СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА


RU (11) 2019520 (13) C1

(51) 5 C02F1/52, C02F1/58, B01D21/01 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.09.15 
(21) Регистрационный номер заявки: 4954213/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.06.05 
(45) Опубликовано: 1994.09.15 
(56) Аналоги изобретения: Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды, Л.: Химия, 1987, с.48-53, 57-59 (прототип). 
(71) Имя заявителя: Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов 
(72) Имя изобретателя: Пономаренко О.В.; Папернов И.М. 
(73) Имя патентообладателя: Пономаренко Олег Владимирович; Папернов Иосиф Маркович 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА 

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. 


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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru