Зворотна емульсія, композиція (варіанти) та спосіб видалення суспендованих твердих речовин

Номер патенту: 45987

Опубліковано: 15.05.2002

Автор: Левеллін Морріс Є.

Є ще 5 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Обратная эмульсия, содержащая в своей дисперсной фазе гидроксамированный полимер и второй полимер, отличающаяся тем, что второй полимер выбран из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония, где молярное отношение гидроксамированного полимера к указанному второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 15 : 85, когда указанный второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла и, где молярное отношение гидроксамированного полимера к второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 58 : 42, когда указанный второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония.

2. Обратная эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что второй полимер выбирают из группы, состоящей из гомополимера метакрилата щелочного металла, гомополимера акрилата щелочного металла, гомополимера метакрилата аммония и гомополимера акрилата аммония.

3. Обратная эмульсия по п. 1, отличающаяся тем, что второй полимер представляет собой сополимер акриламида и мономера, выбранного из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония.

4. Композиция, включающая смесь обратной эмульсии, и второй обратной эмульсии, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония, в которой молярное отношение гидроксамированного полимера к второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 15 : 85, когда вторым полимером является гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 58 : 42, когда вторым полимером является гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония.

5. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что массовое отношение обратной эмульсии гидроксамированного полимера к обратной эмульсии гомополимера или сополимера метакрилата или акрилата лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 25 : 75, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 75 : 25, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония.

6. Композиция, включающая смесь обратной эмульсии и второй обратной эмульсии, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе  второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата натрия, гомополимер акрилата натрия и сополимер алкакриламида или акриламида с метакрилатом натрия или акрилатом натрия, где молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 15 : 85.

7. Композиция, включающая смесь обратных эмульсий, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе во второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с метакрилатом аммония или акрилатом аммония, где молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 58 : 42.

8. Способ удаления суспендированных твердых веществ из технологического потока процесса получения оксида алюминия по способу Байера, отличающийся тем, что включает следующие стадии:

а) обращение обратной эмульсии, содержащей в своей дисперсной фазе гидроксамированный полимер и второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, включающей метакрилат щелочного металла, акрилат щелочного металла, метакрилат аммония и акрилат аммония, в которой молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру в эмульсии лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 15 : 85, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 : 1 до 58 : 42, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония, с образованием водного раствора гидроксамированного полимера и второго полимера; и

b) контактное взаимодействие технологического потока процесса Байера с этим раствором, где этот раствор содержит такое количество указанных полимеров, которое эффективно для флокулирования и осаждения суспендированных в нем твердых веществ.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что второй полимер выбирают из группы, состоящей из полиметакрилата аммония, полиакрилата аммония и сополимера акрилата аммония и акриламида и, где молярное отношение в смешанной эмульсии гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от 85 : 15 до 58 : 42.

10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что гидроксамированный полимер имеет молекулярную массу в пределах примерно от 1х104 до 6х107, гидроксамированный полимер получен из полимера, содержащего боковые сложноэфирные,  амидные,  ангидридные или нитрильные группы, и гидроксамированный полимер имеет степень гидроксамирования примерно от 1 до 90 мольных процентов.

Текст

1 Обратная эмульсия, содержащая в своей дисперсной фазе гидроксамированный полимер и второй полимер, отличающаяся тем, что второй полимер выбран из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония, где молярное отношение гидроксамированного полимера к указанному второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 1 до 15 85, когда указанный второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла и, где молярное отношение гидроксамированного полимера к второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 1 до 58 42, когда указанный второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония 2 Обратная эмульсия по п 1, отличающаяся тем, что второй полимер выбирают из группы, состоящей из гомополимера метакрилата щелочного металла, гомополимера акрилата щелочного металла, гомополимера метакрилата аммония и гомополимера акрилата аммония 3 Обратная эмульсия по п 1, отличающаяся тем, что второй полимер представляет собой сополимер акриламида и мономера, выбранного из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония 4 Композиция, включающая смесь обратной эмульсии, и второй обратной эмульсии, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, состоящей из метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, метакрилата аммония и акрилата аммония, в которой молярное отношение гидроксамированного полимера к второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 1 до 15 85, когда вторым полимером является гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла, акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 1 до 58 42, когда вторым полимером является гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония 5 Композиция по п 4, отличающаяся тем, что массовое отношение обратной эмульсии гидроксамированного полимера к обратной эмульсии гомополимера или сополимера метакрилата или акрилата лежит в пределах примерно от 99 1 до 25 75, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 1 до 75 25, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония 6 Композиция, включающая смесь обратной эмульсии и второй обратной эмульсии, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата натрия, гомополимер акрилата натрия и сополимер алкакриламида или акриламида с метакрилатом натрия или акрилатом натрия, где молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от О 1 00 ю 45987 99 1 до 15 85 7 Композиция, включающая смесь обратных эмульсий, отличающаяся тем, что в прерывной фазе обратной эмульсии содержится гидроксамированный полимер и в прерывной фазе во второй обратной эмульсии содержится второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с метакрилатом аммония или акрилатом аммония, где молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от 99 1 до 58 42 8 Способ удаления суспендированных твердых веществ из технологического потока процесса получения оксида алюминия по способу Байера, отличающийся тем, что включает следующие стадии а) обращение обратной эмульсии, содержащей в своей дисперсной фазе гидроксамированный полимер и второй полимер, выбранный из группы, включающей гомополимер метакрилата щелочного металла, гомополимер акрилата щелочного металла, гомополимер метакрилата аммония, гомополимер акрилата аммония и сополимер алкакриламида или акриламида с мономером, выбранным из группы, включающей метакрилат щелочного металла, акрилат щелочного металла, метакрилат аммония и акрилат аммония, в которой молярное отношение гидроксамированного полимера ко второму полимеру в эмульсии лежит в пределах примерно от 99 1 до 15 85, когда вто рой полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата щелочного металла или акрилата щелочного металла, и лежит в пределах примерно от 99 1 до 58 42, когда второй полимер представляет собой гомополимер или сополимер метакрилата аммония или акрилата аммония, с образованием водного раствора гидроксамированного полимера и второго полимера, и Ь) контактное взаимодействие технологического потока процесса Байера с этим раствором, где этот раствор содержит такое количество указанных полимеров, которое эффективно для флокулирования и осаждения суспендированных в нем твердых веществ 9 Способ по п 8, отличающийся тем, что второй полимер выбирают из группы, состоящей из полиметакрилата аммония, полиакрилата аммония и сополимера акрилата аммония и акриламида и, где молярное отношение в смешанной эмульсии гидроксамированного полимера ко второму полимеру лежит в пределах примерно от 85 15 до 58 42 10 Способ по п 8, отличающийся тем, что гидроксамированный полимер имеет молекулярную массу в пределах примерно от 1x104 до 6х107, гидроксамированный полимер получен из полимера, содержащего боковые сложноэфирные, амидные, ангидридные или нитрильные группы, и гидроксамированный полимер имеет степень гидроксамирования примерно от 1 до 90 мольных процентов Настоящее изобретение относится к удалению суспендированных твердых частиц из технологических потоков процесса получения оксида алюминия по способу Байера путем контактного взаимодействия этих потоков со смесями полимерных флоккулянтов Настоящее изобретение также относится к смесям эмульсий гидроксамированных полимеров с полиакрилатными эмульсиями Боксит является основным сырьем практически для всех производимых соединений алюминия В процессе производства соединений алюминия основная часть боксита перерабатывается в гидроксид алюминия по способу Байера Процесс Байера предусматривает горячее выщелачивание боксита раствором NaOH в реакторе высокого давления, в результате которого образуются сверхнасыщенные растворы алюмината натрия, из которых АІ/ОН/з высаждают путем внесения затравки Перерабатывающие заводы, работающие по способу Байера, имеют шесть общих технологических стадий добыча боксита, подготовка сырья, вываривание боксита, разделение, промывание, удаление остатка нерастворимого боксита, осаждение л^игидрата/ гидроксида аюминия и прокаливание его до безводного оксида алюминия Процесс разделения твердого остатка боксита и сверхнасыщенного зеленого щелока вблизи его точки кипения известен как "осветление" На стадии осветления более грубые частицы обычно удаляют с помощью циклон-аппарата типа "песочной ловушки" Для отделения более мелких частиц от щелока суспензию обычно подают в центральный резервуар грязеотстойника, где ее обрабатывают флокулянтом, который может быть основан на использовании ряда флокулирующих агентов, включая крахмал, муку, полимер на основе полиакрилатной соли, сополимер акрилата и акриламида, и/или водорастворимые полимеры, содержащие боковые группы гидроксамовой кислоты или ее солей По мере осаждения грязи, осветленный раствор алюмината натрия, обозначенный как зеленый шелок, вытекает из стока в верхней части грязеотстойника и поступает на последующие технологические стадии Раствор алюмината натрия обычно охлаждают с целью ускорения образования сверхнасыщенного раствора и затем вводят зародышеобразователи, например, мелкие кристаллики гиббсита АІ(ОН)з, взятые с предшествующих стадий, с целью инициирования процесса осаждения целевого конечного продукта АІ/ОН/з Выпавший осадок после стадии флокуляции, известный как красная грязь, выводится из нижней части грязеотстойника и противотоком подается на линию промывки для извлечения алюмината натрия и соды Алюминатный щелок, вытекающий из отстойника, все еще может соде 45987 ржать значительные количества суспендированных твердых частиц Этот щелок обычно подвергают дальнейшему осветлению путем фильтрации, в результате чего получают фильтрат, который содержит очень низкое количество суспендированных частиц Оксид алюминия в относительно чистой форме высаджают из фильтрата в виде кристаллов тригидрата оксида алюминия Оставшуюся жидкую фазу возвращают на начальную стадию вываривания и после разбавления дополнительным количеством каустической соды используют в качестве агента вываривания дополнительного количества руды Суспендированные частицы должны быть отделены с относительно высокой скоростью, чтобы суммарный процесс Байера был эффективным Эффективное удаление суспендированных частиц из технологических потоков процесса Байера представляло существенную проблему в течение многих лет Среди методов ускорения отделения суспендированных частиц от технологических потоков, а также осуществления более полного разделения составляющих, являются те методы, которые раскрыты в патенте США №3390959, где в качестве флокулянтов используются полиакрилаты, и в патенте США №3681012, где используется сочетание полиакрилатов и крахмала на линиях извлечения оксида алюминия по способу Байера В патенте США №4083925 раскрыто использование полиакриламида в грязеотстойнике В патенте США №4678585, что на различных стадиях Байеровского способа получения оксида алюминия осуществляется преимущественная обработка различными флокулирующими композициями В патенте США №4767540 описан способ удаления суспендированных твердых веществ из технологических потоков Байеровского процесса получения оксида алюминия путем контактного взаимодействия и смешения технологического потока процесса Байера с гидроксамированными полимерами Гидроксамированные полимеры могут быть использованы с анионным полиакрил атом Основная практика, когда для осветления технологических потоков Байеровского процесса используют флокулирующие эмульсии двух или нескольких типов, заключается в обращении самостоятельных эмульсий, содержащих каждый из типов полимеров в воде, до их самостоятельного введения в технологический поток завода по производству оксида алюминия Это вызывает необходимость использования двух или нескольких систем растворения в зависимости от состава полимера с соответствующим увеличением стоимости оборудования, материалов, энергии, труда и других затрат Таким образом, существует потребность в усовершенствованных методах для введения таких флокулянтов в технологические потоки Настоящее изобретение обеспечивает различные решения этой проблемы В настоящем изобретении описана обратная эмульсия, содержащая в своей прерывной водной фазе гидроксамированный полимер и второй полимер, выбранный из группы, включающей гомо полимеры /мет/акрилата щелочного металла, гомополимеры /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных акрилатов с /алк/акриламидами Молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям второго полимера лежит в пределах примерно от 99 1 до 15 85, предпочтительно примерно от 85 15 до примерно 20 80, когда указанным вторым полимером является гомополимер или сополимер /мет/акрилата щелочного металла В настоящем изобретении также описан способ удаления суспендированных твердых частиц из технологических вод процесса получения оксида алюминия по способу Байера Этот процесс включает обращение обратной эмульсии, содержащей смесь обратной эмульсии гидроксамированного полимера и второй обратной эмульсии второго полимера, как описано выше, сопровождающееся образованием раствора гидроксамированного полимера и второго полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных акрилатов с /алк/акриламидом, и контактное взаимодействие этого раствора с технологическим потоком процесса Байера, при котором этот раствор содержит такое количество указанных полимеров, которое эффективно для флокуляции и осаждения суспендированных в нем твердых веществ Технологический поток Байеровского процесса, который может преимущественно контактировать с раствором настоящего изобретения, может представлять собой входящий в отстойник поток, выходящий из нижней части отстойника поток, сточный поток после продувки или поток цикла осаждения оксида алюминия л" е извлечения/ Поток процесса Байера, контактирующий с раствором, может также подаваться в грязевой промыватель в промывочный агрегат Количество раствора, используемого для флокуляции и осаждения суспендированных твердых частиц в потоках Байеровского процесса, предпочтительно таково, что является достаточным для обеспечения от 0 1 до 10 миллиграмм на литр полимерных веществ в указанном потоке При желании такая эмульсия может также содержать крахмал, муку, декстран или дополнительный флокулянт на основе синтетического полимера в количестве, достаточном для протекания процесса флокуляции суспендированных твердых частиц Способ настоящего изобретения предпочтительно также включает стадии удаления флокулированных и осевших суспендированных твердых веществ из технологического потока Эмульсионную смесь настоящего изобретения предпочтительно получают путем приготвления первой обратной эмульсии гидроксамированного полимера, приготовления второй обратной эмульсии второго полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидом, и смешения первой и второй эмульсий вместе Каждая из первой и второй эмульсий может включать приблизительно 1 600%, предпочтительно примерно 100 - 500% по 45987 массе воды в расчете на массу содержащегося в них полимера Описанные здесь эмульсии являются обратными, что означает, что водные капли суспендированы в непрерывной масляной фазе В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения рециркуляционные сточные воды процесса Байера могут быть использованы для разрушения эмульсии При разрушении эмульсии обычно используют достаточное количество воды для получения раствора, который содержит менее примерно 1% полимерного вещества Настоящее изобретение обеспечивает способ снижения уровня содержания суспендированных твердых веществ в технологических потоках, обычно алюминатных щелоках, процесса получения оксида алюминия по способу Байера, при котором первый полимер, содержащий группы гидроксамовой кислоты или ее солей, и второй полимер, выбранный из группы, включающий гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидом, вводят совместно в технологический поток процесса Байера, чтобы эффективно удалить из него суспендированные твердые вещества Однако, как неожиданно установлено, эффективное флокулирующее действие может быть достигнуто только тогда, когда первый и второй полимеры используют в определенном соотношении Как показано в Примерах, представленных ниже, в основе настоящего изобретения лежит установленный факт, что полное действие, достигаемое при использовании двух самостоятельных эмульсий гидроксамированного полимера и акрилатного полимера, также достигается и при использовании единой смешанной эмульсии со значительным сокращением затрат на оборудование, материалы, энергию, оплату труда и других затрат, когда два полимера смешаны в соответствии с критическими величинами отношений, описанных ниже Новый подход к решению проблемы удаления суспендированных твердых веществ в Байеровском процессе получения оксида алюминия, обеспечиваемый настоящим изобретением, предусматривает получение обратной эмульсии гидроксамированного полимера и второго полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидом Хотя эти два флокулянта можно ввести в дисперсную /водную/ фазу эмульсии вместе, но предпочтительно приготовить первую обратную эмульсию, содержащую в дисперсной фазе гидроксамированный полимер, приготовить вторую обратную эмульсию второго полимера в своей дисперсной фазе, который выбирают из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидом, и смешать эти две эмульсии вместе Безусловно, специалистам будет ясно, что такой подход может быть равно использован с тремя, четырьмя и более типами флокулянтов, такими как, например, крахмал, декстран и т п 8 Установлено, что при использовании обратной эмульсии гидроксамированного полимера и второй обратной эмульсии полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла, гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидом, молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям /мет/акр платно го полимера в смешанной эмульсии должно регулироваться в определенных пределах, в зависимости от типов используемых /мет/акрилатных полимеров Когда /мет/акрилатным полимером является гомополимер или сополимер /мет/акрилата щелочного металла, молярное отношение должно быть в пределах примерно от 99 1 до примерно 15 85 мономерных звеньев Когда /мет/акрилатным полимером является гомополимер или сополимер /мет/акрилата аммония, молярное отношение мономерных звеньев должно быть в пределах примерно от 99 1 до примерно 58 42 Эмульсии настоящего изобретения могут быть использованы с другими флокулирующими системами и, в этом случае молярные отношения могут быть скоррелированы специалистами с помощью рутинных экспериментов Как только эмульсионная смесь получена, как описано выше, ее можно разрушить, предпочтительно добавлением к ней воды, в результате чего образуется водный раствор гидроксамированного полимера и полимера, выбранного из группы, включающей гомополимер /мет/акрилата щелочного металла и гомополимер /мет/акрилата аммония и сополимер указанных акрилатов с /алк/акриламидом Затем этот раствор готов для использования в качестве флокулянта и осадителя суспендированных твердых веществ в технологическом потоке процесса Байера и последующего удаления флокулированных и осевших суспендированных твердых веществ из этого технологического потока Гидроксамированный полимер Полимер, который содержит группы гидроксамовой кислоты или ее солей может довольно широко меняться по типу Он должен быть достаточно стабильным, чтобы быть эффективным в условиях проведения технологического процесса, которые включают высокие температуры, например, 85 - 107°С, (185 - 225°С) и сильно щелочную реакцию, например, 80 - 400грамм/литр общего количества щелочи, выраженного в виде эквивалента карбоната натрия Таким образом, в способе настоящего изобретения может быть использован любой водорастворимый полимер, содержащий групы гидроксамовой кислоты или ее солей Наилучшими примерами пригодных для использования полимеров являются те полимеры, которые содержат боковые группы формулы C/O/NHOR, в которой R представляет собой атом водорода или катион Такие полимеры обычно являются известными соединениями Они могут быть получены из полимеров, содержащих боковые сложноэфирные, амидные, ангидридные, нитрильные или другие такие функциональные группы, в результате взаимодействия их с гидроксиламином или его солью 45987 Примерами полимеров, которые могут быть гидроксамированы с целью их применения в способе настоящего изобретения, являются полимеры на основе сложных эфиров акриловой, метакриловой и кротоновой кислот, такие как полимеры, полученные полимеризацией метилакрилата, этилакрилата, трет-бутил а крилата, метилметакрилата, этилметакрилата, циклогексилметакрилата, диметиламиноэтилметакрилата и метилкротоната, полимеры малеинового ангидрида и его сложных эфиров, нитрильные полимеры, такие как те, что получены из акрилонитрила, и амидные полимеры, как те, что получены из акриламида и метакриламида В способе настоящего изобретения может быть использован любой водорастворимый полимер, который обеспечивает осаждение суспендирвоанных твердых веществ после гидроксамирования Таким образом, могут быть использованы гомополимеры, сополимеры, терполимеры и т п вышеперечисленных мономеров Приемлемыми сомономерами, которые при сополимеризации могут образовывать примерно до 95 мольных % пригодных для использования полимеров, могут быть акриловая кислота, акрилат натрия, 2-акриламидопропансульфоновая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, винилацетат, винилпирролидон, бутадиен и стирол, а также другие вышеперечисленные сложные эфиры, амиды и/или нитрилы и другие известные соединения, поскольку такие сополимеры, терполимеры и т п являются после гидроксамирования водорастворимыми Гидроксамированные полимеры хорошо известны специалистам Обычно их можно получить по реакции полимера, содержащего боковые реакционноспособные группы, в растворе с гидроксиламином или его солью при температуре в пределах примерно 20 - 100°С в течение нескольких часов в широком диапазоне значений РН, предпочтительно при РН более 7 Приемлемые гидроксиламинные соли включают сульфаты, сульфиты, фосфаты, перхлораты, гидрохлориды, ацетаты, пропионаты и т п Приблизительно 1 90% доступных боковых реакционноспособных групп полимера можно заместить гидроксаминовыми группами в соответствии с этой методикой Было установлено, что помимо реакции гидроксиламина или его соли с полимером, полимерный латекс может непосредственно взаимодействовать с гидроксиламином или его солью В латексной форме может быть, например, сополимер акриламида и метилакрилата или сополимер акриловой кислоты и метилакрилата В этих случаях гидроксиламин или его соль взаимодействует в первую очередь со сложноэфирными группами с образованием групп гидроксамовой кислоты Детальное описание способа получения гидроксамированных полимеров можно найти в патентах США №№4767540 /Spitzer с соавт/, 4902751 /Lewellyn с соавт/, 5128420, 4587306 и 4868248, которые включены в настоящую заявку в качестве ссылок Возможно также осуществить взаимодействие обратных эмульсий, состоящих, например, из водных растворов полиакриламида или сополимеров 10 акриламида и акриловой кислоты, диспергированных в масле, непосредственно с гидроксиламином или его солью и получить в результате этого очень высокомолекулярные полимеры, содержащие группы гидроксамовой кислоты, все из которых эффективно действуют при осуществлении способа настоящего изобретения Способы получения эмульсий, состоящих из гидроксамированных полимеров в непрерывной фазе, хорошо известны специаластам и раскрыты, например, в Европейской патентной заявке №0514648 AI, которая включена в данный текст в качестве ссылки Коротко, в этой публикации описано получение стабильных микродисперсий гидроксамированных полимеров типа масло-в-воде по методике, предусматривающей взаимодействие микродисперсии типа вода-в-масле, содержащей в качестве непрерывной фазы подходящее масло и эмульгатор и в качестве дискретной фазы - водный раствор, предшественника полимера с нейтрализованным гидроксиламином и избытком основания Степень гидроксамирования, то есть, концентрация групп формулы -C/O/NHOR, где R представлят собой атом водорода или катион, в полимерах, приемлемых для использования в настоящем изобретении, может лежать в пределах примерно от 1 до примерно 90 мольных процентов и предпочтительно составит примерно от 10 до примерно 65 мольных процентов Молекулярная масса гидроксамированных полимеров, которые могут быть использованы в способе настоящего изобретения, составляет величину, лежащую в пределах примерно от 1 х 104 до примерно 6 х 107 /Мет/акрилатные полимеры По крайней мере, второй полимерный флокулянт используется в соответствии с настоящим изобретением Этот второй полимер преимущественно представляет собой /мет/акрилатный полимер, выбранный из группы, включающей гомополимеры /мет/акрилата щелочного металла, гомополимеры /мет/акрилата аммония и сополимеры указанных /мет/а крил ато в с /алк/акриламидами Типичные полимеры на основе акрилатов щелочных металлов включают те полимеры, которые получены на основе акрилатов калия, рубидия и цезия Предпочтительными /мет/акрилатами щелочных металлов являются гомополимеры акрилата натрия и сополимеры его с акриламидом Специалистам хорошо известны полиакрилатные флокулянты, которые могут быть использованы для обработки технологических вод процесса Байера Патенты, которые раскрывают способы их получения, включают патенты США №№3390959, 3445187, 3716617, 3755531 и 4678585 Каждый из этих патентов включен в данную заявку в качестве ссылки Как известно, полиакрилатные флокулянты процесса Байера очень часто будут представлять собой сополимеры, содержащие дополнительные функциональные группы, такие как амидные группы, предпочтительно сополимеры, содержащие /алк/акриламиды, более предпочтительно акриламид Сополимеры могут дополнительно содержать акриловую кислоту, 2-акриламидопропансульфоновую кислоту и т п Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, второй полимер представляет со 11 45987 12 бой гомополимер /мет/акрилата или сополимер когда вторым полимером является полимер на акрилата и акриловой кислоты с основе /мет/акрилата щелочного металла, эмуль/алк/акриламидом, в котором молярное отношение сия обычно содержит примерно до 99 молей гидакри лат/акриловой кислоты к звеньям акриламида роксамированного полимера примерно к 1 молю составляет величину больше 50% Молекулярная полимера на основе /мет/акрилата щелочного мемасса второго полимера не является критическим талла, обычно примерно до 90 молей гидроксамипараметром и обычно лежит в пределах примерно рованного полимера примерно к 10 молям полиот 1 до 100 миллионов, предпочтительно примера на основе /мет/акрилата щелочного мемерно от 5 до 50 миллионов талла, предпочтительно примерно до 85 молей гидроксамированного полимера примерно к 15 Гомополимеры акрилат/акриловой кислоты и молям /мет/акр платно го полимера Однако, когда сополимеров акрилат/акриловой кислоты с очень эмульсионная смесь содержит гомополимер или небольшими количествами акриламида обычно сополимер /мет/акрилата аммония, молярное отиспользуются в первичных осадительных потоках ношение мономерных звеньев гидроксамированОбычно 95 - 100% функциональных групп в траного полимера к мономерным звеньям диционном первичном флокулянте будут состав/мет/акр платно го полимера будет лежать в пределять карбоксильные группы /от акрилата и акрилах примерно от 99 1 до примерно 58 42 Таким ловой кислоты, используемых в качестве мономеобразом, когда вторым полимером является поров/, а остальные 5-0% будут составлять карбоклимер /мет/акрилата аммония, эмульсионная самидные группы /от акриламидных мономеров/ В смесь обычно содержит не менее примерно 58 традиционном флокулянте промывочного агремолей гидроксамированного полимера примерно к гата, с другой стороны, обычно 50 - 90% функцио42 молям полимера /мет/акрилата аммония, преднальных групп будут составлять карбоксильные почтительно не менее примерно 60 молей гидрогруппы, а остальные 50 - 10% - карбоксамидные ксамированного полимера примерно к 40 молям группы, что приведет к образованию сополимера с полимера /мет/акрилата аммония, более предпочменьшим анионным характером тительно - не менее примерно 65 молей гидроМолярные отношения ксамированного полимера примерно к 35 молям Согласно настоящему изобретению, когда полимера /мет/акрилата аммония, и наиболее эмульсионная смесь содержит гомополимер предпочтительно - не менее 70 молей гидрокса/мет/акрилата щелочного металла или его сопомированного полимера к 30 молям полимера лимер, то молярное отношение мономерных /мет/акрилата аммония Когда вторым полимером звеньев гидроксаматного полимера к мономерным является /мет/акрилат аммония, то молярное отзвеньям указанного /мет/акр платно го полимера ношение гидроксамированного полимера к будет составлять примерно от 99 1 до примерно /мет/акрилатному полимеру может обычно лежать 15 85 в расчете на звенья Таким образом, когда в пределах примерно до 99 молей гидроксамировторым полимером является полимер ванного полимера примерно к 1 молю /мет/акрилата щелочного металла, эмульсионная /мет/акр платно го полимера, обычно примерно до смесь обычно содержит не менее примерно 15 85 молей гидроксамированного полимера примолей гидроксамированного полимера примерно к мерно к 15 молям /мет/акр платно го полимера, 85 молям полимера /мет/акрилата щелочного мепредпочтительно - примерно до 80 молей гидроталла, предпочтительно не менее примерно 20 ксамированного полимера примерно к 20 молям молей гидроксамированного полимера примерно к /мет/акр платно го полимера В Таблицах А и А 80 молям полимера /мет/акрилата щелочного мепроиллюстрированы различные области значений талла, и наиболее предпочтительно не менее молярного отношения гидроксамированный полипримерно 23 молей гидроксамированного полимер/акрилатный полимер, которые характеризуют мера примерно к 77 молям полимера настоящее изобретение /мет/акрилата щелочного металла Кроме того, Таблица А Катион полиакрилатного полимера Щелочной металл Щелочной металл Щелочной металл Щелочной металл Диапазон значений молярных отношений полимеров, число мономерных звеньев гидроксамированного полимера полиакрилатного полимера примерно 99 1 до примерно 15 85 /обычно/ примерно 90 10 до примерно 15 85 /как прав/ примерно 85 15 до примерно 20 80 /предпочт/ примерно 85 15 до примерно 23 77 /наиболее предпочт / Катион полиакрилатного полимера Аммоний Аммоний Аммоний Аммоний Таблица А' Диапазон молярных отношения полимеров, число мономерных звеньев гидроксамированного полимера полиакрилатного полимера примерно 99 1 до примерно 58 42 /обычно/ примерно 85 15 до примерно 58 42 /как прав/ примерно 80 20 до примерно 60 40 /предпочт / примерно 80 20 до примерно 65 35 /более предп / примерно 80 20 до примерно 70 30 /наиболее предпочт / 13 45987 В таблицах В и С проиллюстрированы смеси с конкретными различными молярными отноше 14 ниями гидроксамированных полимеров и полиакрилатных полимеров Таблица В Эмульсион Расслоение смесь или м/час раствор натрий 90 10 83 17 смесь натрий 90 10 83 17 раствор натрий 80 20 61 39 смесь натрий 80 20 61 39 раствор натрий 70 30 56 44 смесь 61 натрий 70 30 56 44 раствор 55 натрий 50 50 35 65 смесь натрий 50 50 35 65 раствор натрий 40 60 27 73 смесь 82 натрий 40 60 27 73 раствор 67 натрий 30 70 19 81 смесь натрий 30 70 19 81 раствор натрий 25 75 15 85 смесь 52 натрий 25 75 15 85 раствор 76 *натрий 10 90 6 94 смесь *натрии 10 90 6 94 раствор - молярное отношение вне пределов настоящего изобретения Полиакрилатная соль Мае отношение эмульсий Молярное отношение Вязкость раствора /сантипуаз / 99 90 88 83 84 85 72 71 63 65 51 64 Пример 13 14 15 16 517 618 19 20 1 2 21 22 3 4 23 24 Таблица С Эмульсион смесь или раствор аммоний 90 10 77 23 смесь аммоний 90 10 77 23 раствор аммоний 80 20 60 40 смесь аммоний 80 20 60 40 раствор *аммоний 70 30 47 53 смесь *аммоний 70 30 47 53 раствор *аммоний 50 50 27 73 смесь *аммоний 50 50 27 73 раствор - молярное отношение вне пределов настоящего изобретения Полиакрилатная соль Мае отношение эмульсий Молярное отношение Как рассмотрено более детально в части, касающейся примеров, эти значения скорости расслоения и вязкости свидетельствуют об эффективности полимеров настоящего изобретения как флокулянтов Данные, представленные в таблицах Б и В, свидетельствуют о том, что осуществление процесса в пределах критических диапазонов величин молярного отношения настоящего изобретения обеспечивает улучшенный процесс флокуляции по сравнению с осуществлением процесса вне диапазонов значений молярного отношения настоящего изобретения Эмульсии и Растворы Пригодные для использования эмульгаторы или поверхностно-активные вещества, применяемые для получения эмульсий типа вода-в-масле настоящего изобретения, включают этоксилированные жирные амины, алканоламиды жирных кислот, продукты реакции имидазолов и жирных кислот, продукты конденсации алканоламинов и жирных кислот, сложные эфиры на основе сорбитана и жирных кислот и т п Патент США Расслоение м/час 49 43 2,1 2,1 1,65 4,8 Вязкость раствора /с пуаз/ 87 89 78 79 68 73 52 66 Пример 7 25 8 26 9 27 10 28 11 29 12 30 31 32 №4339371 /Robinson с соавт/ включен сюда в качестве ссылки, касающейся эмульсионных поверхностно-активных веществ Некоторые поверхностно-активные вещества помимо способности образовывать эмульсию способствуют инверсии эмульсий Специалистам хорошо известно, что размер частиц полимера в эмульсии можно менять за счет выбора соответствующего эмульгатора Согласно настоящему изобретению, размер дисперсной фазы эмульсии, также называемый размер частиц, не является критическим параметром Однако для удобства, предпочтительно обеспечить полимерные частицы размером в пределах примерно от 0 02 до примерно 200 микрон, где полимерные частицы размером от 0 1 до 50 микрон особенно предпочтительны Макроэмульсии, а также микроэмульсии, включены в объем притязаний настоящего изобретения Способы получения микроэмульсий известны и раскрыты, например, в патентах США №№4956399 /Kozakiewicz с соавт/, 4521317 /Candau с соавт/ и 4681912 /Durand с соавт/, каждый из которых 45987 15 16 включен в настоящую заявку в качестве ссылки полимер эмульсии имеют тенденцию к расслаиваАналогично, патенты США №№3284393 нию во времени и поэтому требуют некоторого /Vanderhoff с соавт/ и 3624019 /Anderson с соавт/ перемешивания для поддержания гомогенности каждый включены в настоящую заявку в качестве продукта Такое перемешивание лучше всего ссылок, касающихся получения эмульсий, в том осуществлять с помощью мешалки в течение почисле полиакрилатных эмульсий В соответствии с лучаса или часа в день Избыточного рециркулинастоящим изобретением, для получения эмульрования или перемешивания эмульсии при хранесий может быть использовано любое известное нии следует избегать масло, включая изопарафины, нормальные или Эмульсии гидроксамированного полимера и циклические углеводороды, такие как бензол, ксиакрилатного полимера являются традиционными и лол, толуол, топливное масло, керосин, не имеюсодержат небольшие водные капли полимера в щие запаха минеральные спирты и их смеси Отмасле и, предпочтительно, поверхностно-активношение водной фазы к углеводородной фазе ном веществе или смеси поверхностно-активных может меняться в широких пределах Отношения, веществ Поверхностно-активные вещества являлежащие в пределах примерно от 0,5 1 до приются известными соединениями, и примеры предмерно 3 1, являются предпочтительными, а отнопочтительных поверхностно-активных веществ шения примерно 2 1 являются особенно удобвключают моноолеат сорбитана и этоксилированными ные жирные амины Предпочтительно поверхностно-активное вещество выбирают таким образом, Полимерные флокулянты настоящего изобречтобы оно и стабилизировало дисперсию, и детения эмульгируют для использования так, что их лало эту дисперсию самообращаемой Термин масса в 1-3 раза превышает массу воды /весьма "самообращаемая" в данном контексте означает, грубо/ что когда к эмульсии добавляют воду, масло легко Поскольку назначение воды - просто обеспедиспергируется или эмульгируется, обеспечивая чить полимерный флокулянт в форме, удобной быстрое растворение полимерных капель в воде для использования, то обычно воду не используют Такое обращение обратной эмульсии, сопровожв количестве, больше, чем это необходимо для дающееся образованием раствора полимера, кополучения эмульсии, которая будет сохранять торое можно также назвать "разрушением" эмульсвою стабильность во времени, при температуре, сии, осуществляется известными способами, во время расслоения и других параметрах хранепредпочтительно с использованием оборудования и использования, действие которых будет исния, которое сможет обеспечить кратковременное пытывать эмульсия до момента ее применения высокоскоростное смешение с последующим Как указано выше, традиционная практика сократковременным вызреванием в условиях медстоит в том, что каждую эмульсию полимерного ленного перемешивания или без него флокулянта разрушают отдельно, а затем подают полученный раствор в среду, подлежащую обраВ соответствии с настоящим изобретением, ботке, или, при желании, смешивают полученные эмульсионную смесь разрушают путем добавлерастворы В соответствии с настоящим изобретения к ней воды Предпочтительно, и как показынием, эмульсия гидроксамированного полимера вает практика, источником воды будет обычно может быть смешана с эмульсией акрилатного технологический водный поток процесса Байера полимера, а затем эмульсионная смесь может со стадий осаждения или промывки Как таковая, быть обращена перед использованием Однако, она обычно будет иметь слабощелочную реакцию неожиданно было установлено, что эти два типа При желании, например, уровень щелочности полимеров или полимерных эмульсий, будучи можно отрегулировать таким образом, что он бусмешанным в любом произвольном молярном дет соответствовать приблизительно 2% гидроотношении, могут не обеспечить достаточного ксида натрия Более того, как рассмотрено ниже, флокулирующего действия Совершенно неожисодержание полимера, который используется для данно было установлено, что только в том случае, флокуляции технологических потоков процесса когда эмульсии гидроксамированных полимеров и Байера, чрезвычайно низкое эмульсии акрилатных полимеров содержатся или В соответствии с этим, например, описанная смешиваются в соответствии с величинами критивыше эмульсионная смесь будет разрушаться при ческих молярных отношений, раскрытых в данной добавлении ее к достаточному количеству воды, заявке, полученная эмульсия, содержащая эти содержащей 2% гидроксида натрия, для получедва полимера, будет работать, а также желаемый ния раствора, который содержит обычно менее эффект будет достигнут при совместном исполь1%, предпочтительно примерно от 0 05 до 1%, и зовании двух отдельных растворов гидроксамироболее предпочтительно примерно 0 1 % сухого ванного полимера и акрилатного полимера полимера Как указано выше, применение допол/полученных из отдельных эмульсий/ нительно кратковременных воздействий высокого сдвига или энергии завершает инверсию эмульПолимерные эмульсии можно хранить в ресии зервуарах из полиэтилена высокой плотности, поливинилхлорида, армированного стекловолокФлокуляция ном полиэфира или нержавеющей стали 316 Для Общее количество первого, гидроксамировантого, чтобы обеспечить эффективное действие в ного полимера, и второго, полиакрилатного полипроцессе Байера в масштабе завода, резервуар мера, предпочтительно используемых для флокудля хранения в идеальном случае должен быть ляции суспензий, лежит в пределах от 0,0045 до достаточно большим, чтобы содержать по объему 18кг флокулянта на тонну сухого остатка грязи или два загрузочных резервуара Многие содержащие сухого остатка загрузки Хотя полимеры настоя 17 45987 18 щего изобретения могут быть добавлены на люотдельные точки его подачи осуществляется с бой стадии Байеровского процесса, в масштабе помощью клапанов работы промышленной установки, введение поЧем больше различных точек, в которых раслимеров настоящего изобретения предпочтитвор флокулирующего полимера настоящего изотельно осуществлять в поток, подаваемый в отбретения вводится в подлежащую осветлению стойник, что и практикуется при использовании суспензию, тем более эффективен он будет Пообычных анионных флокулянтов Однако в другом этому, для достижения максимальной эффективварианте, полимерные комбинации настоящего ности его будут вводить, по крайней мере, в двух изобретения могут быть также введены в поток, и предпочтительно более местах технологичевытекающий из первичного отстойника, или в поского потока процесса Байера, для которого необток, выдуваемый из автоклавов Полимерные ходимо осветление комбинации могут быть также использованы при Следующие примеры иллюстрируют различрасслоении грязей в установке по промывке гряные аспекты настоящего изобретения, не огранизей чивая существа и объема его притязаний Полимерные смеси, используемые в настояПримеры 1 - 4 щем изобретении, применяют, вводя их в форме Осаждение частиц разбавленного водного раствора в технологичеЭмульсию А - эмульсию гидроксамированного ский поток стадии варки бокситовой руды, содерполиакриламида готовили следующим образом жащий солюбилизированный оксид алюминия и 117мас частей раствора гидроксиламина в водсуспендированные твердые вещества, распреденом каустике, содержащего 2масс % гидроксилаленные в потоке, в количестве, по крайней мере, мина, добавляли в течение тридцати минут, при достаточном для осаждения указанных суспендиперемешивании при комнатной температуре к рованных твердых веществ Как правило, для дос117масс частям обратной эмульсии полиакрилатижения оптимальных результатов, следует исмида, содержащей поверхностно-активное вещепользовать, по крайней мере, примерно 0 1 - 30 ство на основе этоксилированного амина После милиграммов общего количества полимеров на введения всего количества гидроксиламина ввели литр технологического потока Более предпочтибмасс частей соответствующего деэмульгатора тельно, добавлять, полимерную смесь в количена основе этоксилированного поверхностно-акстве по крайней мере, 1 миллиграмм на литр Безтивного вещества Полученная обратная эмульсия условно, можно использовать и большие количегидроксамированного полиакриламида содержала ства без отклонения от объема притязаний на15 2масс % сухого остатка полимера с 14мольн % стоящего изобретения, хотя обычно достигается гидроксаматных групп точка, при которой дополнительное количество Эмульсию В - эмульсию полиакрилата натрия флокулянта уже не увеличивает скорости разде- готовили следующим образом 58 1 масс частей ления по сравнению с уже достигнутыми макси29масс % водного раствора акриловой кислоты, мальными скоростями Специалисты, безусловно, нейтрализованной гидроксидом натрия, эмульгизнают, что весьма неэкономично использовать ровали в присутствии 22масс частей масляной количества флокулирующего полимера, превысмеси на основе легких углеводородов, содержашающие те, что необходимы для достижения макщей в качестве поверхностно-активного вещества симальных скоростей разделения в данной сисмоноолеат сорбитана После удаления кислорода теме путем продувки газообразным азотом инициировали процесс полимеризации с помощью окислиВследствие очень больших объемов водной тельно-восстановительной каталитической сиссреды, необходимых для получения очень низких темы, в результате чего получили обратную концентраций полимерного остатка, в соответстэмульсию акрилата натрия, содержащую вии с настоящим изобретением, о чем уже упоми20 5масс % сухого остатка полимеров налось выше, часто удобно использовать две стадии разбавления При первичном разбавлении Эмульсию С приготовили в условиях интенпроисходит разрушение эмульсии и образование сивного смешения 40масс частей Эмульсии А с раствора, содержащего примерно 1 - 4% сухого бОмасс частями Эмульсии В Эмульсия С имела остатка флокулирующего полимера На второй молярное отношение мономерных звеньев гидростадии разбавления происходит снижение содерксамированного полимера к мономерным звеньям жания флокулирующего полимера до его рабочей гомополимера акрилата натрия равное 27 73 концентрации, составляющей примерно 0 03 Затем Эмульсию В разрушили, добавив достаточ0 5% Второе разбавление лучше всего осуществное количество воды, содержащей 2% гидроксида лять как самостоятельную часть системы подачи натрия для получения раствора, содержащего полимера 0 1 % сухого остатка полимера Этот раствор /Пример 1/ использовали для проведения опытов В простой системе подачи полимера согласно по осаждению суспензии красной грязи при дозе настоящему изобретению, готовится полимерный расхода 48 грамм полимера на тонну сухого вераствор, содержащий примерно 0 1 - 4% сухого щества красной грязи Количество испытываемого остатка флокулирующего полимера Обычно такой флокулянта помещали в 1000 миллилитровый раствор содержит менее примерно 1% сухого осградуированный цилиндр, заполненный водным татка полимера Затем этот раствор нагнетают с образцом, содержащим частицы красной грязи, помощью поршневого насоса в коллектор для поподлежащие осаждению Затем флокулянт смеследующего распределения Вторичное разбавшивали с технологическим водным потоком проление осуществляют между насосом и коллектоцесса Байера пятью ударами перфорированного ром Распределение разбавленного полимера в 19 45987 20 поршня Снижение границы раздела фаз жидзвеньям гомополимера акрилата натрия, равное костьл'вердое вещество во времени измеряли в 56 44 Эмульсию D разрушили, добавив ее к досметрах в час для определения эффективности таточному количеству воды, содержащей 2% гидфлокулянта роксида натрия, с целью получения раствора Примера 5, содержащему 0 1 % сухого остатка Для сравнения, раствор /"Пример 2"/, содерполимера Раствор Примера 5 использовали для жащий 0 1% сухого остатка полимера приготовили проведения опытов по осаждению суспензии путем разрушения Эмульсии А добавлением ее к красной грязи при дозе расхода 62 грамма полидостаточному количеству воды, содержащей 2% мера на тонну сухого остатка красной грязи гидроксида натрия, в результате чего получили раствор, содержащий 0 1% сухого остатка полиДля сравнения, раствор /Пример 6х/, содермера, разрушением Эмульсии В добавлением ее к жащий 0 1% сухого остатка полимера получили достаточному количеству воды, содержащей 2% путем разрушения Эмульсии А в результате догидроксида натрия, в результате чего получили бавления ее к достаточному количеству воды, раствор, содержащий 0 1% сухого остатка полисодержащей 2% гидроксида натрия, с целью помера, и смешением этих двух растворов с образолучения раствора, содержащего 0 1% сухого осх ванием раствора Примера 2 , имеющего молярное татка полимера, разрушения Эмульсии В путем отношение мономерных звеньев гидроксамиродобавления ее к достаточному количеству воды, ванного полимера к мономерным звеньям акрисодержащей 2% гидроксида натрия, с целью полатного гомополимера равное 27 73 Раствор лучения раствора, содержащего 0 1% сухого осх Примера 2 был также использован для проведетатка полимера, и смешения этих двух растворов ния опытов по осаждению суспензии красной с целью получения раствора /Пример 6х/, имеюгрязи при дозе расхода 48 граммов полимера на щего молярное отношение мономерных звеньев тонну сухого остатка красной грязи гидроксамированного полимера к мономерным звеньям полиакрилата, равное 56 44 Раствор 6х Аналогичным образом смешали эмульсии натакже использовали для проведения опытов по стоящего изобретения, два раствора, полученные осаждению суспензии красной грязи при дозе расиз эмульсии гидроксамированного полимера и хода 62 грамма полимера на тонну сухого остатка эмульсии гомополимера акрилата натрия, смекрасной грязи шали для сравнения с изобретением в массовых отношениях 25 75 с целью приготовления растворов /Примеры 3, 4х/, имеющих молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям акрилатного гомополимера, равное 15 85 Оба полученных раствора были аналогично использованы для проведения опытов по осаждению суспензии красной грязи при дозе расхода 50 грамм полимера на тонну сухого остатка красной грязи Результаты опытов по осаждению красной грязи для этих двух групп растворов представлены в Таблице 1 Таблица 1 Массовое Молярное Смесь Пример отношение м/час отношение /раствор эмульсий 1 40 60 27 73 Смесь 8 23 2* 40 60 27 73 Раствор 67 3 25 75 15 85 Смесь 518 4* 25 75 15 85 Раствор 7 62 - сравнительный Как видно из представленных результатов, использование технологии эмульсионной смеси настоящего изобретения обеспечивает улучшенные значения скорости осаждения, помимо преимуществ обращения с такими материалами, присущих новому подходу эмульсионной смеси Примеры 5 - 6 Осаждение частиц Эмульсии А и В были приготовлены так, как описано выше Эмульсию D приготовили путем интенсивного смешения 70масс частей Эмульсии А с ЗОмасс частями Эмульсии В Эмульсия D имела молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным Результаты опытов по осаждению красной грязи для этой группы растворов представлены в таблице 2 Таблица 2 Массовое Молярное Смесь Пример отношение м/час отношение /раствор эмульсий 5 70 30 56 44 Смесь 61 6* 70 30 56 44 Раствор 5 49 - сравнительный Как видно из представленных результатов, использование технологии эмульсионной смеси настоящего изобретения в этих условиях обеспечивает скорости осаждения, сравнимые с этими показателями, полученными при использовании двух полимерных эмульсий, обращенных самостоятельно, помимо преимуществ обращения с материалами, присущими новому подходу эмульсионной смеси Примеры 7 -12 Осаждение частиц Эмульсию А получили так же, как описано выше Эмульсию Е - эмульсию полиакрилата аммония приготовили следующим образом 31 1масс, части 44масс % водного раствора акриловой кислоты, нейтрализованной аммиаком, эмульгировали в присутствии 12 1 масс части масляной смеси легких углеводородов, содержащей в качестве поверхностно-активного вещества моноолеат сорбитана После удаления кислорода путем продувки азотом инициировали процесс полимеризации с помощью окислительно-восстановительной каталитической системы, в результате чего получили обратную эмульсию акрилата аммония, со 21 45987 22 держащую ЗОмасс % сухого остатка полимера 10* 80 20 60 40 Раствор 213 Эмульсию F приготовили путем интенсивного 11** 70 30 47 53 Смесь 1 65 смешения ЭОмасс частей Эмульсии А с 12* 70 30 47 53 Раствор 4 57 Юмасс частями Эмульсии Е Эмульсия F имела - сравнительный молярное отношение мономерных звеньев гидро** - вне объема настоящего изобретения ксамированного полимера к мономерным звеньям гомополимера акрилата аммония, равное 77 23 Как видно из представленных результатов, Затем Эмульсию F разрушили, добавив ее к досиспользование технологии эмульсионной смеси таточному количеству воды, содержащей 2% гиднастоящего изобретения обеспечивает скорость роксида натрия, с целью получения раствора осаждения, сравнимую с той, что достигается при /Пример 7/, содержащего 0 1% сухого остатка поиспользовании двух полимерных эмульсий, обралимера щенных раздельно, помимо преимуществ обраДля сравнения, раствор /Пример 8х/, содерщения с материалами, присущих новому подходу жащий 0 1% сухого остатка полимера, приготок эмульсионным смесям Это особенно удививили путем разрушения Эмульсии А, которую дотельно, поскольку технология эмульсионной бавили к достаточному количеству воды, содерсмеси, реализуемая вне диапазона молярного жащей 2% гидроксида натрия, с целью получения отношения флокулянтов, являющегося опредераствора, содержащего 0 1% сухого остатка полиляющим фактором для настоящего изобретения, мера, разрушением Эмульсии Е, которую добаобеспечивает скорости осаждения, которые хуже, вили к достаточному количеству воды, содержачем в традиционной технологии растворов щей 2% гидроксида натрия, с целью получения Примеры 13 - 24 раствора, содержащего 0 1% сухого остатка полиВязкость мера, и смешением этих двух растворов с целью Эмульсии А и В были приготовлены так, как х получения раствора /Пример 8 /, имеющего моописано выше Эмульсию G приготовили путем лярное отношение мономерных звеньев гидроинтенсивного перемешивания ЭОмасс частей ксамированного полимера к мономерным звеньям Эмульсии А с Юмасс частями Эмульсии В акрилатного гомополимера, равное 77 23 Эмульсия G имела молярное отношение гидроАналогичным образом, смешали эмульсии наксамированного полимера к гомополимеру акристоящего изобретения и растворы смешали для лата натрия в расчете на звенья 83 17 Затем сравнения с изобретением в массовых отношеэмульсию G разрушили путем добавления ее к ниях 80 20 и 70 30 с целью получения растводостаточному количеству воды, содержащей 2% ров /Примеры 9, 10х, 11 и 12х/, имеющих молярное гидроксида натрия, с целью получения раствора отношение гидроксамированного полимера к поПримера 13, содержащего 0 1% сухого остатка лиакрилату в расчете на звенья 60 40 и 47 53, полимера Растворную вязкость раствора Присоответственно Эмульсионная смесь, имеющая мера 13 измерили при концентрации 0 1 масс % молярное отношение 47 53, показала флокулисухого остатка полимера в 1-молярном хлориде рующее действие, уступающее флокулирующему натрия на вискозиметре Брукфилда с УФ адаптедействию смесей растворов химически аналогичром при 60об/мин или ЗОоб/мин с корректировных полимеров, имеющих то же молярное отноками по известным стандартным методикам шение Для сравнения приготовили раствор /Пример Раствор Примера 7 использовали для прове14х/, содержащий 0 1% сухого остатка полимера, дения опытов по осаждению суспензии красной путем разрушения Эмульсии А, осуществляемой грязи при дозе расхода 65 граммов на тонну судобавлением ее к достаточному количеству воды, х хого остатка красной грязи Раствор Примера 8 содержащей 2% гидроксида натрия, с целью потакже использовали для проведения опытов по лучения раствора, содержащего 0,1% сухого ососаждению суспензии красной грязи при дозе растатка полимера, разрушением Эмульсии В, осухода 62 грамма полимера на тонну сухого остатка ществляемым путем добавления ее к достаточх красной грязи Растворы Примеров 9 и 10 были ному количеству воды, содержащей 2% гидроиспользованы для проведения опытов по осаждексида натрия, с целью получения раствора, нию суспензий красной грязи при дозах 62 грамма содержащего 0 1% сухого остатка полимера, и полимера на тонну сухого остатка красной грязи смешением этих двух растворов с целью получеРастворы Примеров 11 и 12х были использованы ния раствора Примера 14х, имеющего молярное для проведения опытов по осаждению суспензий отношение мономерных звеньев гидроксамирокрасной грязи при дозах 57 граммов полимера на ванного полимера к мономерным звеньям гомопотонну сухого остатка красной грязи Результаты лимера акрилата натрия равное 83 17 Вязкость опытов по осаждению красной грязи для раствораствора Примера 14х также измеряли как опиров Примеров 7 - 1 2 представлены в Таблице 3 сано выше Таблица 3 Массовое Молярное Смесь Пример отношение м/час отношение /раствор эмульсий 7 90 10 77 23 Смесь 4 88 8* 90 10 77 23 Раствор 4 27 9 80 20 60 40 Смесь 213 Аналогичным образом смешали эмульсии в соответствии с методикой смешения настоящего изобретения и растворы смешали для сравнения с изобретением с целью получения растворов, имеющих молярные отношения мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям полиакрилата в расчете на звенья 61 39, 56 44, 35 65, 19 81 и 6 94, соответственно Эмульсионная смесь, имеющая мо 23 45987 24 лярное отношение 6 94, показала худшую актив/Пример 26х/, содержащий 0 1% сухого остатка ность по сравнению с активностью при полимера, путем разрушения Эмульсии А при дотрадиционном использовании растворных смесей бавлении ее к достаточному количеству воды, сохимически аналогичных полимеров, имеющих то держащей 2% гидроксида натрия, с целью полуже молярное отношение Вязкости полученных чения раствора, содержащего 0 1% сухого остатка растворов измеряли так же, как описано выше полимера, путем разрушения Эмульсии Е при добавлении ее к достаточному количеству воды, Показатели вязкости для этих двух групп рассодержащей 2% гидроксида натрия, с целью потворов представлены в Таблице 4 лучения раствора, содержащего 0 1% сухого осКак видно из представленных результатов, татка полимера, и путем смешения этих двух расиспользование технологии эмульсионной смеси творов с целью получения раствора Примера 26х, настоящего изобретения дает вязкости растворов, имеющего молярное отношение мономерных сравнимые, а в некоторых случаях и превышаюзвеньев гидроксамированного полимера к монощие те, что получены при традиционной техноломерным звеньям полиакрилата аммония, равное гии растворного смешения Это особенно удиви77 23 Вязкость раствора Примера 26х также оптельно, поскольку технология эмульсионного ределяли по вышеизложенной методике смешения, осуществленная вне пределов критических значений молярного отношения, раскрытых Аналогичным образом смешали эмульсии в в данном изобретении, дает значения вязкостей, соответствии с методикой смешения настоящего которые отражают худшее действие по сравнению изобретения и смешали растворы для сравнения с традиционной технологией растворного смешес изобретением и с целью получения растворов, ния имеющих молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям полиакрилата, равное 60 40, 47 Таблица 4 53, и 27 73, соответственно Смешанные эмульсии, имеющие молярное отношение 47 53 и 27 Массовое Молярное Смесь 73 показали худшую активность по сравнению с Пример отношение м/час отношение /раствор традиционным использованием растворных смеэмульсий сей химически аналогичных полимеров, имеющих 13 90 10 83 17 Смесь 99 такое же молярное отношение Вязкости получен14* 90 10 83 17 Раствор 90 ных растворов определяли аналогично тому, как 15 80 20 61 39 Смесь 88 описано выше 16* 80 20 61 39 Раствор 83 Показатели вязкости этих двух групп раство17 70 30 56 44 Смесь 84 ров представлены в таблице 5 18* 70 30 56 44 Раствор 85 19 50 50 35 65 Смесь 20* 50 50 35 65 Раствор 21 30 70 19 81 Смесь 22* 30 70 19 81 Раствор 23** 10 90 06 94 Смесь 24* 10 90 06 94 Раствор - сравнительный ** - вне объема настоящего изобретения 72 71 63 65 51 64 Известно, что уровень вязкости раствора флокулирующего полимера является показателем его относительной эффективности при флокуляции и осаждении Примеры 25 32 Вязкость Эмульсии А и Е приготовили так, как описано выше Эмульсию Н приготовили путем интенсивного смешения ЭОмасс частей Эмульсии А с Юмасс частями Эмульсии Е Эмульсия Н имела молярное отношение мономерных звеньев гидроксамированного полимера к мономерным звеньям гомополимера акрилата аммония, равное 77 23 Затем Эмульсию Н разрушили, добавив ее к достаточному количеству воды, содержащей 2% гидроксида натрия, с целью получения раствора /Пример 25/, содержащего 0 1% сухого остатка полимера Вязкость раствора Примера 25 определили с помощью методики, описанной выше Для сравнения, былприготовлен раствор Таблица 5 Массовое Молярное Смесь Пример отношение м/час отношение /раствор эмульсий 25 90 10 77 23 Смесь 87 26* 90 10 77 23 Раствор 89 27 80 20 60 40 Смесь 78 28* 80 20 60 40 Раствор 79 29** 70 30 47 53 Смесь 68 30* 70 30 47 53 Раствор 73 31** 50 50 27 73 Смесь 52 32* 50 50 27 73 Раствор 66 - сравнительный ** - вне объема настоящего изобретения Представленные результаты свидетельствуют о том, что использование технологии эмульсионного смешения обеспечивает вязкости растворов, сравнимые с теми, что характерны для традиционной технологии смешения полимерных растворов, но, что весьма неожиданно, только когда полимерные эмульсии содержат гидроксамированный полимер и акрилатный полимер в диапазоне молярных отношений, установленном для данного изобретения Вне этих пределов вязкости полимеров ниже, чем в случае традиционной технологии смешения полимерных растворов 25 45987 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 26

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: C01F 7/06, B01D 21/01

Мітки: варіанти, видалення, зворотна, композиція, суспендованих, твердих, речовин, спосіб, емульсія

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/13-45987-zvorotna-emulsiya-kompoziciya-varianti-ta-sposib-vidalennya-suspendovanikh-tverdikh-rechovin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Зворотна емульсія, композиція (варіанти) та спосіб видалення суспендованих твердих речовин</a>

Подібні патенти