專利名稱：氯化鐵和二烷基二烯丙基銨聚合物的新穎組合物及其制備方法
背景技術(shù)：
使用各種凝絮劑使水溶液中的懸浮固體絮凝的方法在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知。已知有許多絮凝劑，其中包括明礬，硫酸鋁，氯化鐵，硫酸鐵和石灰。通常用于這種目的的聚電解質(zhì)有聚二甲基(pDMDAAC)和Epi-DMA聚胺。
在現(xiàn)有技術(shù)中無機(jī)絮凝劑和聚電解質(zhì)的混合物為人所知。這些混合物在需要處理的系統(tǒng)中將每一組分所希望的性質(zhì)結(jié)合在一起，而不需要在系統(tǒng)中不同點(diǎn)分別加入兩種添加劑。這在多數(shù)情況下具有成本方面的好處，并且大大簡化了許多系統(tǒng)的處理。
美國專利5,035,808給出了混合商用級鐵鹽溶液和陽離子聚合物的方法。商用級硫酸鐵溶液可以和聚胺或者p-DMDAAC混合形成穩(wěn)定產(chǎn)品。但是，混合商用級氯化鐵鹽溶液(含38-42重量％的活性原料)和p-DMDAAC，不可能制備有前途的產(chǎn)品。因一旦混合就會立即形成膠體，故這種混合是不可能的。這個問題在美國專利5,035,808第3欄，3-6行中提到。相反的，唯一可能的是將商用級氯化鐵鹽溶液與聚胺混合。
聚電解質(zhì)的各個基團(tuán)均具有其自身獨(dú)特的性質(zhì)，它將帶入聚合物和無機(jī)絮凝劑混合物。人們非常希望能夠?qū)⒙然F的優(yōu)點(diǎn)和p-DMDAAC的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在組合物中，使之能作為單一組分加入水系統(tǒng)，對其進(jìn)行處理。
發(fā)明概述本發(fā)明的組合物含有FeCl3和二烷基二烯丙基銨聚合物，其中FeCl3在與聚合物混合之前已用水稀釋。
本發(fā)明用于生產(chǎn)組合物的方法包括用水稀釋FeCl3溶液和后續(xù)加入二烷基二烯丙基銨聚合物。
這種方法形成一種穩(wěn)定的FeCl3和二烷基二烯丙基銨聚合物的混合物，由此得到的組合物可作為一種有效的絮凝劑應(yīng)用于不同場合。
發(fā)明詳述本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種將FeCl3和二烷基二烯丙基銨聚合物混合，形成一種穩(wěn)定混合物的方法。這種方法包括在與二烷基二烯丙基銨聚合物混合之前用水將FeCl3溶液稀釋。本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)如果FeCl3在二烷基二烯丙烯銨聚合物加入之前稀釋，這兩種組分的穩(wěn)定混合物是可以形成的。這是一個戲劇性的發(fā)現(xiàn)，它使得在系統(tǒng)中加入單一組分成為可能，而通常該系統(tǒng)需要分別在兩個點(diǎn)上各自加入兩種單獨(dú)的添加劑以實現(xiàn)對系統(tǒng)水的有效處理。
在本發(fā)明的組合物中，F(xiàn)eCl3適宜以約0.5重量％至20重量％活性FeCl3的濃度存在，更適宜約是5重量％到約20重量％。FeCl3濃度超過20重量％的混合物不穩(wěn)定并將形成凝膠，而稀釋混合物濃度低至0.5重量％或更低時，將沒有足量的FeCl3對被處理的水系統(tǒng)產(chǎn)生顯著效果。
如果先將二烷基二烯丙基銨聚合物稀釋，然后再與氯化鐵混合，必須不停地攪拌，否則原料會形成膠體。因此，這種制備方法是不可取的。另外，本發(fā)明人還意外發(fā)現(xiàn)，這種膠體，以及純組分(未稀釋)混合形成的膠體，能通過稀釋和攪拌方法再生。但是，所得產(chǎn)品同先稀釋FeCl3后加入二烷基二烯丙基銨聚合物之產(chǎn)品相比，不如后者澄清和潔凈。
本發(fā)明涉及一種新組合物和其制備方法，其中在加入二烷基二烯丙基聚合物之前通過稀釋氯化鐵，能夠?qū)⑸逃眉壜然F(FeCl3)同二烷基二烯丙基聚合物混合。這種商用級氯化鐵(FeCl3)溶液適宜用1∶1的水稀釋，然后將這種稀釋組合物同二烷基二烯丙基聚合物混合。
這種二烷基二烯丙基聚合物優(yōu)選為水溶性C1-C8二烷基二烯丙基聚合物。這種C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物更優(yōu)選的是選自聚二甲基二烯丙基銨氯化物(polydimethyl diallyl ammonium chloride)、聚二乙基銨氯化物(polydiethyl ammonium chloride)、聚二乙基二烯丙基銨氯化物(polydiethyl diallyl ammonium chloride)、聚二甲基二烯丙基銨溴化物(polydimethl diallyl ammonium bromide)和聚二乙基二烯丙基銨溴化物(polydiethyl diallyl ammonium bromide)。最優(yōu)選的水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物是聚二甲基二烯丙基銨氯化物(polyDMDAAC，即p-DMDAAC)。
在本說明書的目的上，商用級氯化鐵是一種FeCl3溶液，通常其中含有38-42重量％的活性原料。類似地，二烷基二烯丙基銨聚合物最好是p-DMDAAC，而且是40重量％的溶液。本技術(shù)領(lǐng)域的人員會理解下述的這兩種化合物的比例對它們的濃度是特定的。
但是，如果對比例作一些相應(yīng)的變更，本發(fā)明方法也容易適用于不同濃度的化合物。
如果使用這些濃度，F(xiàn)eCl3溶液、水和p-DMDAAC最適宜的比例(單位體積)是10份FeCl3、10份H2O和5份p-DMDAAC，當(dāng)使用該比例時，溶液立即形成并保持穩(wěn)定數(shù)月。
當(dāng)使用10份FeCl3和5份p-DMDAAC之比例時，用體積少于10份的水可以得到一相對穩(wěn)定的混合物。當(dāng)水體積少于7.5份時，不應(yīng)該使用。當(dāng)水體積為7.5份時，所得混合物會立即變厚變混濁。這種混合物會穩(wěn)定一段時間，然后沉淀，但是它永遠(yuǎn)不會凝固。因此，水的體積最好大于7.5，并盡可能使水和FeCl3溶液的體積比接近1∶1。
對于上述所述各組分濃度，最佳混合體積比為10份FeCl3、10份H2O和5份p-DMDAAC。用于制備本發(fā)明組合物的優(yōu)選方法是在混合時將10份去離子水加入10份FeCl3溶液中(1∶1的比例)，以稀釋FeCl3溶液。加完水后，在攪拌下將5份p-DMDAAC加到該混合物。由此得到一澄清的溶液，它不會產(chǎn)生沉淀。
所得的混合物是一種優(yōu)良的凝絮劑，可應(yīng)用在許多方面，包括處理一般廢水、城市廢水、含金屬廢水、造紙廢水、含化學(xué)物質(zhì)廢水、含生物制劑廢水、家禽加工廢水、含油墨溶液、原表面水、油/水混合物、有色溶液、產(chǎn)煤廢水、煉油廢水、含固體懸浮物的未處理城市飲用水、電解涂底劑廢水及工業(yè)廢水
權(quán)利要求
1．一種含有FeCl3和二烷基二烯丙基銨聚合物的組合物，其中FeCl3在與聚合物混合之前已用水稀釋。
2．權(quán)利要求1所述組合物，其中FeCl3在所述組合物中以0.5重量％到約20重量％活性FeCl3的濃度存在。
3．權(quán)利要求1所述組合物，其中FeCl3是含有38％到42％活化原料的溶液，其用水稀釋的體積為7.5份或更多的水對10份FeCl3溶液。
4．權(quán)利要求3所述組合物，其中水和FeCl3溶液的體積比為1∶1。
5．權(quán)利要求1所述組合物，其中a．FeCl3是一種含有38％到42％活化原料的溶液，構(gòu)成組合物體積的10份，b．水構(gòu)成組合物體積的10份，并且c．二烷基二烯丙基銨聚合物的濃度為40重量％，構(gòu)成組合物體積的5份。
6．權(quán)利要求1所述組合物，其中二烷基二烯丙基銨聚合物是水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物。
7．權(quán)利要求6所述組合物，其中水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物，選自聚二甲基二烯丙基銨氯化物、聚二乙基銨氯化物、聚二乙基二烯丙基銨氯化物、聚二甲基二烯丙基銨溴化物和聚二乙基二烯丙基銨溴化物。
8．權(quán)利要求7所述組合物，其中水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物是聚二甲基二烯丙基銨氯化物(polyDMDAAC)。
9．一種制備組合物的方法包括用水稀釋FeCl3溶液和后續(xù)加入二烷基二烯丙基銨聚合物。
10．權(quán)利要求9所述方法，其中FeCl3在最終組合物中以0.5～20重量％活性FeCl3的濃度存在。
11．權(quán)利要求9所述方法，其中FeCl3溶液含有38％到42％活性原料，并用體積比為10份到7.5份的水稀釋。
12．權(quán)利要求11所述方法，其中水和FeCl3溶液的體積比為1∶1。
13．權(quán)利要求9所述方法，其中a．FeCl3是一種含有38％到42％活化原料的溶液，構(gòu)成組合物體積的10份，b．水構(gòu)成組合物體積的10份，并且c．二烷基二烯丙基銨聚合物的濃度為40重量％，構(gòu)成組合物體積的5份。
14．權(quán)利要求9所述方法，其中二烷基二烯丙基銨聚合物是水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物。
15．權(quán)利要求14所述方法，其中水溶性C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物選自聚二甲基二烯丙基銨氯化物、聚二乙基銨氯化物、聚二乙基二烯丙基銨氯化物、聚二甲基二烯丙基銨溴化物和聚二乙基二烯丙基銨溴化物。
16．權(quán)利要求15所述方法，其中C1-C8二烷基二烯丙基銨聚合物為聚二甲基二烯丙基銨氯化物(polyDMDAAC)。
17．含有根據(jù)權(quán)利要求8的方法制備的產(chǎn)品的物質(zhì)組合物。
18．一種處理溶液的方法，包括將該溶液與有效量的權(quán)利要求1所述組合物接觸的過程。
19．一種處理溶液的方法，包括將該溶液與有效量的按照權(quán)利要求8的方法制備的產(chǎn)品接觸的過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一含有FeCl
文檔編號C02F1/52GK1302320SQ00800622
公開日2001年7月4日 申請日期2000年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月20日
發(fā)明者D·E·哈斯克 申請人:卡爾貢公司