一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂制造技术

技术编号：40321279 阅读：11 留言：0更新日期：2024-02-09 14:17

本发明专利技术涉及一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，属于有色金属废水污染治理领域，包括丙烯酰胺（AM）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（SDTC）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMAAC），引发剂为2,2‑偶氮二[2‑(咪唑啉‑2‑基)丙烷]二盐酸盐；各聚合单体的摩尔百分比分别为AM(73%‑89%)、SDTC(10%‑25%)、C16DMAAC(1%‑2%)，单体在溶剂去离子水中的质量浓度为25%‑30%，引发剂用量占单体总质量的0.08%‑0.1%，引发温度为50℃‑70℃,反应时间为4小时‑8小时；采用无皂自由基聚合法进行共聚反应，聚合反应过程中应N2保护，制备产物的特征是适用于选矿废水处理并具有多重功能：絮凝功能以去除细微颗粒；配位螯合功能以去除重金属离子；去除有机物功能以降COD值。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属废水污染治理领域，尤其涉及一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂。

技术介绍

1、有色金属是国民经济发展的基础产业，对我国经济的发展有不可替代的重要作用，随着我国有色金属产业的迅速发展，作为用水大户的选矿厂，其选矿废水的排放量不断增加，大约占据全国工业废水总量的10％，选矿废水中含有大量的尾矿细微颗粒（固含量高达20%以上）、重金属离子（如cu2+、pb2+、zn2+等）以及残留的选矿药剂（如捕收剂、起泡剂、抑制剂等表面活性类有机物），会导致水体的浊度高、重金属离子和化学需氧量（cod）超标，对矿山周边的生态环境造成严重威胁，经过有效处理后的选矿废水进行回用，这对于水资源的循环利用、促进该行业的清洁生产具有重要意义。

2、针对选矿废水中的特征污染物（细微颗粒、重金属离子和残留的表面活性类有机物），目前，通常针对某类污染物采用相应的方法，并将这些方法进行组合串联的方式分步加以去除，如投加聚丙烯酰胺（pam）通过絮凝法去除细微颗粒，投加碱性物质（片碱、消石灰等）或硫化物（硫化钠）通过化学沉淀法去除重金属离子，通过电化学法、吸附法、高级氧化法等去除废水中的有机物，虽然这些方法均能达到预期的效果，但存在处理流程相对繁琐、需配套多个构筑物占地面积大以及处理成本相对高昂的问题，探寻高效率、低能耗、低成本的处理方式一直是科研工作者追求的目标，而以研发新材料为手段达到上述目标是一种便捷、有效的途径。

3、高分子水处理材料由于快速、高效以及分子结构可设计等优点受到科研工作者的青睐，目前在水

4、水溶性两亲高分子是大分子亲水主链中含有少量疏水基团的一类水溶性聚合物，由于分子结构中疏水基团的存在，在水溶液中可通过疏水基团之间的自缔合可构筑出三维的空间网状结构，而以一些具有三维空间结构的有序体系为基材显示出更高的去除重金属离子的能力，通过疏水基团的自缔合形成的疏水微区可有效富集一些带有非极性基团的物质，如油类或表面活性类物质，这些物质分子结构中的非极性基团与两亲聚合物分子结构中的疏水基团之间可产生基于非共价键的疏水相互作用，这是常规高分子水处理剂不具备的溶液性质。

5、鉴于选矿废水污染物的特点，专利技术人认为通过分子结构的有效设计，制备出多功能两亲性高分子水处理剂在选矿废水处理领域具有巨大的应用潜力。

技术实现思路

1、为了实现高效处理选矿废水及简化处理流程的目的，本专利技术为有色金属废水污染治理提供一种多功能两亲性高分子水处理剂，该水处理剂通过分子结构设计，以丙烯酰胺（am）作为亲水单体，以二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）作为配位螯合功能单体，以十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）作为疏水单体，在引发剂的作用下，通过无皂自由基聚合法得到一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，使其同时具有多重功能：（1）絮凝功能以去除细微颗粒；（2）配位螯合功能以去除重金属离子；（3）去除有机物功能以降cod值。

2、本专利技术通过以下技术方案实现的：一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，所述多功能两亲性高分子水处理剂包括以下组份：丙烯酰胺（am）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）、溶剂、引发剂。

3、进一步的，所述多功能两亲性高分子水处理剂的结构式如下：

4、

5、其中，x、y、z为大于零的自然数。

6、进一步的，所述丙烯酰胺（am）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）的摩尔比范围为73~89:10~25:1~2。

7、进一步的，所述溶剂为去离子水，且去离子水加量为单体总质量的25%~30%。

8、进一步的，所述引发剂为2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐，且引发剂加量为单体总质量的0.05~0.1%。

9、本专利技术还公开了一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

10、向250 ml三口烧瓶中加入一定量的去离子水，准确称取一定量的丙烯酰胺（am）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）置于三口烧瓶中，不断搅拌使之溶于去离子水中；

11、将三口烧瓶置于恒温水浴中，通入n2并搅拌15~30分钟至溶液澄清；

12、用注射器将引发剂2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐注入，升温至50~70℃，继续通入n2不断搅拌，将三口烧瓶密封放置4~8小时，最后得透明胶状产物；

13、将透明胶状产物取出剪成小块，用乙醇沉淀提纯三次，经真空干燥、造粒得多功能两亲性高分子水处理剂（pasc16）产品。

14、进一步的，如上所述的多功能两亲性高分子水处理剂在有色金属废水处理领域中的应用。

15、本专利技术的有益效果：

16、（1）本专利技术针对选矿废水中的特征污染物，通过对各聚合单体在分子结构、单体配比、聚合工艺等方面的有效设计，专利技术了一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，使其同时具有多重功能，以达到高效处理选矿废水及简化处理流程的目的；

17、（2）通过对制备方法的有效改进，解决采用传统制备方法难以实现规模化生产的问题，最终获得性能稳定、易于调控并具备工业化生产潜力的多功能两亲性高分子水处理剂。

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【技术保护点】

1.一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述多功能两亲性高分子水处理剂包括以下组份：丙烯酰胺（AM）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（SDTC）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMAAC）、溶剂、引发剂。

2.根据权利要求1所述的一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂的制备方法，其特征在于，所述多功能两亲性高分子水处理剂的结构式如下：

3.根据权利要求1所述的一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述丙烯酰胺（AM）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（SDTC）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（C16DMAAC）的摩尔比范围为73~89:10~25:1~2。

4.根据权利要求1所述的一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述溶剂为去离子水，且去离子水加量为单体总质量的25%~30%。

5.根据权利要求1所述的一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述引发剂为2,2-偶氮二[2-(咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐，且引发剂加量为单体总质量的0.05~0.1%。

6.一种如权利要求1~5任意一项所述的适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求1~6任一项所述的多功能两亲性高分子水处理剂在有色金属废水处理领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述多功能两亲性高分子水处理剂包括以下组份：丙烯酰胺（am）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）、溶剂、引发剂。

3.根据权利要求1所述的一种适用于选矿废水处理的多功能两亲性高分子水处理剂，其特征在于，所述丙烯酰胺（am）、二烯丙基二硫代氨基甲酸钠（sdtc）、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵（c16dmaac）的摩尔比范围为73~89:10~25...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦荣，罗轶维，
申请(专利权)人：南昌市国昌环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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