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新型高分子絮凝剂的研制及其在氧化铝工业中的应用

作　者: 李庆刚
导　师: 钟宏
学　校: 中南大学
专　业: 化学工程
关键词: 赤泥沉降氧化铝工业絮凝剂聚丙烯酸钠合成
分类号: TQ133.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

论文以提高氧化铝生产流程中的赤泥沉降效果为目标,采用复合引发体系,通过控制聚合工艺条件,合成了一种相对分子质量较高的聚丙烯酸钠,并进行了工业化试生产,获得了较为理想的聚丙烯酸钠产品。并以中铝中州分公司氧化铝的生产为例,对高分子絮凝剂在各生产环节中的应用进行了深入系统的研究,对影响絮凝剂絮凝沉降效果的各个因素进行了探讨,在此基础上得出了各个生产环节絮凝剂的选择方向和最佳的使用条件。高分子聚丙烯酸钠的合成工艺条件为：单体中和度100%,引发剂V50用量0.48‰,K2S2O8用量0.2‰,NaHSO3用量0.2‰,乙二胺用量8‰。助剂NaCl用量8‰,尿素用量5‰,氮气压力0.6 Mpa,通氮时间11.5 min,引发温度22℃,水浴初始温度30℃,后期温度45℃,聚合时间8 h,烘干温度110℃。各种型号絮凝剂在氧化铝赤泥沉降性能比较表明,相对分子质量和水解度是选择絮凝剂的两项重要指标,不同料浆需采用不同类型的絮凝剂。研究发现：絮凝剂的溶解水水质、溶解温度、加入方式、稀释料浆的浓度、料浆温度、加入絮凝剂后的搅拌状态都和絮凝剂的作用效果有明显的关系。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-20
  1.1 聚丙烯酸钠的分类和用途  8-10
    1.1.1 低相对分子质量聚丙烯酸钠的应用状况  8-9
    1.1.2 高相对分子质量聚丙烯酸钠的应用状况  9-10
    1.1.3 超高相对分子质量聚丙烯酸钠应用状况  10
  1.2 聚丙烯酸钠的合成方法  10-11
    1.2.1 水溶液聚合  10-11
    1.2.2 反相悬浮聚合  11
  1.3 引发剂的研究现状  11-13
    1.3.1 单组分引发剂  11-12
    1.3.2 氧化还原引发体系  12-13
    1.3.3 复合引发体系  13
  1.4 赤泥物理化学性质研究  13-15
    1.4.1 赤泥的粒度组成  14
    1.4.2 赤泥的化学及矿物成分  14
    1.4.3 赤泥的电化学性质  14-15
  1.5 拜耳法赤泥沉降性能  15-16
  1.6 烧结法赤泥沉降性能  16-17
  1.7 氧化铝生产用絮凝剂的发展历史和现状分析  17-18
  1.8 论文研究背景、意义与方法  18-20
第二章实验药剂、仪器与研究方法  20-25
  2.1 实验药剂与仪器  20-21
    2.1.1 实验药剂  20
    2.1.2 实验仪器  20-21
  2.2 实验研究方法  21-25
    2.2.1 聚丙烯酸钠合成工艺流程  21-22
    2.2.2 相对分子质量测定  22-23
    2.2.3 产品溶解性测定  23
    2.2.4 沉降速度的测定  23-24
    2.2.5 上清液浮游物的测定  24-25
第三章水溶液法合成聚丙烯酸钠  25-31
  3.1 聚合反应机理  25-26
  3.2 引发体系的选择  26-30
    3.2.1 V50用量对相对分子质量的影响  27
    3.2.2 正交试验法确定引发剂的用量  27-29
    3.2.3 氯化钠添加量对相对分子质量的影响  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章聚丙烯酸钠的工业生产  31-38
  4.1 生产工艺简介  31
  4.2 生产原料及设备  31-32
    4.2.1 生产原料  32
    4.2.2 生产设备  32
  4.3 工艺条件对产品相对分子质量的影响研究  32-35
    4.3.1 通氮气的时间、压力  33
    4.3.2 胶体容器的形状  33
    4.3.3 引发温度  33-34
    4.3.4 水浴温度  34
    4.3.5 烘干温度的影响  34-35
  4.4 流化床在聚丙烯酸钠生产中的应用  35-37
    4.4.1 传统干燥工艺  35
    4.4.2 流化床干燥的基本原理  35-36
    4.4.3 乳化剂的选择  36
    4.4.4 工艺参数的设定  36-37
  4.5 结论  37-38
第五章聚丙烯酸钠产品性能测定和表征  38-42
  5.1 产品相对分子质量测定  38
  5.2 产品溶解性测定  38
  5.3 产品絮凝性能评价  38-41
    5.3.1 絮凝剂样品种类  39
    5.3.2 赤泥料浆种类  39
    5.3.3 絮凝实验操作方法  39
    5.3.4 一氧烧结料浆沉降实验  39-40
    5.3.5 一氧尾矿料浆沉降实验  40
    5.3.6 二氧溶出料浆沉降实验  40-41
    5.3.7 二氧尾矿洗涤料浆沉降实验  41
  5.4 本章小结  41-42
第六章影响絮凝剂沉降效果的因素研究  42-51
  6.1 絮凝剂的种类  42-43
    6.1.1 聚丙烯酸钠  42
    6.1.2 聚丙烯酰胺  42
    6.1.3 复合型两性聚丙烯酰胺  42-43
    6.1.4 氧肟酸型絮凝剂  43
    6.1.5 乳液絮凝剂  43
  6.2 絮凝剂的作用机理  43-45
  6.3 不同物料对絮凝剂的选择性  45-46
    6.3.1 烧结法溶出物料  45
    6.3.2 烧结法尾矿物料  45
    6.3.3 拜耳法溶出物料  45
    6.3.4 拜耳法尾矿物料  45-46
  6.4 絮凝剂配制及加入方式对沉降效果的影响  46-48
    6.4.1 溶解时间  46
    6.4.2 溶解温度  46-47
    6.4.3 搅拌速度  47
    6.4.4 水质的影响  47-48
    6.4.5 加入方式  48
  6.5 料浆特性对絮凝剂沉降效果的影响  48-50
    6.5.1 矿石成分和品位  48-49
    6.5.2 磨矿粒度  49
    6.5.3 溶出液苛性比值  49
    6.5.4 稀释浓度  49
    6.5.5 赤泥浆液固含  49-50
  6.6 本章小结  50-51
第七章结论  51-53
参考文献  53-58
致谢  58-59
攻读学位期间主要的研究成果  59

新型高分子絮凝剂的研制及其在氧化铝工业中的应用

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