Способ получения водорастворимого полиэлектролита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 С 08 Р 20/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 5 к 1 Я"А ТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКОМУ С нов и К.С.АхССР75.ДОРАСТ особам поллектролитов ургии и пре- пользовано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Институт химии АН УЗССР(56) Авторское свидетельство СМ 475370, кл, С 08 Е 20/06, 19(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОРИМОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА(57) Изобретение относится к сучения водорастворимых полиэдля применения в гидрометаллимущественно может быть и Изобретение относится к способам получения водорастворимых полиэлектролитов для применения в гидрометаллургии и преимущественно может быть использовано при интенсификации скорости фильтрации каолиновых суспензий, сгущении золотосодержащих рудных пульп, при создании искусственной структуры почв.Известен способ получения водорастворимого полиэлектролита путем полимеризации акриловых кислот в присутствии углекислого аммония и перекиси водорода в качестве инициатора,Согласно этому способу полимеризацию смеси акриловой кислоты и углекислого аммония проводят при 78 - 80 С в присутствии перекиси водорода 0,5-0,90 ь к акриловой кислоте в течение 20 мин, Способ получения отличается одностадийностью и высокой температурой реакции полимеризации. Реакция сопровождается.Я 2, 1677042 А 1 при интенсификации скорости фильтрации каолиновых суспензий, сгущении золото- содержащих рудных пульп, при создании искусственной структуры почв, Изобретение позволяет снизить температуру проведения процесса и улучшить свойства полиэлектролита за счет того, что полимеризацию проводят при 15-23 С при мольных соотношениях акриловых кислот и углекислого аммония (1 - 4):1 в присутствии столярного клея в качестве соинициатора, причем перекись водорода вводят в количестве 0.1 - 1,0 мас., а столярный клей в количестве 0,7 - 2,00 по отношению к весу кислоты, 2 табл. выделением большого количества тепла, получается пористый продукт, хорошо растворимый в воде. Общими признаками прототипа и предлагаемого способа являются: компоненты реакции (акриловая кислота и углекислый аммоний), одностадийность и экзотермичность процесса полимеризации, консистенция полученного продукта, хорошая растворимость в воде, состав функциональных групп и наличие флокулирующих, коагулирующих и структурообразующих СВОЙСТВ,Известный способ получения водорастворимого полиэлектролита является дорогим по сравнению с предлагаемым, поскольку требуются энерго- или теплозатраты для проведения реакции полимеризации, а сам полиэлектролит, условно названный ПАУ, хараггеризуется недостаточными коагулирующоми, флокулирующими, структурообразующими эффектамидействия на некоторые дисперсные системы (золотосодержащие рудные пульпы, каолиновые суспензии и др.), Так, например,скорость фильтрации 10%-ной каолиновой суспензии Великогодоминецкого месторождения при введении 200 г/т ПАУсоставляет 16,9 мл/мин. Коэффициент относительной флокулирующей способности (К)при сгущении золотосодержащей руднойпульпы у известного решения ПАУ составляет 0,87 при расходе 50 г/т у промышленногополиакриламида ПАА К = 1,0),Целью изобретения является снижение,температуры проведения процесса, улучшение свойств полиэлектролита.Цель достигается тем, что полимеризацию проводят при 15 - 23 С при мольных, соотношениях акриловых кислот и углекислого аммония 1:1 - 4 в присутствии перекиси водорода 0,1 - 1,0 ос использованием вкачестве соинициатора столярного клея0,7 - 2,0(по отношению к акриловой, метакриловой кислоте),Предлагаемый полизлектролит условноназван ПАУБ,Способ получения водорастворимогополиэлектролита проводят следующим образом. смешивают рассчитанные количества акриловой (метакриловой) кислоты иамидирующего агента - углекислого аммония, тщательно перемешивают, добавляяперекись водорода и столярный клей, оставляют стоять при этой темгературе (15 -23 ОС), изредка перемешивая, и реакциюполимеризации проводят в течение 30-60мин при этой температуре, Происходит полимеризация акриловой (метакриловой) кислоты с одновременным замещением(-СООН) функциональных групп углекислымаммонием с бурным выделением тепла (температура самопроизвольно поднимается до110 - 130 С), паров воды и углекислого газа,По окончании реакции получается пористыйпродукт, который после застывания легкоизмельчается в порошок, Полученный полиэлектролит хорошо растворяется в воде, образуя вязкие устойчивые растворы,Характеристическая вязкость . (мол.масса),определенная в 1,3%-ном растворе МаО, упредлагаемого ПАУБ составляет= 4,32,что выше, чем у известного решения ПАУ,где 1 = 2,04,Строение полиэлектролита ПАУБ доказано методами ИК-спектроскопии,элементным химическим анализом, потенциометрическим титрованием и имеетследующий вид:-СИ 2-СН- "-СН 2-СН- "-СН 2-СИ- "ОООН СОИН 2 СООИНс Строение предлагаемого ПАУБ и известного решения ПАУ отличается процентным содержанием функциональных групп -СООН. -СОИН 2-СООЙНл в цепи макромолекулы полиэлектролитов. Так, у ПАУБ содержание -СО ИН 2 групп 20 - 24%, т.е, выше,чем у известноо решения ПАУ (11-13 ),Водные растворы ПАУБ и ПАУ проводят электрический ток: удельная электропро 10 водность 0,5% водных растворов для ПАУ7,8 10, для ПАУБ - 10,2 10 Ом см 1.Отличительными признаками предлагаемого решения являются: проведениереакции при более низких температурах15 (15 - 23 С) и использование для этой целисоинициатора столярного клея, более эффективные коагулирующие, флокулирующие, структурообразующие свойства,большая характеристическая вязкость, раз 20 личие в процентном содержании функциональных групп в цепи макромолекулы ибольшая электропроводность у предлагаемого полиэлектролита,П р и м е р 1. В стакан, снабженный25 термометром и мешалкой, помещают 72 г(1 моль) акриловой или 86 г(1 моль) метакриловой кислоты, 0,2 г 33%-ной перекиси водорода, 96 г (1 моль) углекислого аммония,смесь тщательно перемешивают, затем до 30 бавляют раствор 0,5 г (0,7 по отношениюк акриловой или метакриловой кислоте) столярного клея в 10 мл воды., Смесь оставляютстоять при 15 - 23 С, изредка перемешивая,в течение 30 - 60 мин происходит полимери 35 зация, образуется пористый продукт, послезастывания легко растирающийся в порошок, Полимеризация идет с бурным выделением тепла, паров воды и углекислогогаза, Выход 90-97% от теоретического.40 Для получения чистого полиэлектролитадля проведения точного химического анализа сухой полиэлектролит растворяют вводе, переосаждают в ацетоне и высушивают г:ри 50-70 С.45 Предлагаемый способ дает значительное снижение энергозатрат, Эффективноефлокулирующее и структурообразующеевлияние предлагаемого полиэлектролитаустановлено при введении их в каолиновые50 суспензии, золотосодержащие рудныепульпы и в почву. Так, скорость фильтрации каолиновь 1 х суспензий при введениипредлагаемого полиэлектролита ПАУБ несколько выше, чем при использовании ПАУ55 и промышленных флокулянтов полиакриламида - ПАА и препарата К(омыленныйполиакрилонитрил) при одинаковом расходе и условиях. Скорость фильтрации 10 о - ной суспенэии Великогодоминецкогокаолина при расходе по 200 г/т сосгавляет1677042 Таблица 1 од флокулянтов, г/т 85 92 Та а для ПАУБ 19,2, для ПАУ 16; для ПАА,6,для К16,0, контроль 12,8 мл/мин, а дляангрейского каолина (тоже 10-ная суспензия) скорость фильтрации при расходе по200 г/т составляет для ПАУБ 4,96, для 5ПАУ,27, для ПАА,53, для К,0 мл/мин,Введение полиэлектролита в каолиновые суспенэии эффективно увеличивает скорость.фильтрации, что указывает на рентабельность использования предлагаемого полиэлектролита (т.к, и по себестоимости ондешевле известного ПАУ и промышленныхПАА и препарата К/.При сгущении золотосодержащих рудных пульп с исходным отношением твердой 15фазы к жидкой (Т;Ж) = 1;4 - 1:5 при расходефлокулянтов по 50 г/т коэффициент относительной флокулирующей способности (К) сиспользованием предлагаемого ПАУБ составляет 1,03, для ПАА К = 1,0, для препарата КК=0,92, для известного ПАУ К=0,87.Действие предлагаемого электролитаПАУБ, известного ПАУ и применяемого впромышленности ПАА на сгущение золотосодержащих рудных пульп представлено в 25табл, 1.В табл. 1 приведены отношения Т;Жвсгущенной части рудной пульпы. Из табл, 1и приведенных данных. видно, что действие предлагаемого ПАУБ эффективнее 30действия ПАУ, ПАА, Ки рентабельно приодинаковой дозе и условиях сгущения золотосодержащих руд,Помимо флокулирующих свойств предлагаемый полиэлектролит ПАУБ обладает 35структурообразующими свойствами в почвах, Структурообразующая способность(т.е. способность образовывать водопрочные почвенные агрегаты более 0,25 мм в40 диаметре) полиэлектролитов изучалась на: примере орошаемого сероэема Ташкентской обл. (средний суглинок, пахотный горизонт 0 - 25 см), Данные представлены в табл, 2.Из табл, 2 видно, что предлагаемый ПАУБ образует большее количество водо- прочных почвенных агрегатов размером более 0,25 мм вдиаметре по сравнению с ПАУ ПАА, Ки его можно использовать для со- здания искусственной структуры почв,Использование предлагаемого способа получения водорастворимого полиэлектролита обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества; возможность получения полиэлектролитов упрощенным одностадийным процессом при невысоких температурах (15-23 С), с большей молекулярной массой и значительной экономией энерго- и теплозатрат; эффективное действие на различные дисперсные системы и рудные золотосодержащие пульпы; невысокую себестоимость,Формула изобретения Способ получения водорастворимого полиэлектролита путем полимеризации акриловых кислот в присутствии углекислого аммония и перекиси водорода в качестве инициатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения температуры проведения процесса и улучшения свойств полизлектролита, полимеризацию проводят при 15- 23 С при мольных соотношениях акриловых кислот и углекислого аммония 1 - 4:1 в присутствии столярного клея в качестве соинициатора, причем перекись водорода вводят в количестве 0,1 - 1,0 мас,о/а столярный клей 0,7 - 2,0 О по отношению к весу кислоты.