一种双改性苯丙乳液尾矿钝化剂及其制备方法与应用

1.本发明属于酸性矿山废水治理技术领域，具体涉及一种双改性苯丙乳液尾矿钝化剂及其在尾矿处理中的应用，适用于金属矿山尾矿钝化领域。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，原有采矿活动形成大量的废弃矿山和堆积尾矿。这些尾矿经自然风化、降雨淋溶以及微生物共同作用下极易生成酸性矿山废水(amd)，释放大量重金属离子，严重污染矿区周边环境，威胁着人类的生存空间。目前，大部分控制amd污染的举措大多集中在末端治理，例如杀菌、中和以及湿地修复等方法。但这些方法不能从源头上控制amd的产生。表面钝化法从微观角度抑制尾矿氧化，与金属硫化物矿表面发生化学反应形成物理化学阻隔膜，提升黄铁矿的抗氧化性，成本低，操作简单，是目前源头控制黄铁矿污染的最有前景的方法之一。现有的表面钝化技术包括各种钝化涂层(无机、有机和有机硅烷)的形成和载体微胶囊化。
3.无机钝化材料中磷酸盐容易造成二次污染，硅酸盐一般需要预处理，否则不能出现钝化作用；相比于无机钝化剂来说，有机钝化剂的种类较多。其中，有机硅烷钝化剂是研究的比较多的。专利cn114504759a公开了一种可室温固化的长效尾矿钝化剂的制备方法，通过化学反应固化，实现有机硅烷钝化膜的室温固化，避免了制备复杂、高温固化等缺点。尽管针对黄铁矿的硅烷膜的钝化效率是比较可观的，然而在形成硅烷膜的过程中，不可避免需要使用大量的有机溶剂，且固化成膜温度较高，并不适宜实际黄铁矿尾矿的钝化处理。
4.苯丙乳液具有耐候性好、耐腐蚀、成本低廉和应用广泛等诸多优点，应用领域较为广泛。专利cn114044848a公开了一种脂肪酸改性苯丙乳液的制备方法，利用不饱和脂肪酸作为单体参与乳液聚合，改善了苯丙乳液的稳定性和力学性能，与其它颜料组合作为防锈涂料使用，应用于金属基材的防锈。然而基于苯丙乳液的防锈涂料配方组成复杂，且与基材的附着力较差，乳胶膜易脱落。本专利加入可以与尾矿表面形成化学键和螯合作用的功能单体改性苯丙乳液，可以从化学的角度增强苯丙乳液与尾矿的包膜钝化；另外将改性的苯丙乳液直接应用于基材钝化鲜有报道，且需要解决与尾矿的结合力差、钝化膜的疏水性不足等问题。本专利采用含p＝o和p-oh的不饱和单体和长碳链反应型乳化剂改性苯丙乳液，利用苯丙乳液能够在室温下自发成膜的特性，与尾矿表面形成化学键和金属络合物，可以增强苯丙乳液和尾矿表面的附着力，提高钝化膜的疏水性能，更好实现苯丙乳液与尾矿的包膜钝化。将改性的苯丙乳液应用于黄铁矿尾矿的表面钝化，可以避免有机溶剂的使用和高温固化的问题，这为尾矿钝化材料的开发提供了新的解决方案。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的缺点与不足之处，本发明的首要目的在于提供一种双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂，以功能单体植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯改性苯丙乳液，制备得到粒径均一、稳定性好的双改性苯丙乳液尾矿钝化剂。通过喷涂方法在黄铁矿表面包膜钝化，
可以实现室温下固化成膜，增强了苯丙乳液与尾矿的化学键合力，能有效地抑制尾矿氧化。
6.该尾矿钝化剂以水作为溶剂，且能在室温下在黄铁矿表面固化形成一层致密且具有抗氧化性能的钝化膜，避免了有机硅烷类钝化材料高温固化和溶剂大量使用的问题，不仅制备工艺绿色环保，成本低廉，而且应用于实际尾矿钝化可行性好，操作简便。
7.本发明的另一目的在于提供上述双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的制备方法。
8.本发明的再一目的在于提供上述双改性苯丙乳液尾矿钝化剂在金属尾矿污染治理中的应用。
9.本发明目的通过以下技术方案实现：
10.一种双改性苯丙乳液的制备方法，用植酸和羟乙基甲基苯烯酸磷酸酯改性苯丙乳液，得到双改性苯丙乳液。
11.优选地，上述制备方法包括如下步骤：
12.(1)用植酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、第一引发剂、阻聚剂和水反应，制备得到植酸改性功能单体；
13.(2)用步骤(1)所述的植酸改性功能单体、羟乙基甲基苯烯酸磷酸酯、苯乙烯单体、丙烯酸酯类单体、第二引发剂、乳化剂、电解质、水反应制备得到双改性苯丙乳液。
14.优选地，步骤(1)中，所述第一引发剂为偶氮二异丁氰或四丁基溴化铵中的一种以上；所述阻聚剂为对苯二酚；
15.步骤(2)中，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；所述第二引发剂为偶氮二异丁氰或过硫酸铵中的一种以上；所述乳化剂为反应型乳化剂烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐sr-10和十二烷基硫酸钠k12；所述电解质为碳酸氢钠或磷酸氢二钠中的一种以上。
16.优选地，步骤(1)的具体操作如下：将含有第一引发剂和阻聚剂的水溶液加入到植酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯中，于80～95℃下0.5～2h，分离得到植酸改性功能单体；
17.所述植酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1:6～1:12；
18.所述第一引发剂和阻聚剂质量配比为10:1。
19.优选地，步骤(2)的具体操作如下：
20.s1:取以下剂量(质量以份计)的单体：植酸改性功能单体0.1～0.5份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、甲基丙烯酸甲酯2份、苯乙烯和丙烯酸丁酯共40份，再加入过硫酸铵0.10份、k12和sr-10共0.88份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后搅拌分散5～30min，得到分散好的预乳化溶液；
21.s2:取1体积份的预乳化溶液在75～90℃，600～750rpm条件下进行乳液聚合，反应时间为0.5～2h，得到溶液a；
22.s3:取0.3～1体积份的预乳化溶液，加入第二引发剂，得到溶液b；将溶液b在1～3h内全部滴加入溶液a中，在75～90℃下反应0.5～2h；最后降温至40℃，调节溶液ph至7-8，过滤，即得苯丙乳液。
23.优选地，植酸改性功能单体和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯单体的质量比为1:2～1:5，二者质量总和占整个体系总质量的0.6％～1％；
24.反应型乳化剂sr-10和k12的质量配比为5:6；
25.苯乙烯和丙烯酸丁酯两种单体的质量比为1:3～3:2。
26.一种由上述方法制得的双改性苯丙乳液。
27.上述双改性苯丙乳液在金属尾矿污染治理中的应用。
28.优选地，将双改性苯丙乳液喷涂到尾矿表面，于室温下固化成膜。
29.优选地，所述尾矿颗粒尺寸为25μm～15
㎜
，室温为20℃～35℃。
30.与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
31.(1)本发明采用半连续乳液聚合的方法，乳液粒径可控和各项稳定性好，反应型乳化剂sr-10与k12进行复配乳化，既可以起到乳化的作用，又可以作为单体参与到乳液聚合中，本身的长碳链还可以增强乳胶膜的疏水性能。由于植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯含有p＝o和p-oh键，采用植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯功能单体双改性苯丙乳液，使得乳液聚合物与黄铁矿表面的铁离子形成p-o-fe键，增加乳液与黄铁矿的附着力。双改性苯丙乳液与尾矿进行包膜钝化，在室温下伴随水分的挥发，乳胶粒子相互粘结，形成致密的乳胶膜，有效阻隔了氧气和水分子等氧化介质的侵扰，从而抑制了尾矿的氧化。
32.(2)本发明采用植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯功能单体双改性苯丙乳液，制备得到粒径均一且各项稳定性好的苯丙乳液，极大地增强了苯丙乳液与尾矿的附着力。
33.(3)本发明提供的双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂，绿色环保，工艺简单，成本经济，使用简单，便于应用于尾矿的钝化处理。
附图说明
34.图1为实施例1中双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂的红外光谱图。
35.图2为实施例1以及原矿的sem图。
36.图3为实施例1双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂的dls图。
37.图4为实施例1以及原矿的循环伏安曲线(cv图)。
38.图5为实施例1，2，3，4以及对照例1，2，3的抗氧化实验中总铁浓度随时间的变化图。
具体实施方式
39.下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
40.下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。各组分质量用量以份计。
41.其中，双改性苯丙乳液尾矿钝化剂各项物理化学稳定性测试条件如下：
42.储存稳定性：首先将乳液装入50ml离心管内，在25℃的室温下放置至少3个月，观察离心管中的乳液样品有无分层，没有产生沉淀物或者凝胶，则乳液样品的储存稳定性通过，否则为不通过。
43.离心稳定性：测试使用sigma公司生产的sigma 1-14型号的离心机。取适量待测乳液于10ml离心管内，测试的离心机转速设置为3000r/min，离心时间为15min，离心完毕后取出样品，垂直放置并观察样品的形态，若样品仍呈现均一状态，没有发生分层或出现沉淀凝胶，则乳液样品的离心稳定性测试通过，否则为不通过。
44.ca
2+
稳定性：取待测样品乳液10ml于烧杯中，向待测乳液中滴加4ml的0.5wt％的cacl2水溶液，室温下放置24h，观察样品乳液是否分层或者是否出现絮凝沉淀，若没出现分
层或絮凝沉淀，乳液仍保持均一稳定状态，则乳液样品的ca
2+
稳定性为通过，否则为不通过。
45.抗化学氧化测试步骤如下：将黄铁矿钝化样品加入到0.5wt％100ml过氧化氢溶液中，ph值为6.18，氧化时间为0～24h，反应温度为25℃,以150rpm转速振荡，并定期取样检测总铁浓度变化。通过公式(1)计算钝化剂的钝化效率。
[0046][0047]
其中，c0代表未钝化矿浸出液的总浓度，ci代表经钝化处理的黄铁矿样品浸出液的总浓度。
[0048]
电化学测试步骤如下：采用上海辰华chi660电化学工作站进行测试，包括开路电压(ocp)、电化学阻抗(eis)、循环伏安曲线(cv)以及tafel曲线测试。电化学实验采用黄铁矿电极为工作电极、铂片电极为对电极、饱和甘汞电极(sce)为参比电极的三电极体系，ph＝2的硫酸钠溶液为电解液。电化学实验测试条件如下：ocpt测试时间为400s，采样间隔为0.1s；eis频率范围为105～10-2
hz,正弦扰动电压幅值5mv；cv扫描速率为0.1mv/s,扫描范围为-0.65～+0.65v；tafel扫描范围为ocpt
±
0.2v,扫描速率为1mv/s；以上测试灵敏度均为10-3
。
[0049]
实施例和对照例中尾矿颗粒尺寸为25μm～15mm。
[0050]
实施例1
[0051]
(1)植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的制备
[0052]
称取植酸6.6g(0.01mol)和甲基丙烯酸缩水甘油酯17.064g(0.12mol)于反应瓶中。另外称取引发剂四丁基溴化铵0.437g和阻聚剂对苯二酚43.7mg溶于去离子水中，将配得的溶液一并转移至上述反应瓶中。反应温度设置为90℃，反应时间为1h。反应产物经分离后，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体(pg)。
[0053]
(2)双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的制备
[0054]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：pg 0.1份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、苯乙烯16份、丙烯酸丁酯24份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、十二烷基硫酸钠(k12)0.40份、烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐(sr-10)0.48份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散10min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入三分之一体积的预乳化溶液，加热升温至80℃,控制搅拌转速700rpm，使之反应1h。再往剩余三分之二体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液2h内滴加完毕。反应继续保持在80℃下，反应时间为1h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0.5-pg-0.1，各项物理化学稳定性如表1。
[0055]
(3)黄铁矿包膜钝化
[0056]
将步骤(2)制备的双改性苯丙乳液浸没经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌4h后，分离，室温放置12h。
[0057]
利用红外光谱分析双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的化学组成(如图1所示)，其中2955cm-1
处出现的吸收峰归属于-ch和-ch2的伸缩振动；1732cm-1
处出现的吸收峰归属于c＝o的伸缩振动，1640cm-1
处没有出现c＝c的特征吸收峰，说明单体的转化是较为完全的；
1164cm-1
出现的吸收峰归属于p＝o，说明植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯两种单体成功的聚合到聚合物链上；对原矿与实施例1的sem形貌表征(如图2所示)；利用动态光散射仪测试乳胶粒子在水溶液中的粒径分布情况(如图3所示)；进行电化学性能测试(如图4所示)。
[0058]
实施例2
[0059]
(1)植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的制备
[0060]
称取植酸6.6g(0.01mol)和甲基丙烯酸缩水甘油酯17.064g(0.06mol)于反应瓶中。另外称取引发剂四丁基溴化铵0.437g和阻聚剂对苯二酚43.7mg溶于适量去离子水中，将配得的溶液一并转移至上述反应瓶中。反应温度设置为85℃，反应时间为1.5h。反应产物经分离后，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体(pg)。
[0061]
(2)双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的制备
[0062]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：pg 0.5份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、苯乙烯20份、丙烯酸丁酯20份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、k12 0.48份、sr-10 0.40份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散15min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入四分之一体积的预乳化溶液，加热升温至85℃,控制搅拌转速650rpm，使之反应0.5h。再往剩余四分之三体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液1.5h内滴加完毕。反应继续保持在85℃下，反应时间为1.5h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0.5-pg-0.5，各项物理化学稳定性如表1。
[0063]
(3)黄铁矿包膜钝化
[0064]
将步骤(2)制备的双改性苯丙乳液浸没经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌2h后，分离，室温放置16h。
[0065]
利用红外光谱分析双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的化学组成，sem形貌表征，测试乳胶粒子粒径，并进行电化学性能测试，结果与实施例1相似。
[0066]
实施例3
[0067]
(1)植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的制备
[0068]
称取植酸6.6g(0.01mol)和甲基丙烯酸缩水甘油酯17.064g(0.08mol)于反应瓶中。另外称取引发剂四丁基溴化铵0.437g和阻聚剂对苯二酚43.7mg溶于适量去离子水中，将配得的溶液一并转移至上述反应瓶中。反应温度设置为80℃，反应时间为2h。反应产物经分离后，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体(pg)。
[0069]
(2)双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的制备
[0070]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：pg 0.25份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、苯乙烯24份、丙烯酸丁酯16份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、k12 0.60份、sr-10 0.28份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散20min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入五分之二体积的预乳化溶液，加热升温至90℃,控制搅拌转速600rpm，使之反应1.5h。再往剩余五分之三体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液1h内滴加完毕。反
应继续保持在90℃下，反应时间为0.5h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0.5-pg-0.25，各项物理化学稳定性如表1。
[0071]
(3)黄铁矿包膜钝化
[0072]
将步骤(2)制备的双改性苯丙乳液浸没1.0g的经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌1h后，分离，室温放置20h。
[0073]
利用红外光谱分析双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的化学组成，sem形貌表征，测试乳胶粒子粒径，并进行电化学性能测试，结果与实施例1相似。
[0074]
实施例4
[0075]
(1)植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体的制备
[0076]
称取植酸6.6g(0.01mol)和甲基丙烯酸缩水甘油酯17.064g(0.10mol)于反应瓶中。另外称取引发剂四丁基溴化铵0.437g和阻聚剂对苯二酚43.7mg溶于去离子水中，将配得的溶液一并转移至上述反应瓶中。反应温度设置为95℃，反应时间为0.5h。反应产物经分离后，得到植酸改性甲基丙烯酸缩水甘油酯单体(pg)。
[0077]
(2)双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的制备
[0078]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：pg 0.15份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、苯乙烯10份、丙烯酸丁酯30份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、k12 0.48份、sr-10 0.40份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散5min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入二分之一体积的预乳化溶液，加热升温至75℃,控制搅拌转速750rpm，使之反应2h左右。再往剩余二分之一体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液3h内滴加完毕。反应继续保持在75℃下，反应时间为2h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0.5-pg-0.15，各项物理化学稳定性如表1。
[0079]
(3)黄铁矿包膜钝化
[0080]
将步骤(2)制备的双改性苯丙乳液浸没经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌0.5h后，分离，室温放置24h。
[0081]
利用红外光谱分析双改性苯丙乳液尾矿钝化剂的化学组成，sem形貌表征，测试乳胶粒子粒径，并进行电化学性能测试，结果与实施例1相似。
[0082]
对照例1
[0083]
将未经钝化处理的黄铁矿颗粒加入到100ml、ph值为6.18的0.5wt％的过氧化氢溶液中，反应24h检测总铁浓度为174.3mg/l。
[0084]
对照例2
[0085]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、苯乙烯16份、丙烯酸丁酯24份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、k12 0.40份、sr-10 0.48份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散10min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入三分之一体积的预乳化溶液，加热升温至80℃,控制搅拌转速700rpm，使之反应1h。再往剩
余三分之二体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液2h内滴加完毕。反应继续保持在80℃下，反应时间为1h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0.5，各项物理化学稳定性如表1。
[0086]
将制备的羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯改性苯丙乳液浸没经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌4h后，分离，室温放置12h。
[0087]
将反应产物加入到100ml、ph值为6.18的0.5wt％的过氧化氢溶液中，反应24h检测总铁浓度为61.8mg/l，钝化效率为64.5％。
[0088]
对照例3
[0089]
依次往烧杯中加入以下剂量的单体：苯乙烯16份、丙烯酸丁酯24份和甲基丙烯酸甲酯2份。再加入过硫酸铵0.10份、k12 0.40份、sr-10 0.48份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后再磁力搅拌分散10min，得到分散好的预乳化溶液。将装有搅拌磁子、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温水浴中，加入三分之一体积的预乳化溶液，加热升温至80℃,控制搅拌转速700rpm，使之反应1h。再往剩余三分之二体积的预乳化溶液中加入剩余的引发剂过硫酸铵0.10份，然后转移至恒压滴液漏斗中。待冷凝管回流减少时，控制恒压滴液漏斗中的溶液2h内滴加完毕。反应继续保持在80℃下，反应时间为1h。最后降温至40℃，用适量氨水调节ph至7-8，过滤出料，即得乳白色带有蓝色光泽的苯丙乳液，命名为pam-0。
[0090]
将无添加羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯改性苯丙乳液浸没经水洗和醇洗的黄铁矿，经磁力搅拌4h后，分离，室温放置12h。
[0091]
将反应产物加入到100ml、ph值为6.18的0.5wt％的过氧化氢溶液中，反应24h检测总铁浓度为157.6mg/l，钝化效率为9.6％。
[0092]
实施例5：钝化剂抗氧化性能评价
[0093]
利用实施例1、2、3、4和对照例1、2、3进行抗氧化性能评价。
[0094]
通过抗氧化性实验发现实施例1检测24h的总铁浓度为24.7mg/l，钝化效率为85.8％，且显著低于对照例1和2的24h总铁浓度，这主要是因为植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯双改性苯丙乳液，增强了乳液与黄铁矿的附着力，使得乳液聚合物与黄铁矿表面的铁离子形成更多的p-o-fe键，提高了钝化膜的抗氧化性能(如图5所示)。
[0095]
表1乳液的各项物理化学稳定性
[0096][0097]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，
均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双改性苯丙乳液的制备方法，其特征在于，用植酸和羟乙基甲基苯烯酸磷酸酯改性苯丙乳液，得到双改性苯丙乳液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)用植酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、第一引发剂、阻聚剂和水反应，制备得到植酸改性功能单体；(2)用步骤(1)所述的植酸改性功能单体、羟乙基甲基苯烯酸磷酸酯、苯乙烯单体、丙烯酸酯类单体、第二引发剂、乳化剂、电解质、水反应制备得到双改性苯丙乳液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一引发剂为偶氮二异丁氰或四丁基溴化铵中的一种以上；所述阻聚剂为对苯二酚；步骤(2)中，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；所述第二引发剂为偶氮二异丁氰或过硫酸铵中的一种以上；所述乳化剂为反应型乳化剂烯丙氧基异构醇醚硫酸酯氨盐sr-10和十二烷基硫酸钠k12；所述电解质为碳酸氢钠或磷酸氢二钠中的一种以上。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体操作如下：将含有第一引发剂和阻聚剂的水溶液加入到植酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯中，于80～95℃下0.5～2h，分离得到植酸改性功能单体；所述植酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1:6～1:12；所述第一引发剂和阻聚剂质量配比为10:1。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的具体操作如下：s1:取以下剂量(质量以份计)的单体：植酸改性功能单体0.1～0.5份、羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯0.5份、甲基丙烯酸甲酯2份、苯乙烯和丙烯酸丁酯共40份，再加入过硫酸铵0.10份、k12和sr-10共0.88份、碳酸氢钠0.14份和60份的去离子水，然后搅拌分散5～30min，得到分散好的预乳化溶液；s2:取1体积份的预乳化溶液在75～900c，600～750rpm条件下进行乳液聚合，反应时间为0.5～2h，得到溶液a；s3:取0.3～1体积份的预乳化溶液，加入第二引发剂，得到溶液b；将溶液b在1～3h内全部滴加入溶液a中，在75～900c下反应0.5～2h；最后降温至400c，调节溶液ph至7-8，过滤，即得苯丙乳液。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，植酸改性功能单体和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯单体的质量比为1:2～1:5，二者质量总和占整个体系总质量的0.6％～1％；反应型乳化剂sr-10和k12的质量配比为5:6；苯乙烯和丙烯酸丁酯两种单体的质量比为1:3～3:2。7.一种由权利要求1-6任意一项方法制得的双改性苯丙乳液。8.一种权利要求7所述的双改性苯丙乳液在金属尾矿污染治理中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将双改性苯丙乳液喷涂到尾矿表面，于室温下固化成膜。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述尾矿颗粒尺寸为25μm～15
㎜
，室温为200c～350c。

技术总结
本发明公开了一种双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂及其制备方法与应用。本发明采用半连续乳液聚合的方法，采用功能单体植酸和羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯双改性苯丙乳液，制备得到粒径均一、稳定性好的双改性苯丙乳液尾矿钝化剂。通过喷涂方法在黄铁矿表面包膜钝化，可以实现室温下固化成膜，增强了苯丙乳液与尾矿的化学键合力，能有效地抑制尾矿氧化。本发明提供的双改性的苯丙乳液尾矿钝化剂，绿色环保，工艺简单，成本经济，使用简单，便于应用于尾矿的钝化处理。化处理。化处理。


技术研发人员：章莉娟 周程亮 党志 曹凯亮
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/7/12