进行聚合反应时，分两个阶段向所述反相乳液混合体系中滴加还原剂溶液；其中，第一阶段还原剂溶液的滴加速度为2～3mL/h(例如，可以为2mL/h、2.2mL/h、2.5mL/h、2.8mL/h或3mL/h)，第二阶段还原剂溶液的滴加速度为0.5～1mL/h(例如，可以为0.5mL/h、0.6mL/h、0.7mL/h、0.8mL/h或1mL/h)。
本发明实施例中，在进行聚合反应时，分两个温度阶段进行聚合反应，并在每个温度阶段的聚合反应过程中，分两个阶段滴加还原剂溶液，且每个阶段还原剂溶液的滴加速度不同；例如，首先将还原剂溶液按照2～3mL/h的速度滴加至反相乳液混合体系中，同时通过水浴控制反应体系在0.3～0.5h内升高至45～47℃，保持反应体系温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.5～1mL/h，继续反应1.5～2h后，完成第一温度阶段聚合反应。之后，将还原剂溶液的滴加速度调节至2～3mL/h，并通过水浴控制反应体系的温度在0.3～0.5h内升高至66～68℃，保持反应体系温度不变，最后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.5～1mL/h，继续反应1.5～2h后，完成聚合反应，此时体系呈透明稳定的乳液状态，并将体系温度降低至室温(23～25℃)。
需要说明的是，在本发明实施例中，还原剂溶液的滴加时间即为聚合反应的时间；例如，第一温度阶段聚合反应过程中，还原剂以2～3mL/h的速度滴加时间为0.3～0.5h，还原剂以0.5～1mL/h的速度滴加时间为1.5～2h。
本发明实施例中，分两个温度阶段进行聚合反应，并在每个温度阶段采用不同滴加速度的还原剂溶液引发聚合反应，如此不仅能够保证各个反应单体之间能够充分接触，从而更好的发生聚合反应，而且能够保证聚合反应过程中聚合物的分子量在可控区间；若在聚合反应时，一次性将还原剂溶液加入反相乳液混合体系中并将反应体系的温度骤然升高至66～68℃，不仅不利于各反应单体之间的充分聚合，而且不易控制反应形成的聚合物的分子量。
根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中：
经聚合反应后，还包括向反应体系中加入转相剂，以得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂；
所述转相剂为聚乙二醇(12)十三烷基醚、六甘醇十二烷基醚或十乙二醇单十二烷基醚中的至少一种；
所述转相剂的添加量为1.5～1.8％(例如，可以为1.5％、1.6％、1.7％或1.8％)。
本发明实施例中，为了得到性能较为稳定的脱水剂产品，在聚合反应完成后，还向反应体系中加入一定含量的转相剂，搅拌混合后即可得到反相的油包水乳液；若转相剂的添加量过低，则不利于保证脱水剂产品较好的溶解性，若转相剂的添加量过高，则
本发明还提供了一种铝土矿尾矿浆用脱水剂，采用上述任一项所述的制备方法制备得到，本发明中制备得到的铝土矿尾矿浆用脱水剂具有絮凝效果好，沉降速度快，上清液清澈、浊度低和溶解快的优点，其外观无色透明，1％水溶液表观粘度600～800mPa·s，黏均相对分子质量1000～1200万，水解度20～25％，相对浊度≤0.3，沉降泥浓度≥50％，沉降速率≥15mm/min，上清液高度≥20mm。
为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种铝土矿尾矿浆用脱水剂及其制备方法进行详细说明。
实施例1：
(1)制备无机硅酸类凝聚剂：
(11)开启搅拌，将转速设定为295r/min，将硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)35.55g和去离子水109.02g加入反应釜中，混匀后得到无色透明液体，之后加入无机铝盐(三氯化铝)37.92g充分溶解，得到第二混合液；
(12)将反应釜的温度升高至52℃，采用注射泵将浓度为50％的碱液(氢氧化钠)54.51g以12mL/h的滴加速度加入第二混合液中，保证反应体系的pH值为7.71，聚合反应0.6h后得到无机硅酸类凝聚剂；
开启搅拌，将转速设定为295r/min，体系温度控制在24℃，将制备得到的无机硅酸类凝聚剂237g依次与丙烯酰胺类单体(甲基丙烯酰胺)232g、丙烯酸类单体(甲基丙烯酸)180g、疏水缔合类单体(2-乙基己基丙烯酸酯)5g、疏水缔合促溶类单体(辛酰硫代甜菜碱)16g和水性乳化剂(吐温-60)17g混匀后，得到第一混合液；采用浓度为50％的pH调节剂(氢氧化钠)溶液4g将第一混合液的pH值调节至7.61；之后向第一混合液中加入水溶性链转移剂(甲酸钠)0.069g、金属络合剂(二羟乙基甘氨)0.104g、温度引发剂(叔丁基过氧化氢)0.048g和过硫酸类氧化剂(过硫酸钾)0.117g，混合均匀后得到分散相；
(2)开启搅拌，将转速设定为295r/min，保持反应体系的温度为24℃，向反应釜中依次加入基础油(白油)270g、油溶性乳化剂(司盘-85)21g和油溶性引发剂(4,4'-偶氮二苯甲醚)0.035g混匀后，得到连续相；
开启搅拌，将转速设定为2850r/min，将分散相加入连续相中搅拌混匀1.8h，得到油包水反相乳液混合体系；其中混合体系的表观粘度为2750mPa·s；
(3)向油包水反相乳液混合体系中通氮除氧33min后，开启搅拌，将将转速设定为295r/min，首先将浓度为1.58％的还原剂溶液(偏重亚硫酸钠)以2.4mL/h的滴加速度加入混合体系中，并通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至46℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.7mL/h，继续反应1.6h；将还原剂溶液的滴加速度调节至2.4mL/h，并通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至67℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.7mL/h，继续反应1.6h，得到稳定透明的乳液；
待透明乳液的温度降至24℃后，向透明乳液中加入转相剂(聚乙二醇(12)十三烷基醚)18g在295r/min的转速混匀，得到铝土矿尾矿浆用脱水剂。
实施例2：
(1)制备无机硅酸类凝聚剂：
(11)开启搅拌，将转速设定为280r/min，将硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)52.53g和去离子水132.87g加入反应釜中，混匀后得到无色透明液体，之后加入无机铝盐(三氯化铝)52.53g充分溶解，得到第二混合液；
(12)将反应釜的温度升高至52℃，采用注射泵将浓度为50％的碱液(氢氧化钠)71.07g以10mL/h的滴加速度加入第二混合液中，保证反应体系的pH值为7.71，聚合反应0.6h后得到无机硅酸类凝聚剂；
开启搅拌，将转速设定为280r/min，体系温度控制在24℃，将制备得到的无机硅酸类凝聚剂309g依次与丙烯酰胺类单体(丙烯酰胺)215g、丙烯酸类单体(甲基丙烯酸)160g、疏水缔合类单体(2-乙基己基丙烯酸酯)3g、疏水缔合促溶类单体(椰油聚氧乙烯醚甲基氯化铵)13g和水性乳化剂(吐温-60)15g混匀后，得到第一混合液；采用浓度为50％的pH调节剂(氢氧化钠)溶液2g将第一混合液的pH值调节至7.61；之后向第一混合液中加入水溶性链转移剂(甲酸钠)0.072g、金属络合剂(二羟乙基甘氨)0.108g、温度引发剂(叔丁基过氧化氢)0.049g和过硫酸类氧化剂(过硫酸钠)0.122g，混合均匀后得到分散相；
(2)开启搅拌，将转速设定为280r/min，保持反应体系的温度为24℃，向反应釜中依次加入基础油(白油)250g、油溶性乳化剂(司盘-85)18g和油溶性引发剂(4,4'-偶氮二苯甲醚)0.034g混匀后，得到连续相；
开启搅拌，将转速设定为2600r/min，将分散相加入连续相中搅拌混匀1.8h，得到油包水反相乳液混合体系；其中混合体系的表观粘度为2600mPa·s；
(3)向油包水反相乳液混合体系中通氮除氧33min后，开启搅拌，将将转速设定为280r/min，首先将浓度为1.5％的还原剂溶液(偏重亚硫酸钠)以2mL/h的滴加速度加入混合体系中，并通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至46℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.5mL/h，继续反应1.6h；将还原剂溶液的滴加速度调节至2mL/h，并通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至67℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.5mL/h，继续反应1.6h，得到稳定透明的乳液；
待透明乳液的温度降至24℃后，向透明乳液中加入转相剂(聚乙二醇(12)十三烷基醚)15g在280r/min的转速混匀，得到铝土矿尾矿浆用脱水剂。
实施例3：
(1)制备无机硅酸类凝聚剂：
(11)开启搅拌，将转速设定为295r/min，将硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)48g和去离子水132g加入反应釜中，混匀后得到无色透明液体，之后加入无机铝盐(三氯化铝)48g充分溶解，得到第二混合液；
(12)将反应釜的温度升高至50℃，采用注射泵将浓度为50％的碱液(氢氧化钠)72g以12mL/h的滴加速度加入第二混合液中，保证反应体系的pH值为7.6，聚合反应0.5h后得到无机硅酸类凝聚剂；
开启搅拌，将转速设定为295r/min，体系温度控制在24℃，将制备得到的无机硅酸类凝聚剂300g依次与丙烯酰胺类单体(甲基丙烯酰胺)218.5g、丙烯酸类单体(丙烯酸)161g、疏水缔合类单体(2-乙基己基丙烯酸酯)3.1g、疏水缔合促溶类单体(辛酰硫代甜菜碱)13.1g和水性乳化剂(吐温-60)15.2g混匀后，得到第一混合液；采用浓度为50％的pH调节剂(氢氧化钠)溶液3g将第一混合液的pH值调节至7.61；之后向第一混合液中加入水溶性链转移剂(甲酸钠)0.071g、金属络合剂(二羟乙基甘氨)0.107g、温度引发剂(叔丁基过氧化氢)0.049g和过硫酸类氧化剂(过硫酸钾)0.121g，混合均匀后得到分散相；
(2)开启搅拌，将转速设定为295r/min，保持反应体系的温度为24℃，向反应釜中依次加入基础油(白油)251g、油溶性乳化剂(司盘-85)18.6g和油溶性引发剂(4,4'-偶氮二苯甲醚)0.034g混匀后，得到连续相；
开启搅拌，将转速设定为2850r/min，将分散相加入连续相中搅拌混匀1.5h，得到油包水反相乳液混合体系；其中混合体系的表观粘度为2750mPa·s；
(3)向油包水反相乳液混合体系中通氮除氧33min后，开启搅拌，将将转速设定为295r/min，首先将浓度为1.58％的还原剂溶液(偏重亚硫酸钠)以2.4mL/h的滴加速度加入混合体系中，并通过水浴控制在0.3h内将反应体系的温度升温至45℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.7mL/h，继续反应1.5h；将还原剂溶液的滴加速度调节至2.4mL/h，并通过水浴控制在0.3h内将反应体系的温度升温至66℃，保持温度不变，之后将还原剂溶液的滴加速度调节至0.7mL/h，继续反应1.5h，得到稳定透明的乳液；
待透明乳液的温度降至24℃后，向透明乳液中加入转相剂(聚乙二醇(12)十三烷基醚)16.5g在295r/min的转速混匀，得到铝土矿尾矿浆用脱水剂。
实施例4：
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，在同一温度下进行聚合反应，并将还原剂溶液在同一温度下一次性加入油包水反相乳液混合体系中；即向混合体系中一次性加入浓度为1.58％的还原剂溶液(偏重亚硫酸钠)，并将反应体系直接升高至67℃反应4h，得到稳定透明的乳液。
实施例5：
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(3)中，聚合反应分两个温度阶段进行，但将还原剂溶液一次性加入油包水反相乳液混合体系中；即首先将浓度为1.58％的还原剂溶液(偏重亚硫酸钠)以2.4mL/h的滴加速度加入混合体系中，并通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至46℃，保持温度不变继续反应1.6h；之后通过水浴控制在0.4h内将反应体系的温度升温至67℃，保持温度不变继续反应1.6h，得到稳定透明的乳液。
实施例6：
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(11)中，硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)的添加量为47.4g。
实施例7:
实施例7与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(11)中，无机铝盐(三氯化铝)的添加量为50g。
实施例8：
实施例8与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，无机硅酸类凝聚剂的添加量为20g。
实施例9：
实施例9与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，无机硅酸类凝聚剂的添加量为35g。
实施例10：
实施例10与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，疏水缔合类单体的添加量为1g。
实施例11：
实施例11与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，疏水缔合促溶类单体的添加量为20g。
对比例1：
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，分散相中不添加无机硅酸类凝聚剂；即开启搅拌，将转速设定为295r/min，体系温度控制在24℃，将丙烯酰胺类单体(甲基丙烯酰胺)232g、丙烯酸类单体(甲基丙烯酸)180g、疏水缔合类单体(2-乙基己基丙烯酸酯)5g、疏水缔合促溶类单体(辛酰硫代甜菜碱)16g和水性乳化剂(吐温-60)17g混匀后，采用浓度为50％的pH调节剂(氢氧化钠)溶液4g将混合液的pH值调节至7.61；之后向混合液中加入水溶性链转移剂(甲酸钠)0.1g、金属络合剂(二羟乙基甘氨)0.15g、温度引发剂(叔丁基过氧化氢)0.069g和过硫酸类氧化剂(过硫酸钾)0.17g，混合均匀后得到分散相。
对比例2：
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，分散相中不添加疏水缔合促溶类单体(辛酰硫代甜菜碱)。
对比例3:
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，开启搅拌，将转速设定为295r/min，将无机铝盐(三氯化铝)37.92g和去离子水109.02g加入反应釜中，得到混合液；(12)将反应釜的温度升高至52℃，采用注射泵将浓度为50％的碱液(氢氧化钠)54.51g以12mL/h的滴加速度加入混合液中，保证反应体系的pH值为7.71，聚合反应0.6h后得到凝聚剂。对比例4:
对比例4与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，将无机硅酸类凝聚剂替换为相同质量的聚合氯化铝铁。
对比例5:
对比例5与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，不添加疏水缔合类单体和疏水缔合促溶类单体。
对比例6:
对比例6与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤(1)中，采用相同质量的过氧化氢替代过硫酸类氧化剂(过硫酸钾)。
将实施例1至11和对比例1至6中制备得到的脱水剂(以下简称试样)分别进行性能测试，测试结果如表1所示，测试方法如下：
(1)1％水溶液表观粘度测试：准确称取4.0g试样，搅拌器转速设定为300r/min，在搅拌下慢慢加入到400mL蒸馏水中，再将转速设定为1500r/min，高速搅拌5min后，按照GB/T16783.1的6.3方法用旋转粘度计测定其表观粘度；
(2)黏均相对分子质量、水解度测试：在电子天平上准确称量20.000g试样(记为m1)，用100.0g无水乙醇清洗，将所得固体用真空泵抽滤，反复5次，放置在50℃烘箱中5h，将得到的白色粉末在分析天平上称重，记为m2，将白色粉末放在水分测定仪中测其固含量，记为G0，有效含量按照公式(1)计算：
式中：
G——有效含量，％；
G0——白色粉末固含量，％；
m1——乳液聚合物质量，g；
m2——白色粉末质量，g。
将得到的白色粉末按照GB/T 17514-2017标准测试试样的黏均相对分子质量和水解度。
(3)上清液高度测试：矿泥沉降过程中颗粒向下运动会形成清晰的泥水分液面，分液面以上液体清澈，称为上清液，分液面以下颗粒含量称为沉降泥，初始液面到分液面的高度称为上清液高度H，通过上清液高度随沉降时间的变化可以计算沉降速度；去量程为200mL的量筒，加入上述试样的脱水剂，沉降2min时将分液面记为V0，按照公式(2)计算上清液高度：
式中，H——上清液高度，mm；
V0——分液面读数，mL；
D——量筒内直径，mm。
(4)沉降速率测试：沉降速率指的是上清液在单位时间内下降的高度，是一个动态过程，为了更好的反应速度的变化，取相邻页面读数高度差除以对应的相邻页面读数时间差来表示，按照公式(3)计算沉降速率：
式中，Vt——沉降速率，mm/min；
Hn+1，Hn——上清液实时高度，mm；
Tn+1，Tn——经过该刻度时间，min。
(3)沉降泥浓度：沉降泥浓度越高，对脱水及后期固化越有利；矿泥在沉降过程中，粗颗粒会先沉积，沉降泥浓度会由底部往上不断降低，且在量筒内取沉降泥难度较大，故只能通过称量法计算，计算如公式(4)和(5)：
M2＝M1-M0……(4)
式中，M0——量筒的质量，g；
M1——矿泥和量筒的总质量，g；
M2——矿泥质量，g；
C0——矿泥初始质量浓度，％；
C1——沉降泥的质量浓度，％；
ρw——上清液密度，g/cm3；
V——上清液体积，mL。
(4)相对浊度具体测试：
配制TiO2浑浊液：将TiO2粉末(190nm，密度3.95g/mL)按照1500ppm浓度分散于NaCl盐水(浓度1000ppm)中，密封放置24h后，转速700r/min下搅拌2h保证颗粒分散均匀，并用50％浓度的NaOH溶液调节PH至9-9.2，即得到TiO2浑浊液，待用；
相对浊度的测试：用浊度仪测试TiO2浑浊液的空白浊度记为T0，将脱水剂试样按照1000ppm浓度溶于去离子水中，充分溶解后得到絮凝剂水溶液，待用，按照2000ppm浓度，称取一定量的絮凝剂水溶液加入到TiO2浑浊液中，温度25℃，转速700r/min下搅拌15min后，静置10min后测试浊度记为T1，按照公式(6)计算相对浊度Tr：
Tr＝T1/T0……(6)。
表1
由表1可知，与对比例相比，本发明制备的铝土矿尾矿浆用脱水剂具有絮凝速度快、上清液清澈、浊度低、溶解快等优点，其外观无色透明，水解度20～25％，相对浊度≤0.3，沉降泥浓度≥50％，沉降速率≥15mm/min，上清液高度≥20mm。
注：上述测试采用的尾矿泥为浓密机尾矿泥，尾矿泥浓度质量浓度为25％，其主要组分如表2所示：
表2
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种铝土矿尾矿浆用脱水剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将无机硅酸类凝聚剂与丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体、疏水缔合类单体、疏水缔合促溶类单体和水性乳化剂混匀后，得到第一混合液；向所述第一混合液中加入水溶性链转移剂、金属络合剂、温度引发剂和过硫酸类氧化剂，混匀后得到分散相；其中，所述无机硅酸类凝聚剂由硅烷偶联剂、无机铝盐和碱液经聚合反应制得；
(2)将所述分散相加入连续相中混匀，得到油包水反相乳液混合体系；其中，所述连续相由基础油、油溶性乳化剂和油溶性引发剂混匀得到；
(3)向所述油包水反相乳液混合体系中加入还原剂溶液，分阶段进行聚合反应后，得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述无机硅酸类凝聚剂通过如下方法制备得到：
(11)将水、硅烷偶联剂和无机铝盐混匀，得到第二混合液；
(12)向所述第二混合液中滴加碱液，经聚合反应后得到所述无机硅酸类凝聚剂；
优选地，在制备所述无机硅酸类凝聚剂过程中，以质量百分数计，各反应原料的含量为：水40～46％，硅烷偶联剂15～17％，无机铝盐16～18％，碱液23～25％；所述碱液的质量浓度为40～50％；
优选地，在步骤(12)中，所述聚合反应的温度为50～53℃，时间为0.5～1h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
所述无机铝盐为三氯化铝、硫酸铝或明矾中的至少一种；和/或
所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：
所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺中的至少一种；
所述丙烯酸类单体为丙烯酸、2-乙基丙烯酸丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙基丙烯酸、2-(溴甲基)丙烯酸或3,3-二甲基丙烯酸中的至少一种；
所述疏水缔合类单体为烯丙基三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)锡烷、N-(1-萘基)-N-苯基甲基丙烯酰胺、2-乙基己基丙烯酸酯或烯丙氧基-叔丁基二甲基硅烷中的至少一种；
所述疏水缔合促溶类单体为聚氧乙烯(10)月桂基醚、聚氧乙烯(6)月桂基醚、椰油聚氧乙烯醚甲基氯化铵、辛酰硫代甜菜碱或3-(N,N-二甲基十二烷基铵)丙烷磺酸盐中的至少一种；
所述水性乳化剂为吐温-60、吐温-40、吐温-80或吐温-85中的至少一种；
所述水溶性链转移剂为甲酸钠、抗坏血酸或异丙醇中的至少一种；
所述金属络合剂为二亚乙基三胺五乙酸、二羟乙基甘氨酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种；
所述温度引发剂叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯或过氧化氢叔丁基异丙苯中的至少一种；和/或
所述过硫酸类氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸锰中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：
在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述混合液中各反应原料的添加量如下：无机硅酸类凝聚剂23.7～30.9％，丙烯酰胺类单体21.5～23.2％，丙烯酸类单体16～18％，疏水缔合类单体0.3～0.5％，疏水缔合促溶类单体1.3～1.6％，水溶性乳化剂1.5～1.7％；和/或
所述水溶性链转移剂的添加量为所述混合液的0.009～0.012％，所述金属络合剂的添加量为所述混合液的0.014～0.016％，所述温度引发剂的添加量为所述混合液的0.0068～0.007％，所述过硫酸类氧化剂的添加量为所述混合液的0.016～0.018％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：
所述基础油为白油、菜籽油、煤油、桐油或蓖麻油中的至少一种；
所述油溶性乳化剂为司盘-40、司盘-60、司盘-80或司盘-85中的至少一种；
所述油溶性引发剂为4,4'-偶氮二苯甲醚、偶氮二甲酸二异丙酯或偶氮二甲酸二苄酯中的至少一种；
优选地，在制备所述铝土矿尾矿浆用脱水剂时，以质量百分比计，所述连续相中各反应原料的添加量如下：基础油25～27％，油溶性乳化剂1.8～2.1％；所述油溶性引发剂的添加量为所述基础油和所述油溶性乳化剂添加量的0.012～0.013％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：
在向所述油包水反相乳液体系中加入还原剂溶液之前，还包括向所述油包水反相乳液体系中通氮除氧的步骤；优选地，所述通氮除氧的时间为30～35min；和/或
所述还原剂溶液的浓度为1.5～1.8％，所述还原剂溶液中的溶质为偏重亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、硫代硫酸钠或二氧化硫脲中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：
分两个温度阶段进行聚合反应；其中，第一温度阶段的温度为45～47℃，时间为1.8～2.5h，第二温度阶段的温度为66～68℃，时间为1.8～2.5h；
优选地，在每个温度阶段进行聚合反应时，分两个阶段向所述反相乳液混合体系中滴加还原剂溶液；其中，第一阶段还原剂溶液的滴加速度为2～3mL/h，第二阶段还原剂溶液的滴加速度为0.5～1mL/h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：
经聚合反应后，还包括向反应体系中加入转相剂，以得到所述铝土矿尾矿浆用脱水剂；
优选地，所述转相剂为聚乙二醇(12)十三烷基醚、六甘醇十二烷基醚或十乙二醇单十二烷基醚中的至少一种；
所述转相剂的添加量为1.5～1.8％。
10.一种铝土矿尾矿浆用脱水剂，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备得到。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310776485.2A CN116639862A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种铝土矿尾矿浆用脱水剂及其制备方法 |
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2023
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