為解決超細氫氧化鎂顆粒細、易團聚導(dǎo)致的難過濾問題,本文考察了添加劑種類對含超細氫氧化鎂漿料過濾性能的影響,系統(tǒng)研究了陽離子型聚丙烯酰胺加入方式、添加劑用量比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和攪拌速率等因素對過濾速率的影響,采用X射線衍射儀（XRD）、熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）對反應(yīng)過程中得到的氫氧化鎂晶體結(jié)構(gòu)、形貌、粒度等進行表征分析,結(jié)合傅里葉紅外光譜儀（FTIR）探究了聚丙烯酰胺分子與氫氧化鎂晶體的結(jié)合機制,總結(jié)了陽離子型聚丙烯酰胺提高含超細氫氧化鎂漿料過濾性能的機理。結(jié)果表明:陽離子聚丙烯酰胺的添加量為理論氫氧化鎂質(zhì)量的0.7%,反應(yīng)溫度60℃,攪拌速率250r/min,超細氫氧化鎂漿料的過濾速率最大為545mL/（m2·s）,體系黏度最低為8.64mPa·s,氫氧化鎂的平均粒徑為138nm。過濾性能提高的機理為:陽離子聚丙烯酰胺中的酰胺基團與氫氧化鎂分子中的羥基通過吸附架橋方式結(jié)合形成長鏈分子,使氫氧化鎂顆粒之間分散性提高,減少相互間的團聚,提高整體過濾速率。 

【文章來源】：化工進展. 2020,39(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

添加劑的種類對氫氧化鎂漿料過濾速率的影響

（ICP-OES，Avio200型），PerkinElmer公司；三孔恒溫水浴鍋（HH-3D型），北京隆盛創(chuàng)新商貿(mào)中心；數(shù)字黏度計（LVDV-2型），上海精天電子儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵（SHZ-95B型）；蘭格分配型蠕動泵（BT100-1F），保定蘭格恒流泵有限公司；熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM，JSM-7610F型），日本電子株式會社北京事務(wù)所；X射線衍射儀（XRD，Empyrean型），荷蘭帕納科公司；傅里葉紅外光譜儀（FTIR，Tensor27型），德國布魯克公司。1.2實驗方法實驗裝置見圖1。首先將七水硫酸鎂配制成1L硫酸鎂溶液[c(Mg2+)=10g/L]，取200mL于三口燒瓶中，放入恒溫水浴鍋中，調(diào)節(jié)攪拌頭轉(zhuǎn)速，待溫度和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后通過蠕動泵以1.45mL/min的滴加速率向三口燒瓶中加入質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鉀溶液，加料完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2.5h，進行不同條件下的單因素實驗。反應(yīng)結(jié)束后利用黏度計進行黏度測試，趁熱進行抽濾分離、洗滌，記錄抽濾時間和濾液體積，并通過式(1)[15]計算過濾速率。最后將濾餅放到100℃烘箱中干燥備用。ν=Vs×t(1)式中，ν為過濾速率，mL/(m2·s)；V為濾液體積，mL；s為濾餅面積，m2；t為過濾時間，s。采用SEM觀測產(chǎn)品的形貌特征；采用ICP-OES測試液相中Mg2+的濃度；采用XRD對產(chǎn)物進行晶體結(jié)構(gòu)分析；采用FTIR觀測官能團的變化來探究產(chǎn)物與陽離子聚丙烯酰胺的絮凝劑機理。單因素考察條件：添加劑種類（陽離子聚丙烯酰胺、硬脂酸、油酸、PEG）、反應(yīng)溫度（40℃、60℃、70℃、80℃）、攪拌速率（150r/min、200r/min、250r/min

化工進展2020年第39卷在相同濃度下直接加入法的過濾速率略優(yōu)于配制成水溶液的過濾速率，并且隨著添加量的增加而增大。另外，采用直接加入法流程簡單、過程中用水量少。因此，采用直接添加PAM-C03能夠有效地加快氫氧化鎂漿料的過濾速度。2.3添加劑用量比對氫氧化鎂漿料過濾速率的影響圖4為在60℃、250r/min下PAM-C03濃度對超細氫氧化鎂漿料過濾速率的影響。由圖可見，在ε＜0.7%時，隨著PAM-C03濃度的增加，超細氫氧化鎂漿料的過濾速率逐漸增大；當ε＞0.7%時，超細氫氧化鎂漿料的過濾速率呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢；其中在ε=0.7%處時，氫氧化鎂漿料的過濾速率最大為545mL/(m2·s)。因此，選用ε=0.7%為最優(yōu)濃度。2.4反應(yīng)溫度對氫氧化鎂漿料過濾速率的影響圖5為在ε=0.7%、250r/min下不同反應(yīng)溫度對超細氫氧化鎂漿料過濾速率的影響。由圖可見，含超細氫氧化鎂漿料的過濾速率隨著反應(yīng)溫度的升高呈先上升后下降的趨勢，當反應(yīng)溫度為60℃時，漿料的過濾速度最快，達到545mL/(m2·s)。隨著溫度從40℃上升到60℃的過程中，含氫氧化鎂漿料黏度逐漸變小，體系布朗運動加快，PAM-C03與溶液中生成的氫氧化鎂顆粒的碰撞次數(shù)增多，因此絮凝過程逐漸加快。隨著溫度從60℃升高到80℃，漿料的過濾速率降低，原因是由于溫度的升高容易使PAM-C03老化甚至分解為不溶物質(zhì)，從而降低絮凝過程，使?jié){料的過濾速率下降[16]。因此，選用60℃為最優(yōu)反應(yīng)溫度。2.5攪拌速度對氫氧化鎂漿料過濾速率的影響圖6為在60℃、ε=0.7%下攪拌速度對超細氫氧化鎂漿料過濾速率的影響。由圖可見，隨著攪拌速度從150r/mi

【參考文獻】：
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本文編號：3404285