Полимерная композиция для флокуляции суспензий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 200781 (21) 3326612/23-05 (У1jМ g 3

С.08 . 25/04

С 08 Ь 33/02

С 08 L 33/14

С 08 L 33/24 (53 УДК 678. 744. . 342 (088, 8 ) с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300183. бюллетень Йо 4

Дата опубликования описания 300 1,83

В. Н.Биличенко, Ю.Г.Тарасенко, И..усков и Л.В.Гофман т

Г„

У т

: c Т

Киевский ордена Ленина государстввййый...университет им. Т.Г.Шевченко (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54 ) ПОЛИИЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФЛОКУЛЯЦИИ

СУСПЕНЭИ9

Изобретение относится к области техники, связанной с использованием высокомолекулярных соедийений в качестве флокулянтов для очистки сточных вод, осаждения твердых веществ, суспендированных в водных растворах, и может найти применение в угле- и горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях проьышпенности, а также в сельском хозяйстве.

Известна полимерная композиция(1) для флокуляции суспензий, включающая полиамфолит и добавку, где в качестве полиамфолита 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, стареющего 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 флокулирующей способности..

Наиболее. близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция (2) для флокуляции суспензий, включающая k,k-диалкиламинопропиленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты и соль моноэфира полистиролмалвиновой кислоты. В качестве соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты используют натриевую соль моноэфира чередующегося сополимера атиро- ла и малеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов,мас.Ф:

М,N-,Циапкиламинопропиленмоноаькд полистиролмалеиновой кислоты 75-85

Натриевая соль моноэфира чередующегося сополимера стирола и малеиновой кислоты 15-25

Недостатком указанной композиции является ее осаждение в солесодержащей среде под действием поливалент. ных катионов, что является следствием нврастворимости в воде солей:

З0 моноэфира полистиролмалеиновой кис992540 листиролмалеиновой кислоты содержит М,М-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат с содержанием катионов N N-диалкилаггинопропилвнаьжония 70-100 мол,% при следующем соотношении компонентов, мас.%г

Ф

М, М-диалкиламинопропилвнмоноамид полистиролмалеиновой кислоты, 5-95

N,N-Диалкиламинопро.пилвнамчоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат 95-5

15 Введение в состав предлагаемой композиции N,N-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеата, т.е. смешанной М,N-диалкиламинопропилвнаммоний натриевой соли

20 моноэфира полистиролмалеиновой кислоты

000 Na

I н- н - н-(.н

4 СООХ

А™>,С И СьИг С4К9,С И .С Н1ъ =Щ ° M þ n гг = (7 г 3 ) -, (1 0 г 0 ) взамен натриввой соли укаэанного моноэфира обеспечивает стабильность комплексообраэующей смеси к катио- 35 нам Са +, Mg + Геь+, А1 и др, При соотношении катионов М,N-диалкиламинопропиленаммония и на-.,рия (m:n ) в составе смешанной соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты ниже, 40 чем,70г30 соль полиэфирокислоты и ве комплвксообразукиггие смеси не являют« ся стабильными к солевой агрессии из-за недостаточного количества стабилиэирующегО ВминоалкилайФ4онийного 45 катиона, П-р и м в р 1. Синтез М, -диалкиламинопропилвнмоноамида полисти.ролмалеиновой кислоты боо (н — (!н - 6M- (!

I + (., 40>H (ding) NHR

1где g,=cH> С,.нз,, и М, N-Диалкиламинопропиленамгоний- 55

-натрий-н-алкил-полистиролмалеата осуществляют известными способами.

При получении смешанной соли моноэфира полистиролмалеиновой кислоты целесообразно испольэовать в качестве растворителя исходного сополимера смесь ацетона и диоксана в соотношении 1г3 по объему.

Рабочий раствор полимерной композиции для испытаний флокулиругсШей спо-,- ф5 лоты с укаэанными катионами, замещающими катионы натрия. Это резко ограничивает возможности приготовления рабочих полимериых растворов использованием в качестве растворителя лишь обессоленной воды (дистиллята ). KpoMe того, значительно сужается область применения известной композиции, непригодной в условиях солевой агрессии, что требует усовершенствования состава данной комплексообразующей смеси.

Цель изобретения - повышение солестойкости .полимерной композиции для флокуляции суспензий.

Поатавленйая цель достигается тем, что полимерная композиция для фпокуляции суспвнзий, включающая

N,М-диалкиламинопропилвнмоноамид полистиролмалеиновой кислоты и соль моноэфира полистиролмалеиновой кислоты, в качестве соли моноэфира поСОО-Н,Ю(бН, l — бн-de<-(. í-d г (- 6Н5 LOO+ собности и солвстойкости. (исходная концентрация 0,1-0,5 мас.%) получают растворением в воде при пвремешивании в течение 1-2 ч смеси порошкообразных полимерных кбмпонентов, взятых в различных, в том числе оптимальном, соотношениях.

Оптимальная концентрация полимер» ной 1омплексообразующей смеси определяется экспериментально в каждом конкретном случае с учетом фиэикохимической природы флокулируемого агента °

Пример 2. Флокулирующую активность водорастворимых полимерных смесей оценивают, используя в качестве флокулируемого агента 1%« ную суспенэию высокодиспврсного каолинита, "полученного кислотной активацией природного минерала, Критерием активности полученного флокулянта служит величина флокулирукщей способности (Ф), рассчитываемая по соотношению

Ф

С где V - максимальная скорость осаждения суспенэии, м/с, С - концентрация полимерного флокулянта (молярность, количество мономолей в 1 дм ), составляющая в данном случае 3,3. 10 И.

992546 моногексилового (ССГЭС) эфиров полистиролмалеиновой кислоты.

Солестойкость отдельных полимерных компонентов и исследованных полимерных смесейоценивают по отсутствию (налииию} осадка в полимерном растворе при добавлении 103-ного раствора морской соли и/нли концентрированного раствора хлорида кальция.

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

Ф, м ° ñ И Солестойкость

55 - Неустойчива

2 AC-1

ССБЭС (! Аа+ /йа+

4г6) /йа

7» 3 ) 7г3

ССБЭС

/йа (1 Am+

7гЗ ) (! Am+ /йа+ 85г15 ) 7г3

6. АС-I ССБЭС

10 Устойчива

106 То же

8. AC-I г ССБЭС (1Am+ /Ма+ 100г0) m 7г3

10 AC-Х г ССБЭС (I Am+ /Ма+ 100гО ) 95г5

11. AC Iг :ССБЭС (1Am+ /Na+ 100г0) 5г9Я

12 AC-11 г ССБЭС (М Аа+ /Na t 100г0 ) 7г3

110

13 АС-1 г ССИЭС (1Am+ /йа 100г0) 7г 3

Устойчива

14.

° I

103

7г3

16.

Ав+г N а в составе ССБЭС от 4 г 6 до 7:3 величина Ф снижается с 55 (смесь 1) до 21 (смесь 4} и с- " И

Однако при дальнейшем увеличении соотношения Am+: Na+ до (85г15) и

t(100г0) значение Ф не только не уменьшается, но и существенно возрастает до 68 (смесь 6) и 106 (смесь 8) м.с-г И- . Этот э ффект, связан .по-видимому, с особенностями межполимерного комплексообразования в предпагаемой полпмеpнoй композиции, отличающейся повышенной стойкостью к солевой агрессии. СочеTcLHHB высокой флокулирующей способности гг повышенной солестойкости

Величину Ф определяют для отдельных полимерных компонентов и их водорастворииых смесей. В качестве полимерных компонентов используют й,й-диметил- и N,N-дизтиламинопропиленмойоамид пслистиролмалеиновой кислоты (Ac-1 и АС- М соответственно ), . смешанную N,N-диметиламино.проциленаимоний (1Ае+)- нли N,N-диэтиламинопрапиленаюгоний (II Am +)-натриевую. (Ма ) соль монометилового 10 (ССИЭС), монобутилового (ССБЭС} и

Состав полимерной композиции

1, AC-I г ССБЭС (1Ае /йа+ 4г6 )=7г3

4. AC-I г ССБЭС (1 Am+

ССБЭС (1 Апг1 /йа+ 85- 15 ) ССБЭС (! Ае /йа+ 100г0 ) г ССИЭС (I Am+ /йа 100г0) I

15. AC-I г ССГЭС (1Am+ /йа+ 100г0) ССГЭС (IА /Na+ Iîîãî ) Иэ таблицы видно, что полимерная композиция, содержащая ССБЭС с соотношением противоионов 1АпггNa+= 4гб, т.е. с избыточным содержанием катионов Na+ (смесь 1) несолестойка.Разумеется, таковой же является известная композиция, включающая натриевую соль моноэфира полистиролмалеиновой кислоты. Солестойкость смешанной соли моноэфира и полимерных смесей на ее основе проявляется при сост- ® ношении Am+: йа+ = 7:3 (смесь .4) и возрастает при увеличении указанного соотношения до 100sO (смеси б и 8 ). Как следует из данных таблицы, при увеличении соотношения катионов 65

Устойчива

Неустойчива

Практически устойчива

Устойчива

То же

992540

Составитель И.Стояченко

Твхред Т.Маточка Жорректо М.Коста

Редактор Ю.Ковач.Заказ 365/29 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 характерно для всех смесей предлага"

;емой композиции, в том числе смеси на основе AC-И и содержашей ССЭС (ИАв+) (смвсь 12), а также смесей, включающих СУЭС и ССГЭС (смеси .13 и 15 CQOTBGTCTBeHHO) . 5

Таким образом, предлагаемая компози ция характеризуется повышенной солестойкостью, что значительно расширяет область ее применения в различных отрас-1 лях народного хозяйства, связанных с .1О очисткой воды, .осаждением и разделением пульп, обогащением цветных руд и т. и. Прйменение предлагаемой компози« ции позволяет использовать в качестве растворителя для полимерных компонен- 15 тов не только обессоленную (дистиллированную), но и жесткую солесодержашую воду. Водные растворы предлагаемой полимерной композиции (исходная концентрация полимерной смеси 0 1 — ;щ

0,5 мас.%) являются устойчивыми и проявляют. флокулирующую активность как в случае обессоленной дисперсионной среды, так и в случае среды, содержащей поливалентные катионы. 25

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого поликомплексного флокулянта.для разделения минеральных суспвнэий достигается эа счет ускорения процесса разделения фаз, что повышает оборотность отстойников, а также за счет возможносТи применения. жесткой воды в качвствв растворителя компонентов комплексообразуюшей смеси.

Формула изобретения

Полимерная композиция для флокуляции суспензий, включающая й,N-диалкиламинопропилвнмоноамид полистиролмалеийовой кислоты и соль моноэфира полистиролмалеиновой кислоты, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения солестойкости комйоэиции, она содержит в качестве соли моноэфира.полистиролмалеиновой кислоты N,N-диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат с содержанием катионов М,й-диалкиламинопропйленаммония 70-100 мол.% при следующем соотношении компонентов, мас.%1

М, й-Диалкиламинопрониленмоноамид полистиролмалеиновой кислоты 5-95

N,й-Диалкиламинопропиленаммоний-натрий-н-алкил-полистиролмалеат 95-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2228794, кл. С 08 F 2Ú/00, .опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 664977, кл. С 08 L 25/08,, 1977 (прототип).