【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二氧化锰回收领域，尤其涉及一种高分子絮凝剂及其制备方法。
技术介绍
1、电解二氧化锰在电池工业中发展迅速得益于其电解过程中产生的γ-mno2具有纯度高、晶型好(γ型)、高的化学活性和电化学活性等优点，是目前高性能化学电池的主要原料，电解二氧化锰质量的优劣对电池性能至关重要，它直接影响电池的放电、储存等性能。
2、传统的方法电解二氧化锰过程中，难以采取有效的除杂工艺与过程强化手段，导致产品中含铁量较高，重金属杂质较多，影响产品的质量，严重降低了产品的放电性能。因此，制备高纯高性能电解二氧化锰成为主要研究方向，其中对电解料原料进行处理是最直接有效的方式，选择合适的絮凝剂去除电解原料液中其他金属杂质。
3、在现有技术方案中，无机絮凝剂或合成有机絮凝剂会产生一定的副产物，不但絮凝效果不佳，还会对环境造成污染，且水处理产生的污泥可生物降解性能差。虽然天然有机絮凝剂具备易生物降解的特性，不会对操作产生二次污染，但是水溶性较差且易生物降解造成絮凝效果变差，因此想要通过投放絮凝剂净化电解原液，需要人工合成絮凝剂。
技术实现思路
1、本专利技术技术方案针对传统电解二氧化锰中工艺复杂、污染严重、难以有效去除金属离子杂质等技术难题，提供一种高分子絮凝剂及其制备方法。
2、本专利技术的主要目的在于：
3、一、能够改变絮凝剂的絮凝除杂形式，提高絮凝除杂效果；
4、二、能够有效对特定金属离子进行高效的除杂；
5、三、具有极低
6、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
7、一种高分子絮凝剂的制备方法，所述方法包括：
8、(1)将无机高分子混凝剂、线型高分子聚合物和二氧化硅按比例混合均匀为混合物，在水中溶解，加入引发剂进行低温热反应制备前驱体；
9、(2)将交联剂、乙醇、硝酸与聚合硅酸铁铝按比例混合均匀，干燥研磨，制备预聚体；
10、(3)将前驱体和预聚体按比例混合均匀，超声乳化，制备高分子絮凝剂。
11、作为优选，
12、步骤(1)所述无机高分子絮凝剂为聚合氯化铝；
13、步骤(1)所述线型高分子聚合物为聚丙烯酰胺。
14、作为优选，
15、步骤(1)所述无机高分子絮凝剂、线型高分子聚合物和二氧化硅以质量比1：(7.8～8.2)：(4.8～5.2)的比例混合。
16、作为优选，
17、步骤(1)所述引发剂为过硫酸钾；
18、所述过硫酸钾的用量为混合物的0.9～1.1wt％。
19、作为优选，
20、步骤(1)所述低温热反应于保护气氛中进行，控制反应温度为45～55℃、反应时长为120～180min。
21、作为优选，
22、步骤(2)所述交联剂为钛酸四丁酯；
23、步骤(2)所述硝酸浓度为62～68wt％硝酸水溶液。
24、作为优选，
25、步骤(2)所述交联剂、乙醇、硝酸和聚合硅酸铝铁按照质量比1：(1.8～2.2)：(0.9～1.1)：(0.1～0.3)的比例混合；
26、步骤(2)所述干燥研磨过程先于120～130℃条件下干燥180～240min，随后研磨破碎至得到100～200目预聚体。
27、作为优选，
28、步骤(3)所述前驱体和预聚体以质量比1：(0.1～0.3)的比例混合。
29、作为优选，
30、步骤(3)所述超声乳化于45～50℃条件下进行60～120min。
31、一种高分子絮凝剂。
32、过度使用无机絮凝剂或合成有机絮凝剂可能产生一定的毒副作用，并对环境造成污染。此外，水处理过程中产生的污泥不易被生物降解。相比之下，天然有机絮凝剂大多是由动物或植物中提取而来，具有优良的絮凝效果和良好的生物降解性能，不会产生二次污染，因此属于环保型的高分子絮凝剂。但天然有机絮凝剂的分子量相对较小，电荷密度较低，水溶性较差，且易生物降解，会导致絮凝效果不佳。为了解决这一问题，本专利技术技术方案通过将天然有机絮凝剂与无机絮凝剂进行杂化改性，合成了一种新型的有机-无机杂化高分子絮凝剂。特别在净化电解二氧化锰工艺中电解原液中的金属离子杂质时高效、性能优越。
33、在本专利技术技术方案中使用聚丙烯酰胺类复合物作为基材，经过有机-无机改性后，构建呈现明显三维空间网状结构的高分子絮凝剂，本专利技术构建的三维多孔材料因为具有极高的比表面积和孔隙度，与水系中金属离子杂质有更大的接触面积，还展现出更强的桥连能力。在本专利技术技术方案中当前驱体与预聚体在超声乳化过程中无机与有机组分之间生成具有网状结构的新物质，有机单体与超声分解的离子自由基引发聚合，有机链上带电位点与带正电的无机组分以离子键合连接，合成聚丙烯酰胺链段硅酸根与聚合氯化铝中羟基络合物以离子键合的方式相互连接的结构，同时二氧化硅在网格上结晶既能够稳定结构，还可以提高絮凝剂的热稳定性，在后续性能检测过程中，高分子絮凝剂对污水体系进行电中和与吸附架桥对杂质进行吸附沉降。
34、在本专利技术技术方案中高分子絮凝剂整体由无机相与有机相组成，相界面之间存在两种键合方式离子键合与共价键合，由于离子键比氢键键能强，要破坏离子键结构，需要更高的温度和能量，具备更强的热稳定性，有效的工作环境范围更加广泛，对处理水的ph要求不高。但是以离子键合连接的杂化絮凝剂，在浓度过低的情况下，部分无机组分与有机组分之间产生电离，导致高分子絮凝产物结构发生变化，降低絮凝稳定性能，为保证杂化产物体系的稳定性，本专利技术技术方案添加钛酸四丁酯可将无机相与有机相的界面通过共价键合连接，使得高分子絮凝剂产生以聚合氯化铝为核心，聚丙烯酰胺通过离子、共价两种键合的方式连接在周围呈现紧密的空间网状结构，具备优异的吸附架桥性能，共价键的存在使得絮凝剂无机相与有机相之间界面相互作用增强，两者之间形成稳定的化学结构，在水处理过程中具备更强的絮凝稳定性能。
35、有机高分子聚合物与无机组分界面之间的结合强度对絮凝效果影响显著，若界面间结合的强度较弱，则在强烈的水力剪切下，发生宏观相分离，失去了性能优势。本专利技术制备的絮凝剂是由无机组分和有机组分通过化学改性等制备而成，它能有效利用无机絮凝剂的高正电荷密度和有机高分子絮凝剂的桥连作用，既保留了无机和有机组分各自的优点，复合后又可产生新的协同增效作用，具有投加量少、絮体形成快、絮凝效果好以及成本低等优点。
36、对于本专利技术技术方案而言，重点之一是通过无机组分的电中和及有机组分的吸附架桥的协同作用产生的絮凝沉淀，无机组分在静电吸引和吸附的作用下，将水系中的颗粒和金属离子聚合物吸引到絮凝剂中心，在长链聚丙烯酰胺的吸附架桥的作用下，颗粒被絮凝剂进一步固定，并且高分子有机长链将颗粒周围的自由水挤出，絮凝剂形成大分子团簇，从而在混凝过程中，能产生大而密实的絮体，大大提高絮凝效果。同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1或6所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
10.一种由权利要求1至9任一方法所制得的高分子絮凝剂。
【技术特征摘要】
1.一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇志，赵双良，万维华，苏广源，李泽权，史磊，孙倩，张修华，谢鹏，黄盛武，林军干，黄丽华，
申请(专利权)人：广西汇元锰业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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