异羟肟酸化聚合物的水包油包水乳液及其使用方法技术

提供了从包含悬浮固体物的工业生产物流中絮凝和分离悬浮固体物的方法和组合物。所述方法包括以下步骤：向所述物流中加入有效量的水包油包水乳液聚合物，使悬浮固体物发生絮凝，并将絮凝的固体物从其中分离出来。所述组合物是水溶性聚合物的水包油包水乳液，其中连续相是水溶性盐的水溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及絮凝剂及其使用方法，更具体地，涉及异羟肟酸化(hydroxamated)聚合物乳液絮凝剂以及对工业生产物流中的固体进行絮凝的方 法。本专利技术的絮凝剂和方法适用于诸如拜耳法这样的工业工艺，所述拜耳法用 于从铝土矿中回收氧化铝。本
技术介绍
需要利用液体介质的工业工艺常常用到固一液分离技术。对于水性体系， 往往采用絮凝剂来促进分离过程。许多工业领域都要用到这些工艺，如从水性 体系中分离固体矿物，生产纸浆，处理造纸过程中产生的废物，以及处理工业 和城市废物。当前生产和销售的絮凝剂要么是难以溶解的固体粉末形式，要么 是更容易处理和使用的液体形式。液体形式包括水溶性聚合物的油包水乳液。 这种形式已经在许多不同的工业应用中使用了几十年。然而，这种产品形式存 在若干缺点。使用油包水产品形式的问题之一发生在低温下(低于乳液的凝固 点)。油包水乳液在融化过程中常常发生转化，形成不溶性凝胶，导致产品不可 用。水溶性聚合物的水溶液在低温下也容易凝固，使得它们不适合在不利的气 候下使用。油包水乳液形式的另一个缺点是使用前需要在水性介质中预稀释， 因而增加了贮存罐和专用溶解设备成本。若是拜耳法，预稀释步骤还会带来另 外的问题，因为向该工艺过程中加水后，必须加入更多的苛性钠，以保持该体 系的碱性。因此，需要改进絮凝剂产品的形式，使它们在用于工业过程的时候，能够 克服上述缺陷。从铝土矿生产氧化铝时，拜耳法差不多是最普遍使用的工艺。在该工艺中， 首先粗铝土矿在苛性钠溶液中于140 — 250。C的温度进行加热。这可以溶解(煮 解)大部分含铝矿物，尤其是三水氧化铝A1(0H)3(水铝矿)和一水合氧化铝(勃姆 石)，得到铝酸钠的过饱和溶液(富集液)。所得溶解材料的浓度非常高，氢氧化 钠的浓度大于150克/升，溶解氧化铝的浓度大于120克/升。然后用物理方法 将任何不溶固体物质从铝酸盐溶液中分离出去，所述不溶固体物质通常是称作 赤泥的铁的氧化物。 一般用聚合物絮凝剂促进精细固体颗粒的沉降和清除。残 余悬浮固体通过过滤步骤去除。过滤后的清液冷却，并加入晶种三水合氧化铝， 使溶解的氧化铝的一部分沉淀。析出氧化铝后，重新加热使用过的溶液，并再 次用来溶解更多的新铝土矿。在澄清的铝酸钠溶液中加入三水合氧化铝晶体作为晶种，使氧化铝以三水 氧化铝Al(OH)3的形式沉淀。然后将三水氧化铝颗粒或晶体从浓苛性碱溶液中 分离出来。三水氧化铝晶体一般是从溶液中分离，这些晶体就是在所述溶液中 通过沉降和/或过滤形成的。粗颗粒容易沉降，但细颗粒沉降慢，导致产率损失。 细颗粒还会堵塞过滤器。对于不易沉降的三水氧化铝细颗粒，往往与废液再循 环返回煮解。然后，未回收的三水氧化铝通过拜耳法的第二次循环进行再煮解 和再沉淀，而不必消耗更多的能量，也不会降低废液对氧化铝的萃取能力。因 此，非常希望尽可能多地沉降所述三水合物，以限制这些问题带来的负面结果。加拿大专利第825234号(1969年10月)利用含阴离子盐的右旋糖苷、右旋 糖苷硫酸盐和它们的组合来促进三水氧化铝从其碱性溶液中絮凝和滤出。美国 专利第5041269号(1991年8月，Moody等)用来回收三水氧化铝晶体的絮凝剂 包括右旋糖苷或其他特定的多糖与阴离子絮凝剂聚合物的组合，所述聚合物包 含丙烯酸类单体。但是，已经证明，对于三水合物晶体来说，右旋糖苷是较差的絮凝剂，因 为它使所得上清液的澄清度较差。美国专利第4767540号介绍了在拜耳法中用异羟肟酸化聚合物来使悬浮固 体絮凝的方法。澳大利亚专利申请第AU-B-46114/93号介绍了在拜耳法中用特定的异羟月亏 酸化聚合物来澄清固体水合物的方法。美国专利第6608137号介绍了异羟肟酸化的聚合物的油包水乳液。这些聚 合物必须首先在水性介质(常常是拜耳法用的溶液)中溶解和预稀释，然后才可 将它们加入拜耳法用的溶液中，进行沉降/澄清。因此，本专利技术的一个目标是提供新型高性能组合物，即水溶性聚合物的水 包油包水的分散体，可将它们直接加入诸如拜耳法用物流这样的工业生产物流 中，而无需预稀释，从而免用昂贵的贮存容器以及相关的泵抽和稀释设备。与 现有技术的溶液和油包水乳液聚合物相比，本专利技术的异羟肟酸化聚合物的水包油包水乳液还表现出更好的贮存稳定性，特别是在极低温度下的贮存稳定性。 本专利技术的另一个目标是提供更有效的拜耳法，它通过在生产物流中加入异羟肟酸化聚合物的水包油包水乳液，改善了拜耳法生产物流中固体包括三水合氧化铝和赤泥固从生产物流絮凝、沉降、澄清和分离。 下面详细描述本专利技术的上述及其他目标。专利技术详述在一种实施方式中，本专利技术提供了水溶性聚合物的水包油包水乳液的组合 物，其中连续含水相或水相包含水溶性盐的水溶液。水溶性聚合物的水包油包 水乳液优选为异羟肟酸化聚合物的水包油包水乳液。所述非连续相是水溶性聚 合物，优选水溶性异羟肟酸化聚合物的油包水乳液。术语"乳液"、"微乳液" 和"分散体"用作同义词，都指聚合物以小颗粒或液滴形式分散在水包油乳液 的连续油相中。颗粒尺寸可以在0.01—50微米之间，可以是微乳液或微分散体形式。所述颗粒还可包含少量水或一些水，含量在0 — 90%之间，余量是聚合 物。粒度范围优选为0.05—10微米。本专利技术的异羟肟酸化的水包油包水乳液可 以下面方式制备，即，把异羟肟酸化聚合物的油包水乳液或分散体与水或水溶 性盐的水溶液混合起来。所述水溶性盐可以是任何能防止聚合物溶解的盐。所 述盐优选为含铝或钙的盐。本专利技术另一方面，提供了将固体从工业生产物流中絮凝、澄清和分离的改 进型方法，所述方法包括在生产物流中加入水溶性聚合物的水包油包水的乳液 或分散体。当所述生产物流是拜耳法生产物流时，所述固体物包含赤泥(废物) 或三水氧化铝固体(产品)。水溶性聚合物的水包油包水乳液或分散体以有效量 加入，以减少上清液中悬浮固体物的量，从而改善对所述生产物流的澄清。当 所述生产物流是拜耳法生产物流时，优选的絮凝剂是异羟肟酸化聚合物的水包 油包水乳液，但可包含其他絮凝剂，如丙烯酸的聚合物。异羟肟酸化聚合物是本领域的技术人员所熟知的，英国专利申请第 2171127号、美国专利第3345344号、第4480067号、第4532046号、第4536296 号、第4587306号、第4767540号和第6608137号具体介绍了它们的制备方法， 这些文献参考结合于本文。 一般而言，这些异羟肟酸化聚合物可以下面方式制 备，即，在约50—10(TC的温度范围内，在溶液中使活性侧基与羟胺或其盐反 应。根据所述过程，聚合物上可以利用的活性侧基中有约1一90%被异羟月亏酸基团取代。本专利技术的聚合物的水包油包水乳液可以这样制备，即，在水溶性盐的水溶 液中加入聚合物，最优选异羟躬酸化聚合物的油包水乳液。加入顺序优选颠倒 过来，即把水溶性盐的水溶液加入到聚合物，最优选异羟J3亏酸化聚合物的油包 水乳液中。或者可以颠倒加入顺序，即把水溶性盐的水溶液加到异羟S亏酸化聚 合物的油包水乳液中。当要处理的底物是拜耳法生产物流时，所述聚合物优选异羟肟酸化聚合物。美国专利第6608137号介绍了异羟肟酸化聚合物的油包水乳液的制备方法，该文献参考结合于本文。主链聚合物一般通过以下方式制备将水本文档来自技高网...

【技术保护点】
从包含悬浮固体物的工业生产物流中絮凝和分离悬浮固体物的方法，所述方法包括以下步骤：向物流中加入有效量的水溶性聚合物，使悬浮固体物发生絮凝；从其中分离絮凝的固体物，其中，水溶性聚合物是水包油包水的乳液聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FA巴伦蒂纳，M卢埃林，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]