合成的聚合物絮凝剂经过数十年的发展,满足了废水处理、矿物加工以及造纸等领域的需要。近十余年来,开发相对分子质量超大的絮凝剂和交联絮凝剂已成为研究重点。
相对分子质量超大的絮凝剂
平均相对分子质量高于10°g/mol的水溶性聚合物,视为相对分子质量大的絮凝剂。现在制造的絮凝剂,有不断增大相对分子质量的趋势。作为新一代絮凝剂的相对分子质量超大的絮凝剂,就是在这一情况下开发的。
同相对分子质量小的絮凝剂相比,用相对分子质量大的絮凝剂能得到强度高的絮团,而且其分散在水中的线链较长,因而在粒子间形成架桥的几率较大。也就是说,相对分子质量大的絮凝剂的高效性,使化学预处理的费用最少。
下面举例说明相对分子质量超大的絮凝剂的应用
(1) 下水污泥的预处理。必须给下水污泥脱水,以减少运输费和焚烧费。脱水之前,先要添加相对分子质量超大的阳离子絮凝剂。这样的絮凝剂对浓缩剩余活性污泥和离心分离特别有效,相对分子质量大的和相对分子质量超大的絮凝剂对下水污泥脱水的影响,后者的效果更佳。
(2)红泥的絮凝。采用拜耳法精炼矾土时,需要将粉碎的矾土放在浓氢氧化钠中煮解,以便提取铝。与此同时,产生了不溶性残渣——红泥。红泥的主要成分有氧化铁、石央、硅酸铝钠、碳化钙、铝酸钙及二氧化钛。为了提取铝,必须经由一系列洗涤沉淀槽除掉红泥。洗涤沉淀物的目的是回收富含铝的溶液。这种条件下添加相对分子质量超大的阴离子絮凝剂的优点是:提高了沉淀速度,药剂量经济,絮团致密,铝的收率高。
(3)作为造纸的排水助剂和保持助剂。过去的10余年,纸机的生产率提高很快,但排水面积(或者纸机长度)却减少了。其中的奥妙在于采用了相对分子质量超大的絮凝剂作为排水助剂和填加物(如滑石)的保持助剂。
在添加相对分子质量超大的絮凝剂后,可得到强度高的稳定絮团。这样的絮团还能捕捉和保持住滑石等填加物,从而保证了纸的强度和外观质量;当然,纸机的长度也因此减小了。
微粒子和相对分子质量超大的絮凝剂作为造纸的排水助剂和填加物保持助剂是这样使用的:先添加阳离子絮凝剂,然后添加阴离子微粒。