Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: очистка промышленных сточных вод, в частности, с применением коагулянтов. Сущность изобретения: природный алюмосиликат, имеющий в своем составе соотношение оксида кремния к оксиду алюминия 3,9 - 4,16, обрабатывают серной кислотой с концентрацией 5 - 20%, при этом соотношение алюминосиликата к серной кислоте составляет 0,07 - 0,25, и весь процесс проводят при 18 - 45°С. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2019520
Класс(ы) патента: C02F1/52, C02F1/58, B01D21/01
Номер заявки: 4954213/26
Дата подачи заявки: 05.06.1991
Дата публикации: 15.09.1994
Заявитель(и): Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов
Автор(ы): Пономаренко О.В.; Папернов И.М.
Патентообладатель(и): Пономаренко Олег Владимирович; Папернов Иосиф Маркович
Описание изобретения: Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод, в частности к способам получения коагулянта.
В процессе очистки сточных вод при разделении суспензий в различных производствах, а также в практике водоподготовки широкое применение получили алюминийсодержащие коагулянты, и в особенности сульфат алюминия.
Основным методом производства сульфата алюминия является получение его из гидроксида алюминия. Метод состоит из двух основных технологических стадий - разложение гидроксида серной кислотой и кристаллизация образовавшегося продукта.
Разложение гидроксида производят серной кислотой с концентрацией 92-93% , а обезвоживание и гранулирование сульфата алюминия происходит при 160-190оС.
Основным недостатком данного способа получения коагулянта является сложность технологического процесса и применение дорогостоящего сырья.
Использование дорогостоящего и дефицитного гидроксида алюминия в качестве сырья для получения сульфата алюминия нерационально. Поэтому стремятся получить этот продукт из дешевого и повсеместного распространенного алюминиевого сырья, например бокситов, каолинов и др.
Бокситы - горная порода состоящая в основном из гидроксидов алюминия и железа с примесью алюмосиликатов, имеющих отношение оксида кремния к окиси алюминия 0,09-0,3 для производства сульфата алюминия в нашей стране не применяются, а являются сырьем для получения алюминия.
Разложение бокситов проводят серной кислотой с концентрацией 20-60% при температуре до 120оС в результате чего в раствор извлекается порядка 90% Al2O3.
Наиболее дешевым материалом в качестве алюминиевого сырья являются каолины и глины, которые характеризуются высоким содержанием оксидов алюминия и кремния и относительно небольшим - других примесей. Соотношение оксида кремния к оксиду алюминия колеблется в широких пределах и составляет 1,0-2,3. Каолины трудно вскрываются серной кислотой, поэтому для получения сульфата алюминия их предварительно подвергают обжигу при 450-800оС и только после этого обрабатывают серной кислотой концентрацией 15-20%.
Недостатком данного способа являются большие затраты, ввиду сложности технологического процесса, а также использование дорогостоящего оборудования.
Целью изобретения является упрощение технологии процесса.
Указанная цель достигается тем, что в качестве алюминийсодержащего компонента используют природный алюмосиликат, имеющий в своем составе соотношение оксида кремния к оксиду алюминия 3,9-4,16, при этом при разложении используется минеральная кислота концентрацией 5-20%, и отношение природного алюмосиликата к минеральной кислоте составляет 0,07-0,25, причем весь процесс осуществляют при 18-45оС.
Одной из самых сложных проблем предприятий объединения "Северовостокзолото" в области охраны окружающей среды является проблема загрязнения природных водоемов мелкодисперсными твердыми взвесями, образующимися при ведении горных работ, промывке песков.
Применение коагулянтов и флокулянтов, выпускаемых промышленностью для очистки сточных вод, связано с известными трудностями: дефицитность, высокие цены, высокая стоимость транспортных расходов. Открытие в Магаданской обл. месторождения природных цеолитов выявило возможность получения из них коагулянтов и тем самым решить ряд экономических и экологических проблем.
По данным анализов проведенных институтом ВНИИГеолНеруд МГ СССР г. Казань цеолитсодержащая порода характеризуется следующим химическим составом, %: SiO2 58,46; Al2O3 14,32; Fe2O3 3,99; CaO 6,31; Na2O 1,98.
Приведен усредненный химический состав нескольких проб. Как выявили анализы, отношение окиси кремния к окиси алюминия изменяется в довольно ограниченных пределах и составляет 3,9-4,16. Известно, что значительное влияние на химическую устойчивость цеолитов оказывает величина этого соотношения, и по приведенному выше соотношению их можно отнести к среднекремнистым. В результате выполнения лабораторных исследований по изучению свойств цеолитсодержащих пород было установлено, что они обладают низкой кислотоустойчивостью.
При выборе технологии получения коагулянта из цеолитсодержащей породы были изучены следующие вопросы: выбор минеральной кислоты; ее концентрация для разложения цеолитсодержащей породы; соотношение Т:Ж т.е. цеолитсодержащей породы к минеральной кислоте и температура, при которой осуществляется процесс разложения цеолитсодержащей породы. Как показали исследования, тип минеральной кислоты практически на процесс разложения цеолитсодержащей породы не оказывает, поскольку хлориды, сульфаты и нитраты алюминия хорошо растворимы в воде. Процесс деалюминирования зависит от концентрации кислоты и соотношения породы к кислоте, Т:Ж.
Зависимость извлечения алюминия из цеолитсодержащей породы с учетом вышеперечисленных критериев изображена на графике, представленном на чертеже, который был построен на основании проведенных испытаний. В качестве минеральной кислоты использовали серную кислоту с концентрацией 5-20%. Как видно из графика повышение концентрации кислоты приводит к незначительному увеличению извлечения алюминия от 0,2 до 0,6 г/г ˙10-1, при этом на извлечение оказывает влияние отношение массы цеолитсодержащей породы к массе кислоты, и здесь видно, что, чем меньше это соотношение, тем больше извлечение алюминия. Поэтому для осуществления способа получения коагулянта авторами была выбрана концентрация кислоты 5-20%, а соотношение Т:Ж 0,07-0,25.
Процесс деалюминирования цеолитсодержащей породы проводили при температуре окружающей среды 18-30оС, но в процессе перемешивания породы с кислотой температура массы достигала до 45оС.
П р и м е р. Исходные данные для получения коагулянта: Концентрация серной кислоты, % 15 Отношение Т:Ж 0,25 Деалюминирование, г/г 0,062 ЦСП
Способ получения коагулянта осуществлялся следующим образом. Серную кислоту готовили требуемой концентрации и перекачивали ее в реактор.
На 100 кг цеолитсодержащей породы брали 75 кг 100%-ной серной кислоты, которую разбавляли 325 кг воды. Включали мешалку и загружали в реактор измельченную цеолитсодержащую породу, при этом количество породы и серной кислоты взято в определенном соотношении.
В течение 30-40 мин при перемешивании массы проходит процесс деалюминирования, конечную стадию которого определяют, анализируя смесь на содержание в жидкой фазе растворенного алюминия. В течение определенного времени в процессе деалюминирования смесь интенсивно густеет вследствие полимеризации поликремневых кислот. Поэтому, по завершении деалюминирования, требуется нейтрализация свободной кислоты. Используют едкий натр, который подается в смесь. Количество едкого натра составляет 75% от массы серной кислоты (в пересчете на 100%-ную концентрацию).
Полученная смесь названа "коагулянт цеолитовый" вследствие способности входящего в ее состав сульфата алюминия, при гидролизе в жидких средах, содержащих мелкодисперсных твердые взвеси, интенсифицировать процесс их осаждения.
Коагулянт цеолитовый представляет собой смесь водорастворимых солей серной кислоты и нерастворимого осадка.
Водорастворимые соли представлены сульфатами алюминия и натрия.
Из 1 кг цеолитсодержащих пород получают в среднем около 400 г сульфата алюминия.
Процесс получения коагулянта может быть реализован как в стационарных условиях, так и в полевых.
Применение предлагаемого способа получения коагулянта позволяет получить следующие преимущества:
использовать в качестве сырья для получения коагулянта, открытое в Магаданской обл., месторождение цеолитсодержащих пород;
упростить технологию процесса, приведя ее к одностадийному режиму, исключив обжиг алюминийсодержащей породы;
применение слабоконцентрированной кислоты упрощает технологическое оборудование и создает более безопасные условия для обслуживающего персонала.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА, включающий растворение алюминийсодержащего сырья в минеральной кислоте, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве алюминийсодержащего сырья используют природный алюмосиликат при соотношении в его составе окиси кремния к окиси алюминия 3,9 - 4,16, при этом концентрация минеральной кислоты составляет 5 - 20%, а соотношение природного алюмосиликата к минеральной кислоте составляет 0,07 - 0,25, причем растворение алюмосиликата осуществляют при 18 - 45oС.