一种离子交换剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种离子交换剂，有效成分为以下重量份数的非金属离子溶液35~55份和羟基羧酸类聚合物30~50份，所述非金属离子溶液为含有NH4

A kind of ion exchange agent and its application

The invention provides an ion exchanger, the effective component is the following weight fraction of non-metal ion solution 35~55 and hydroxycarboxylic acid polymer 30~50 parts, the non-metallic ion solution contains NH4.

【技术实现步骤摘要】
一种离子交换剂及其应用
本专利技术属于离子交换剂
，具体涉及一种离子交换剂及其应用。
技术介绍
水合氧化铝是一种组成不确定，结晶不完整，结构复杂的氧化铝材料。目前国内生产拟薄水铝石的方法主要有硫酸铝法和碳化法，产品中主要杂质都含有Na+。由于水合氧化铝属于半胶质的物质，晶粒细小，很大的比表面积，很高的界面吉布斯自由能和很高的活性，杂质离子吸附性强，因而目前采用的85-90℃水多次洗涤方式很难洗到目前市场要求水合氧化铝的Na2O含量指标(Na2O含量小于0.1％或0.05％)。目前针对钠离子的去除多采用去离子水洗涤的方式，去离子水本身成本高，如此大量地使用，不仅增加了企业的生产成本，而且造成了水资源的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中离子交换剂存在的问题，提供一种离子交换剂，极大地降低了去离子水的用量，且洗涤后残留少，不会引进新的杂质阳离子。本专利技术采用如下技术方案：一种离子交换剂，包括有效成分，所述有效成分由以下重量份数的组分组成：非金属离子溶液35～55份和羟基羧酸类聚合物30～50份，所述非金属离子溶液为含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液。作为本专利技术的改进之一，所述非金属离子溶液采用如下方法制备得到：在搅拌的同时，将氨气通入酸液中，控制反应温度为0～7℃，反应至pH为4～5，停止反应即得；所述酸液为HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的混合水溶液且pH为0.5～1.5，且NH3、HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的摩尔比为2～4：1：2～4：1：1。所得非金属离子溶液应保存在密封不透光的塑料桶中，存放在阴凉的地方。作为本专利技术的改进之一，所述羟基羧酸类聚合物采用如下方法制备得到：以R-(CH＝CH)-CH2-OH和R-(CH＝CH)-COOH为原料，在碱性条件下，加入摩尔比为1:1的铂催化剂和钯催化剂(购自中国石化催化剂有限公司长岭分公司)，控制温度为120～140℃，搅拌反应2～3小时，然后冷却至室温，加入强酸调节pH至3～4即得羟基羧酸类聚合物；其中，以羟基和羧基的摩尔比计，R-(CH＝CH)-CH2-OH和R-(CH＝CH)-COOH的用量比为(1-2)：(3-5)，R为氢基或烷基。作为本专利技术的改进之一，所述R-(CH＝CH)-CH2-OH包括丙烯醇和丁烯醇，所述R-(CH＝CH)-COOH包括丙烯酸和丁烯酸。作为本专利技术的改进之一，还包括重量份数为10～20份的乳化剂，乳化剂为十二烷基苄基二甲基氯化铵(别名为阳离子1227乳化剂)；作为本专利技术的改进之一，上述离子交换剂在水合氧化铝、氧化铝、氢氧化铝洗涤去除钠离子中的应用。本专利技术的洗涤原理为：相比钠离子，NH4+具有更强的电场力且与钠离子的离子半径相似，它能挤进斯特恩层内将钠离子置换出来，使钠离子脱离开带负电荷的核形成的电场引力；同时，由于水合氧化铝中的钠离子主要存在形式是碳酸钠(Na2CO3)，阴离子CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的加入能破坏碳酸钠的电解平衡，且起到带异电荷的离子型表面活性剂的作用，使钠离子更容易进入洗涤液中；而且羟基羧酸类聚合物能够把洗涤液中的钠离子吸附结合起来溶入水中，使洗涤效率大幅上升。在洗涤水合氧化铝、氧化铝和氢氧化铝时，添加本专利技术所述离子交换剂，添加量为1：260-1000(质量比)，等效耗水量约下降35％，且不会引进新的杂质离子。具体实施方式为了使本专利技术的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作出进一步的说明。实施例1一种离子交换剂，由以下重量份数的原料混匀配制而成：非金属离子溶液45份(含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液)、羟基羧酸类聚合物40份和十二烷基苄基二甲基氯化铵15份，所述非金属离子溶液为含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液。所述非金属离子溶液采用如下方法制备得到：在0.5m3的玻璃钢制反应釜中加入0.25-0.3m3的酸液，开启搅拌的同时并不断的将氨气通入酸液中，控制反应温度为3℃，反应至pH为4，关掉氨气，停止反应即得；所述酸液为HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的混合水溶液且pH为1.0，且NH3、HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的摩尔比为3：1：3：1：1。所得非金属离子溶液应保存在密封不透光的塑料桶中，存放在阴凉的地方。所述羟基羧酸类聚合物采用如下方法制备得到：以CH2＝CH-CH2-OH和CH2＝CH-COOH为原料，在0.5m3的玻璃钢制反应釜中，在碱性条件下，加入原料0.25m3，然后高速搅拌且加入摩尔比为1:1的铂催化剂和钯催化剂，控制温度为120℃，搅拌反应2小时，然后冷却至室温，加入浓盐酸调节pH至3即得羟基羧酸类聚合物；其中，以羟基和羧基的摩尔比计，CH2＝CH-CH2-OH和CH2＝CH-COOH的用量比为1：3。实施例2一种离子交换剂，由以下重量份数的原料混匀配制而成：非金属离子溶液55份(含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液)、羟基羧酸类聚合物50份和十二烷基苄基二甲基氯化铵20份，所述非金属离子溶液为含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液。所述非金属离子溶液采用如下方法制备得到：在0.5m3的玻璃钢制反应釜中加入0.25-m3的酸液，开启搅拌的同时并不断的将氨气通入酸液中，控制反应温度为7℃，反应至pH为5，关掉氨气，停止反应即得；所述酸液为HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的混合水溶液且pH为1.5，且NH3、HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的摩尔比为4：1：2：1：1。所得非金属离子溶液应保存在密封不透光的塑料桶中，存放在阴凉的地方。所述羟基羧酸类聚合物采用如下方法制备得到：以CH3-(CH＝CH)-CH2-OH和CH3-(CH＝CH)-COOH为原料，在0.5m3的玻璃钢制反应釜中，在碱性条件下，加入原料0.25m3，然后高速搅拌且加入摩尔比为1:1的铂催化剂和钯催化剂，控制温度为140℃，搅拌反应3小时，然后冷却至室温，加入浓盐酸调节pH至4即得羟基羧酸类聚合物；其中，以羟基和羧基的摩尔比计，CH3-(CH＝CH)-CH2-OH和CH3-(CH＝CH)-COOH的用量比为2：5。应用例1以水合氧化铝为例说明，水合氧化铝属半胶质的物质，晶粒细小，比表面积大，具有很高的吉布斯自由能，吸附杂质离子能力强。传统洗涤用85-95℃去离子水搅洗，洗涤效率低，耗水多。水合氧化铝中的杂质阳离子主要是钠离子，存在形式为表面钠离子、吸附钠离子和晶格钠离子。由于钠离子的存在形式不同，需要的洗涤助剂要针对钠离子的存在特性专门设计。本专利技术在不影响产品质量的情况下，在洗涤过程中添加离子交换剂，利用离子交换剂中电离的离子对钠离子的影响，改善洗涤效果，提高洗涤效率。本专利技术通过大量研究和试验，找到以下几种有效离子：NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-，在洗涤水合氧化铝过程中添加实施例1中的离子交换剂，离子交换剂的用量为浆料重量的(浆料即为去离子水和水合氧化铝的混合溶液，水合氧化铝和去离子水的质量比为3:10)的0.2％，温度为80-95℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子交换剂，包括有效成分，所述有效成分由以下重量份数的组分组成：非金属离子溶液35~55份和羟基羧酸类聚合物30~50份，所述非金属离子溶液为含有NH4

【技术特征摘要】
1.一种离子交换剂，包括有效成分，所述有效成分由以下重量份数的组分组成：非金属离子溶液35~55份和羟基羧酸类聚合物30~50份，所述非金属离子溶液为含有NH4+、CI-、NO3-、SO42-和H2PO4-的水溶液。2.根据权利要求1所述的离子交换剂，其特征在于：所述非金属离子溶液采用如下方法制备得到：在搅拌的同时，将氨气通入酸液中，控制反应温度为0~7℃，反应至pH为4~5，停止反应即得。3.根据权利要求2所述的离子交换剂，其特征在于：所述酸液为HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的混合水溶液且pH为0.5~1.5，且NH3、HCl、HNO3、H2SO4和H3PO4的摩尔比为2~4：1：2~4：1：1。4.根据权利要求1所述的离子交换剂，其特征在于：所述羟基羧酸类聚合物采用如下方法制备得到：以R-(CH=CH)...

【专利技术属性】
技术研发人员：余凡星，
申请(专利权)人：河南兴浩新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41