聚羧酸分散剂、磷石膏浆料及两者的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供的聚羧酸分散剂、磷石膏浆料及两者的制备方法和应用，所述聚羧酸分散剂的原料包括VOPEG，所述VOPEG为4‑羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚和4‑羟丁基乙烯基聚氧乙烯聚氧丁烯醚的混合物；通过添加VOPEG，利用VOPEG中与氧原子相连的高活性双键的共聚活性，使其与小分子单体丙烯酸的活性匹配度更佳，同时，由于双键位置没有异构，使得合成的聚羧酸分散剂侧链梳状结构更舒展，自由度也更好；使得聚羧酸分散剂在具备分散功能的同时，还具有降低粘度，较好的保塌性能以及抗泌水功能，而且降低了在其应用于磷石膏浆料时，在长距离的泵送过程中磷石膏浆料的堵管风险，能适应不同种类的磷石膏回填材料。

Polycarboxylate dispersant, phosphogypsum slurry and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
聚羧酸分散剂、磷石膏浆料及两者的制备方法和应用
本专利技术涉及尾矿填充
，具体涉及聚羧酸分散剂、磷石膏浆料及两者的制备方法和应用。
技术介绍
我国是一个农业大国，每年对磷肥的需求量巨大，随着磷肥工业的迅猛发展，其副产物-磷石膏的排放量呈井喷式增长趋势，每年产量多达5000万吨，由于磷石膏对环境污染较大，每年需要花费大量的人力物力对其进行处理，因此近年来，磷石膏的综合利用是一个急需解决的问题。目前磷石膏的综合应用领域主要包括：采用磷石膏作为主要填充材料的井下采空区充填项目、磷石膏路基材料项目和磷石膏代替天然石膏生产土壤改良剂项目等，其中磷石膏的应用于矿场回填是目前处理磷石膏的一个重要方法。如中国专利文献CN103755182A公开了一种磷石膏胶凝材料的制备方法，采用二水磷石膏、粉煤灰、碱性激发材料和减水剂通过助磨剂粉磨的方法制得；该方法通过外加碱性激发材料调节磷石膏的酸碱性，并在磷石膏的混合浆料中加入减水剂来提高浆料的流动性，减少水的使用量，然后加入水泥、粉煤灰等胶凝材料混合后填充矿场坑洞，该方法解决了磷石膏的处理问题，也达到了废物利用的目的，但是，该方法在磷石膏中添加减水剂使得混合后的浆料存在保塌性能差、易泌水、粘度大，长距离的浆料泵送过程中极易堵管等缺点。普通的聚羧酸减水剂因为其侧链梳状结构的舒展性和自由度差，使得在其应用于磷石膏浆料时，存在适用性差，上述问题很难得到改善。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的磷石膏浆料存在保塌性能差、易泌水、粘度大，长距离的浆料泵送过程中极易堵管等缺陷，提供一种聚羧酸分散剂、磷石膏浆料及两者的制备方法和应用。为此，本专利技术提供如下技术方案：一种聚羧酸分散剂，包括如下原料：VOPEG，所述VOPEG为4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚和4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯聚氧丁烯醚的混合物。所述VOPEG的数均分子量为1000-5000。以上所述聚羧酸分散剂的原料的总重计，所述VOPEG的占比为30-35％。所述的聚羧酸分散剂还包括如下原料：氧化剂、丙烯酸、链转移剂、水和还原剂；以所述聚羧酸分散剂的原料的总重计，所述氧化剂的占比为0.3-0.5％，所述丙烯酸的占比为5-8％，所述链转移剂的占比为0.2-0.3％，所述水的占比为58-62％，所述还原剂的占比为0.1-0.2％。所述还原剂为改性吊白块、维生素C中的一种或两种；所述氧化剂为过氧化氢和/或过硫酸铵；所述链转移剂为巯基乙醇、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠、亚硫酸氢钠、异丙醇中的至少一种。本专利技术还提供了一种上述聚羧酸分散剂的制备方法，包括以下步骤：在10-15℃下，向VOPEG和氧化剂的混合水溶液中依次滴加丙烯酸和链转移剂的混合水溶液和还原剂的水溶液，反应结束后，加碱中和，制得所述聚羧酸分散剂，其中，控制反应的温度及中和时的温度为10-30℃。所述VOPEG和氧化剂的混合水溶液中，VOPEG的浓度为1.1-1.2kg/L，氧化剂的浓度为0.01-0.02kg/L；所述丙烯酸和链转移剂的混合水溶液中，丙烯酸的浓度为0.15-0.3kg/L，链转移剂的浓度为0.005-0.01kg/L；所述还原剂水溶液中还原剂的浓度为0.01-0.1kg/L。上述各溶液中各物质的浓度是指每升水中含有的各物质的质量。所述丙烯酸和链转移剂混合水溶液的滴加时间为30-50min；所述还原剂水溶液的滴加时间为40-60min。本专利技术还提供了一种磷石膏浆料，其特征在于，所述磷石膏浆料的原料包括上述的聚羧酸分散剂；其中，所述聚羧酸分散剂的质量占原料总质量的0.1-0.3％。所述磷石膏浆料的原料还包括：磷石膏、胶凝材料、碱性调节剂、早强助剂、流变助剂；以所述磷石膏浆料的原料的总重计，所述磷石膏的占比为40-47％；所述胶凝材料的占比为7-10％；所述碱性调节剂的占比为0.05-0.1％；所述早强助剂的占比为0.05-0.1％；所述流变助剂的占比为0.05-0.1％；所述水的占比为45-50％。所述流变助剂为纤维素醚；所述碱性调节剂为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵、碳酸氢铵、三乙胺中的一种或几种；所述早强助剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种。本专利技术还提供了一种上述磷石膏浆料的制备方法，包括以下步骤：首先用碱性调节剂调节磷石膏水溶液的pH值为10-13；然后添加胶凝材料，搅拌均匀后，加入聚羧酸分散剂、流变助剂和早强助剂混合均匀，即得所述磷石膏浆料。本专利技术还提供了上述聚羧酸分散剂或上述聚羧酸分散剂的制备方法制得的聚羧酸分散剂或上述磷石膏浆料或上述磷石膏浆料的制备方法制得的磷石膏浆料在回填至尾矿时长距离泵送过程中的应用。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的聚羧酸分散剂，通过添加VOPEG，利用VOPEG中与氧原子相连的高活性双键的共聚活性，使其与小分子单体丙烯酸的活性匹配度更佳，同时，由于双键位置没有异构，使得合成的聚羧酸分散剂侧链梳状结构更舒展，自由度也更好；使得聚羧酸分散剂在具备分散功能的同时，还具有降低粘度，较好的保塌性能以及抗泌水功能，而且降低了在其应用于磷石膏浆料时，在长距离的泵送过程中磷石膏浆料的堵管风险，能适应不同种类的磷石膏回填材料。2.本专利技术提供的聚羧酸分散剂，通过对VOPEG的分子量进行限定，对聚羧酸分散剂侧链的长度进行限定，进一步提高了聚羧酸分散剂的分散性能。3.本专利技术提供的聚羧酸分散剂，通过对VOPEG的含量占比进行限定，有效地对聚羧酸分散剂的侧链疏密程度进行调节，提高了聚羧酸分散剂侧链的包裹性和缠绕性，减少了其它物料对分散剂分子的插层吸附，使得聚羧酸分散剂在具备分散功能的同时，还具有降低粘度，较好的保塌性能以及抗泌水功能，而且降低了在其应用于磷石膏浆料时，在长距离的泵送过程中磷石膏浆料的堵管风险，能适应不同种类的磷石膏回填材料。4.本专利技术提供的聚羧酸分散剂的制备方法，通过对反应温度进行控制，能够有效地对聚羧酸分散剂分子侧链的舒展度、自由度以及疏密程度进行调节，使得应用该方法制得的聚羧酸分散剂在具备分散功能的同时，还具有降低粘度，较好的保塌性能以及抗泌水功能，而且降低了在其应用于磷石膏浆料时，在长距离的泵送过程中磷石膏浆料的堵管风险，能适应不同种类的磷石膏回填材料。5.本专利技术提供的聚羧酸分散剂的制备方法，通过对物料的滴加顺序及滴加时间进行限定，进一步对聚羧酸分散剂分子侧链的疏密程度进行调节，进一步地提高了聚羧酸分散剂的降粘效果。6.本专利技术提供的磷石膏浆料，通过添加本专利技术中的聚羧酸分散剂并对其质量占比进行限定，有效降低了磷石膏浆料的粘度，提高了其保塌性能以及抗泌水功能，进而降低了超长距离泵送过程中磷石膏浆料的堵管风险；同时间段内可以输送更多的浆料，提高了效率，同时还减少了水的使用量，使得后续产生的废水较少，较环保；而且适应性好，降低了浆料泌水的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚羧酸分散剂，其特征在于，包括如下原料：VOPEG，所述VOPEG为4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚和4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯聚氧丁烯醚的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸分散剂，其特征在于，包括如下原料：VOPEG，所述VOPEG为4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚和4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯聚氧丁烯醚的混合物。


2.根据权利要求1所述的聚羧酸分散剂，其特征在于，所述VOPEG的数均分子量为1000-5000。


3.根据权利要求1或2所述的聚羧酸分散剂，其特征在于，以所述聚羧酸分散剂的原料的总重计，所述VOPEG的占比为30-35％。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚羧酸分散剂，其特征在于，还包括如下原料：氧化剂、丙烯酸、链转移剂、水和还原剂；
以所述聚羧酸分散剂的原料的总重计，所述氧化剂的占比为0.3-0.5％，所述丙烯酸的占比为5-8％，所述链转移剂的占比为0.2-0.3％，所述水的占比为58-62％，所述还原剂的占比为0.1-0.2％。


5.根据权利要求4所述的聚羧酸分散剂，其特征在于，所述还原剂为改性吊白块、维生素C中的一种或两种；
所述氧化剂为过氧化氢和/或过硫酸铵；
所述链转移剂为巯基乙醇、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠、亚硫酸氢钠、异丙醇中的至少一种。


6.一种权利要求1-5中任一项所述聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在10-15℃下，向VOPEG和氧化剂的混合水溶液中依次滴加丙烯酸和链转移剂的混合水溶液和还原剂的水溶液，反应结束后，加碱中和，制得所述聚羧酸分散剂，其中，控制反应的温度及中和时的温度为10-30℃。


7.根据权利要求6所述聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，所述VOPEG和氧化剂的混合水溶液中，VOPEG的浓度为1.1-1.2kg/L，氧化剂的浓度为0.01-0.02kg/L；
所述丙烯酸和链转移剂的混合水溶液中，丙烯酸的浓度为0.15-0.3kg/L，链转移剂的浓度为0.005-0.01kg/L；
所述还原剂水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东亚，何新耀，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31