Mi az a polivinil-amin?
A poliakrilamidot (rövidítve PAM) kationos, anionos és nem{0}}ionos típusokra osztják, molekulatömege 4 millió és 20 millió között van. Ez a termék fehér por, amely vízben könnyen oldódik; azonban könnyen lebomlik, ha a hőmérséklet meghaladja a 120 fokot. A poliakrilamid egy szintetikus polimer flokkulálószer-, közismert nevén "Separan"-, és a polielektrolitok osztályába tartozik. Széles körben alkalmazzák az uránmalmok kimosódásának szilárd-folyadék elválasztási folyamataiban (például ellenáramú dekantáló mosási eljárásokban), hogy javítsák a zagy derítését, ülepítését és szűrését.
Tulajdonságok: Színtelen vagy sárgás viszkózus kolloid. Ez egy vízben{1}}oldható gyanta, amely bármilyen arányban feloldható vízben. Korlátozott számú oldószerben, -például jégecetben, akrilsavban, etilénglikolban, formamidban, glicerinben és tejsavban- csak körülbelül 1%-os az oldhatósága. Szerves oldószerekben szinte teljesen oldhatatlan. Könnyen lebomlik, ha a hőmérséklet meghaladja a 120 fokot.
Az akrilamidot akrilnitrilből szintetizálják rézkatalizátor jelenlétében. Az akrilamid ezután polimerizáción megy keresztül K2S2O8 (kálium-perszulfát) jelenlétében, így poliakrilamid keletkezik. Lúgos kezelést és vizes mosást követően réz-alumíniumötvözetet készítenek katalizátorként, és egy hidratáló reaktorba töltik. Az akrilnitril alapanyagot egy tárolótartályba szivattyúzzák, majd egy adagolótartályba táplálják. Az ioncserélő kezelésen átesett tisztított víz-az adagolótartályba-bevezetve-, majd az alapanyag előmelegítőn keresztül arányos arányban folyamatosan a hidratáló reaktorba kerül.
A hidratációs reakció 85-125 fokos hőmérsékleten megy végbe, és vizes akrilamid oldatot kap. A maradék akrilnitrilt egy gyorselpárologtató oszlopból visszavezetik a kondenzátorba, majd egy vízmérő tartályba áramlik újrahasznosítás céljából. Az akrilamid oldat a gyorspárologtatóból egy tárolótartályba áramlik; ezt követően egy felső tartályba szivattyúzzák, egy gyantacserélő oszlopon vezetik át, végül egy tárolótartályba irányítják, hogy 7-8%-os koncentrációjú monomeroldatot készítsenek. Ezt az oldatot ezután egy polimerizációs edénybe táplálják, hogy kolloid poliakrilamid terméket állítsanak elő, ami a végső kész anyagot eredményezi.
A poliakrilamid elsősorban két formában kapható: por és kolloid formájában. Mivel a kolloid formát nehéz szállítani és kezelni, a porított poliakrilamid (PAM) az elmúlt években jelentős népszerűségre tett szert a felhasználók körében. A polimer diszperziók -különösen a PAM emulziók- is jelentős figyelmet keltettek kiváló vízoldhatóságuk miatt. A poliakrilamid specifikációi: A relatív molekulatömeg az egyik elsődleges teljesítménymutató, amelyet a különböző típusú poliakrilamidok megkülönböztetésére használnak. A nagy-molekuláris-tömegű PAM-ot elsősorban flokkulálószerként használják; közepes-molekula-tömegű PAM elsősorban szárazszilárdságú{10}}anyagként szolgál a papírgyártásban; és a kis-molekula{12}}tömegű PAM diszpergálószerként működik.
Hogyan válasszunk kationos flokkulálószert?
Miért kritikus az adott ionos típus kiválasztása, ha kationos poliakrilamidot használunk szennyvíz kezelésére? Mivel számos ipari vállalkozás termel ipari iszapot és szennyvizet, és a különböző típusú szennyvizek speciális kationos poliakrilamid típusok kiválasztását teszik szükségessé. Ezért milyen tényezőket kell figyelembe venni a megfelelő kationos poliakrilamid kiválasztásakor?
Először is fontos megérteni az iszap forrását, tulajdonságait, összetételét és szilárdanyag-tartalmát. Elsődleges összetevőik alapján az iszaptípusok nagy vonalakban szerves iszapokra és szervetlen iszapokra oszthatók. Általánosságban elmondható, hogy a kationos poliakrilamidot a szerves iszap kezelésére és az iszap víztelenítésére, míg az anionos poliakrilamidot a szervetlen iszap kezelésére használják. A kationos poliakrilamid nem könnyen hasznosítható erősen lúgos környezetben, míg az anionos poliakrilamid nem alkalmas erősen savas környezetben való használatra. Jellemzően minél magasabb az iszap szilárdanyag-tartalma, annál nagyobb poliakrilamid adagra van szükség.
A kationos poliakrilamid ionosságának kiválasztása: A víztelenítésre szánt iszap esetében kisméretű{0}}laboratóriumi vizsgálatokat lehet végezni a különböző ionossági fokú poliakrilamid flokkulálószerek kiszűrésére, ezáltal azonosítva a legmegfelelőbb terméket. Ez a megközelítés nemcsak optimális pelyhesedési eredményeket biztosít, hanem minimalizálja a poliakrilamid szükséges adagját is, ezáltal csökkentve a vízkezelő vegyszerek összköltségét. A megfelelő ionosság kiválasztásának kulcsfontosságú kritériuma a kapott pehelyméret és a pehelyerősség (konkrétan a pehely víztartalma).
A pelyhek mérete: Ha a pelyhek túl kicsik, az ülepedési sebességük csökken; fordítva, ha a pelyhek túl nagyok, akkor túlzott mennyiségű vizet fognak felszívni, ami rossz áteresztőképességet eredményez az iszapmátrixon belül. A pelyhek mérete hatékonyan szabályozható a poliakrilamid molekulatömegének beállításával.
Pehelyszilárdság: A pelyheknek stabilnak kell maradniuk, és ellenállniuk kell a nyíróerők hatására bekövetkező törésnek. A megfelelő ionossági fokú poliakrilamid kiválasztása elősegíti a pelyhesedés fokozását.
Példaként tekintsünk néhány konkrét iparágat:
A szénmosási és homokos mosási eljárások általában viszonylag egyszerűek, lehetővé téve a kationos poliakrilamid közvetlen használatát.
Szennyvízkezelés a vegyiparban.
A fehérítő-, festő- és papírgyártás során keletkező szennyvizet különösen nehéz kezelni; következésképpen a kezelőszerek adagját növelni kell, és megfelelő szinten kell tartani.
A galvanizáló szennyvíz és az általános ipari szennyvíz szennyezőanyag-koncentrációja jellemzően nem haladja meg a háztartási szennyvízre megállapított tisztítási előírásokat. A háztartási szennyvíz kezelési módszerei eltérőek, csakúgy, mint az alkalmazott flokkulálószerek. Biokémiai kezelési módszer alkalmazása esetén a kationos poliakrilamid kizárólag iszapvíztelenítő szerként szükséges.
Fiziko-kémiai kezelési módszer alkalmazása esetén először polimer alumínium-kloridot, majd anionos poliakrilamidot lehet hozzáadni.
A kationos poliakrilamidot víztelenítésre használják; a különböző típusú szennyvizekhez szükséges fajlagos adagolást a vízminőség egyedi jellemzői alapján kell meghatározni.
