Полимерная композиция для флокуляции суспензий Советский патент 1983 года по МПК C08L25/04 C08L33/02 C08L33/14 C08L33/24 

Изобретение относится к области техники, связанной с использованием высокомолекулярных соединений в качестве флокулянтов для очистки сточньк вод, ос с1ждения твердых веществ, суспендированных в водных растворах, и может найти применение в угле- и горнодобываккцей, химической, металлургической и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. .

Известна полимерная ксялпозиция для флокуляции суспензий, включающая полиамфолит и добавку, где в качестве полиамфолйта содержится частично гидролизованный полиакриламид, а в качестве добавки - предельно аминированный полимерный продукт при соотношении компонентов 90:10-99:1. .

Практическое использование данной композиции затруднено, поскольку частично гидролизованный полиакрила-. МИД находится в виде водного раствора, старекнцего во времени.

Кроме того, различие в молекулярной массе промышленного полиакриламида, а также в молекулярной массе и степени аминирования полимерной добавки не позволяют получать воспроизводимую величину флокулирунхцей способности.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция 2 для флокуляции суспензий, включающая М.Н-диалкилакшнопропиленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты и соль моноэфира полистирол10малеиновой кислоты. В качестве соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты используют натриевую соль моноэфира чередующегося сополимера стирола и малеиновой кислоты при следую15щем соотношении компонентов,мае.%: N,N-ДиалкиламинопропИленмоноамидполистиролмалеиновой кислоты . 75-85

20 Натриевая соль моноэфира чередующегося сополимера стирола и малеино- вой кислоты15-25

25

Недостатком указанной композиции является ее осаждение в сопесодержащей среде под действием поливалентных Ka:fионов, что является следствием нерастворимости в воде солей : моноэ ра полистиролмалеиновой кис, лоты с указанными катионами, замещающими катионы натрия. Это резко ограничивает аозможнойти приготовле ния рабочих полимерных растворов ис пользованием в качестве растворителя лишь обессоленной воды (дистиллята). Кроме того, значительно сужается область применения известной композиций, непригодной в услов ях солевой агрессии, что требует усовершенствования состава данной комплексообразующей смеси. Цель изобретения - повыш&ние солестойкости полимерной композиции для флокуляции суспензий. Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция для флокуляции суспензий, включаницая N, N-дисШкиламинопропиленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты и соль моноэфира полистиролмалеиновой кислоты, в качестве соли моноэфира поdOO-H5l:l(H -бН-(5Нг-ЙН-с нI I CJeHs dOOB

,C,,C,,M7 ,C4Hg,C5H.C(,M,,;

где R--CH-i,Ca.H5;m;n (7:3) т(10:0) , взамен натриевой соли указанного моноэфира обеспечивает стабильность комплексообразуквдей смеси к катионам Са, , Fe, др. При соотношении катионов М,Ы-дисШкиламинопропиленаммония и натрия (m.n) в составе смешанной соли моноэфира полистиролмалеиновой кислрты ниже, чем,70:30 соль полиэфирокйслоты и е комплексообразуквдие смеси не являют ся Стабильными к солевой агрессии из-за недостаточного количества ста билизирующего аминоалкила1Л4онийного катиона« и м е р 1. Синтез М,-диалкиламинопропиленмоноамида полисти. ролмалеиновой кислоты 4- dH- dH - dH- dH cifiHs dONH(dH/)3NHR/ где RiCH-i,,Ca«6ti и N, Н-Диалкилаг«1Нопролиленс1ммоний-натрий-н-алкил-псяистиролмалеатаосуществляют известными способами. При получении смешанной соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты целесообразно использовать в качест ве растворителя исходного сополимера смесь ацетона и диоксана в соотношении 1:3 по объему. Рабочий pcicTBOp полимерной компо ции для испытаний флокулируюЩей спо листиролмалеиноаой кислоты содержит N,N-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат с содержанием катионов N ,М-диалкила:.1Инопропиленаммония 70-100 мол.% при следующем соотношении компонентов, мае.% J J . N ,М-ди алкиламинопропиленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты , 5-95 N,N-Диалкиламинопропилен аммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат 95-5 Введение в Состав предлагаемой композиций N,Н-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеата, т.е. смешанной Н,Н-диалкиламинопропиленаммоний натриевой соли моноэфира полистиролмалеиновой кислотыdooira 2 Д-| dH- dHe-6l-dH -i вНл J rtrt-o /я собност.и и солестойко ти.(исходная концентрация 0,1-0,5 мас.% получают растворением в воде при перемешивании в течение 1-2 ч смеси порошкообразных полимерных кбмпонентов, взятых в различных, в том числе оптимальном, соотношениях., Оптимальная концентрация полимер-, ной крмплексообразующей смеси определяется экспериментально в каждом конкретном случае с учетом физикохимической природы флокулируемого агента. Пример 2. Флокулирующую активность водорастворимых полимерных смесей оценивают, используя в качестве флокулируемого агента 1%ную суспензию высокодисперсного каолинита, полученного кислотной активацией природного минерала. Критерием активности полученного флокулянта служит величина флокулируюцей способности (Ф), рассчитываемая по соотношению у ф С, где V - максимальная скорость осаж- дения суспензии, м/с С - концентрация полимерного флокулянта ( молярность, количество мономолей в 1 дм ), составляю1аая в данном случае 3,31(Гм,

Величину Ф определяют для отдельных полимерных компонентов и их водорастворимых смесей, в качестве полимерных компонентов используют М,М-диметил- и N,Н-диэтиламинопропиленмойоамид пслистиролмалеиновой кислоты ( Ас-I и АС-И соответственно ), смешанную N,Н-диметиламинопропилеНс1Г4моний (lAm)- или Н,Н-диэтиламинопропиленаммоний (II Am )-натриевую () соль монометилового ССМЭС), монобутилового (ССВЭС) и

Ьюногексилового (ССГЭС) эфиров полистиропмалеиновой кислоты.

Солестойкость отдельных полимерных компонентов и исследованных полимерных смесей оценивают по отсутствию (наличию} осадка в полимерном растворе при добавлении 10%-ного раствора морской соли и/или концентрированного раствора хлорида кальция.

Результаты определения Ф и оценки солестойкЬсти полимерных систем приведены в таблице.

Из таблицы .видно, что полимерная композиция, содержащая ССВЭС с соотношением противоионов 4:6, т.е. с избыточным содержанием катионов Na+ (смесь 1) несолестойка.Разумеется, таковой же является извест ная композиция, включак)1Цо1Я натриевую соль монозфира полистиролмалеиновой кислоты. Солестойкость смешанной соли моноэфира и полимерных сыесеЛ на ее основе проявляется при соотношении Na 7:3 ( смесь -4 ) и возрастает при увеличении указанно го соотношения до 100:0 (смеси 6 и 8 Как следует из данных таблицы, при увеличении соотношения катионов в составе ССБЭС от 4:6 до 7:3 величина Ф снижается с 55 (смесь 1) до 21 (смесь 4) . Однако при дальнейшем увеличении . соотнесения Na до (85:15) и (100:0) значение Ф не только не уменьшается, но и существенно возрастает до 68 (смесь 6) и 106 (смесь 8) м-с- H Этот эФфект, связан .по-видимому, с особенностями межполимерного комплексоо.бразования в предлагаемой 11сх1 мерн6й композиции, отличающейся повышенной стойкостью к солевой агрессии. Сочвтание высокой флокулирующей способности ti повышенной солестойкости

характерно для всех смесей предпагаi емой композиции, в том числе смеси на основе АС-К и содержащей ССЭС (IIAm ) (смась 12), а также смесей, включагацих ССМЭС и ССГЭС ( смеси -13 и 15 соответственно),

Таким образом,предлагаемая композ ция характеризуется повышенной соле стойкостью,что значительно расширяет область ее применения в различных отра лях народного хозяйства,связанных с очисткой воды, осаждением и разделением пульп, обогащением цветных руд и т. п. Применение предлагаемой Композиции позволяет использовать в качестве растворителя для полимерных компонентов не только обессоленную ( дистиллированную) , но и жесткую солесодержатую воду. Водные растворяя предлагаемой полимерной композиции (исходная концентрация полимерной смеси 0,1 О,5 мас.%) являются устойчивыми и проявляют флокулирующую активность как в случае обессоленной дисперсионной среды, так и в случае среды, содержащей поливалентные катионы.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого поликомплексного флокулянта.для разделения минералы ых суспензий достигается за счет ускорения процесса разделения фаз, что повышает оборотность отстойников, а также за счет возможности применения жесткой воды в качестве растворителя компонентов комплексообразуюдей смеси.

.Формула изобретения

Полимерная композиция для флокуляции суспензий, включающая Н,Н-диалкиламинопропиленмоноамид полистирол мал ей нОвой кислоты и соль МОноэфира полистиролмалеиновой кислоты, отличающаяся тем, что, с целью повышения солестойкости Композиции, она содержит в качестве соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты N,N-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алКИЛ-ПОЛИстиролмалеатс содержанием Катионов М,М-диалкиламинопропйленаммония 70-100 мол.% при след}укядем соотношении компонентов , мае.%

N,N-Диалкиламинопропйленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты5-95N,N -ДиалкиламинопрЬпиленаммоний-нaтpий-н-aлкил-пoлиcтиpoлмалеат 95-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 664977, кл. iQ 08 L 25/08,,, 1977 (прототип).