Page 145 - 《精细化工》2020年第8期
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第 8 期 孙千惠，等: 硅疏水改性聚胺阻垢剂的制备及其性能 ·1643·
3 结论
（1）用硅烷偶联剂 KH560、1-氯辛烷对中低相
对分子质量的 PEI 进行疏水接枝改性得到聚胺阻垢
剂，其具有良好的阻垢分散作用。用水合铝硅酸钠
模拟氧化铝熟料溶出料浆中的结疤颗粒，进行沉降
及阻垢实验，结果表明，在短时间 60 min 内，当结
图 13 阻垢分散机理 1
Fig. 13 Mechanism 1 of scale inhibition and dispersion 疤质量浓度为 50 g/L 时，其分散效果最好，悬浮液
颗粒稳定指数（TSI）达到最小值。在长时间 24 h
内，当结疤质量浓度为 30 g/L 时，悬浮液颗粒沉降
速率达到最低值 0.047 cm/d，沉降速度减小程度达
到 94.8%，悬浮液颗粒稳定性指数（TSI）达到较小
值，所以，结疤质量浓度在 30~50 g/L 内，有较好
的阻垢分散作用。
（2）根据合成反应机理和实验测试结果提出了
阻垢分散机理：改性后的聚胺阻垢剂支化度提高，
两亲性增强，阻垢剂的长链结构与结疤颗粒相互吸
附，在同种电荷相互排斥的静电作用及空间位阻的
作用下，水合铝硅酸钠颗粒在改性聚胺阻垢剂中具
有较好的分散作用，相比于目前商品阴离子型分散
图 14 阻垢分散机理 2
Fig. 14 Mechanism 2 of scale inhibition and dispersion 剂，其分散作用更加显著。
（3）相比于目前用于氧化铝工业中的强酸型阻
此外，聚电解质离解后产生了电荷很集中的多
价大离子（即低聚物离子）以及很多与大离子电荷 垢剂，聚胺改性阻垢剂更适用于管道及生产原液的
碱性溶剂，其改性后阻垢效果显著，不会对输送管
相反的小离子，在大离子周围形成较强的静电场，被
道造成过度腐蚀。特别是这种阻垢分散剂一旦加入
吸引的反离子数量及其分布直接影响大离子的电荷
形态，使它的溶液性质完全不同于一般的中性低聚 氧化铝生产中的碳分原液中，不仅将抑制蒸发系统
的结垢，也将抑制生产料浆配制和输送系统的结垢，
物，特别是氧化铝料浆中含有很多易电离组分，使
此药剂将随生料浆进入熟料烧结窑而完全燃烧掉，
聚电解质受到更多的反离子作用，致使低聚物分子
既不会引入新的杂质，也不会影响后继的沉降、过
处于弯曲状态，溶液黏度下降，这样更有利于低聚
滤与分解等工艺过程。
物阴离子吸附在粒子上。由于改性 PEI 特有的支化
结构以及大小离子的相互吸附，结疤颗粒附着在聚 参考文献：
胺阻垢剂的支化长链上同时包裹在结疤颗粒表面
[1] REN X P (任新平). Discussion on scarring in alumina production[J].
上，在电荷互斥作用及空间位阻的联合作用机制下， Nonferrous Metal Design (有色金属设计), 2011, 38(3): 29-31.
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Effects of concentration and dissolution time of crude alumina of
低相对分子质量改性 PEI 由于聚合度小，分子体
sodium aluminate on phase composition of silicon and calcium
积小，还能吸附在管壁上，形成吸附层。如图 15 所示， slag[J]. Light Metals (轻金属), 2016, (10): 12-18.
吸附层带负电荷，而沉积层颗粒为相同电荷的离子，由 [3] LIU G H (刘桂华), LIU P (刘鹏), ZHOU Q S (周秋生), et al.
Relationship between the formation of casing scab and surface
于同种电荷相互排斥，其水合铝硅酸钠颗粒难以在管
properties of preheating for dissolution of monohydrite[J]. Chinese
道内壁停留，使结垢具有疏松性和非黏着性。此类结 Journal of Nonferrous Metals (中国有色金属学报), 2016, 26(5):
垢在液流的不断冲刷下将剥离壁面，进而被液流冲走。 1143-1150.
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Phase change of sodium silicon slag in the sintering process of
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图 15 管道示意图
[7] HUANG K L (黄开麟), LI Z (李卓). Synthesis and application of
Fig. 15 Schematic diagram of pipeline polyethylenimine[J]. Fine and Specialty Chemicals (精细与专用化
