Способ флотационного извлечения двуокиси титана из сточных вод

 

1. СПОСОБ ФЛОТАЦИОН ,НОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДВУОКИСИ ТИТАНА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД, вкпючающиЬ обработку ионогвБооым катоиоактявньв фпотореагентом-собиратепеь, о т л SH чающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения двуокиси титана , флотацию проводят в присутствии неяоногенного фяотсфеагента-собирателя, при соотношении воногенного и неионогенного реагентов 1:1 - 1:3. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я. тем, что в качесвве ионогеннрго катионоактиБного флотсфеагентаробиратепя испопь ртют четв ртычные роли алкишшридиния иля алкиламмония, содержащие в алкильной части молекулы от 10 до 16 атомов углерода и при конае}гграш(и соли от 10 до 5О мг/л. 3 Олособ по п. 1, о т л и ч а и и с п тем, что в качестве неионо|генного флотореагента-собцрателя испопь:зук т водорас1%(римые спирты с содержанием в алкшшной части молекулы от 2 до 5 атомов углерода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1011553, А

g g С 02 Р 1/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ {ц—

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕПЬСТВМ I ; - щ...., . (2l) 3336695/23 26 (22) 15.09.81 (46) 15.04.83. Бюл. % 14 (72) Л. В. Василенко, В. В. Свиридов, Л. А. Кошелева, Б. К. Радионов, .

10. П. Кудрявский,В, Г. Зудов,Е. М. Смир нов и Н. А. Бунаков (53} 628.347.52 (088.8) (56) 1. Патент США 14 3235490, кл. 260-166, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 244949, кп. С 02 F 5/02, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР „

М 2789207,кл. С 02 F 5/02, 1979. (54) (57) 1. СПОСОБ ФЛОТАЦИОН

НОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДВУОКИСИ ТИ

ТАНА ИЗ СТОЧНЫХ ВОН, включаюшии обрабо ау ионогенным катионоактнвным фпотореагентом-собирателем, о т л и чаю щийся тем,что, сцельюповышения степени извлечения двуокиси титана, флотацию проводят в присутствии неноногенного фпотореагента-собирателя, при соотношении ионогенного и неноно- . генного реагентов 1:1 - 1:3.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ионоген ного катионоактивного флотореагента робиратепя используют четвертычные дитя алкилпиридиння или алкиламмония, содержашие в алкильной"части мацеку .лы от 10 до 16 атомов углерода и при концентрации сопи от 10 до 50 мг/л.

3. Способпоп. 1, отличаю,m и и с и тем, что в качестве неионо ,генного флотореагентасобйрателя исполь"зуют водорастворимые спирты с содержанием s алкильной части молекулы от 2 до 5 атомов углерода.

Ф

1011853

Изобретение относится к очистке сточных вод производства двуокиси титана и может быть использовано в гидрометаллургии тугоплавких и редких металлов. 5

Известны способы очистки кислых сточных вод, основанные на осаждении и отстаивании с использованием для интенсификации процессов минеральных коагулянтов и флокулянтов (1J и (21 . 10

Однако эти способы малоэффективны для указанных сточных вод ввиду их боль ших потоков и высокого содержания мелкодисперсной твердой фазы, Наиболее близким к изобретению по 15 технической сущности и достигаемому эффекту является способ утилизации сернокислых сточных вод производства двуокиси титана включающий обработку ионо.генным катионоактивным флотореаглн- р0 том-собирателем смесью алкиламмоний хлоридов, содержащих в алкильной части молекулы er 17 до 20 атомов углерода З) .

Однако известный способ утилизации 25 сернокислых сточных вод не может быть использован для извлечения двуокиси титана из нейтрально-супьфатных сточных вод,так как нейтрально-супьфатные сточные воды в отличие от кислых образуются на последней сгадии технологического процео са получения готового продукта - стадии поверхностной, обработки двуокиси титана.

Включение при этом в состав поверхности пигмента различных модифицирующих

35 добавок обеспечивает нужные свойства выпускаемого продукта. Наличие в боль ших количествах посторонних адсорбируюшихся примесей (флотореагента-со бирателя) ухудшает качество двуокиси 40 титана, ведет к потере продукта и исипь чает повторцое использование очищенных нейтральнсь-сульфатных сточных вод.

Белью изобретения является повыше» ние степени извлечения двуокиси тита . 45 на.

Бель достигается тем, что фпотацию проводят в присутствии неионогенного фпотореагента-собирателя, при соотношении ионогенного и неионогенного pearea тов 1:1 1:3, причем в качестве ионоген50 ного катионоактивного флотореагента-собкрателя используют четвертичные соли алкилппиридиния или алкиламмония, содер-: жащие в алкипьной части молекулы от 10 до 16 атомов углерода, при концентра55 ции сопи от 10 до,50 мг/л, а в качестве неионогенного флотореагентабирателя используют водорастворкмые спирты с содержанием в алкильной части молекулы от 2 до 5 атомов углерода.

Механизм совместного действия ка- тионоактивных и неионогенных реагентов на процесс фпотации частиц Т О сводится к следующему.

При определенных соотношениях и гетерополярных структурах катионоак» тивных и неионогенных реагентов их адсорбция происходит преимущественно не на поверхности частиц Ъ 0, а на поверхности генерируемых в растворе пузырьков воздуха. При этом пузырь ки воздуха, стабилизированные смесью катионных и неионогенных ПАВ, всплы» вая в растворе, несут положительный за» ряд, который и обеспечивает закрепле»ние отрицатепьно заряженных частиц TiOi> на своей поверхности. Пленки таких смешанных адсорбционных слоев не обладают вйсокой прочностью и сравнительно легко самопроизвольно разрушаются. После расслоения флотационной пены образуется слой жидкости, содержащий использованные для флотапии фпотореагенты-собирате : ли и практически ими не загрязненную твердую фазу, которая может быть использована в качестве товарнсго про дукта.

Оптимальные условия флотации и необходимое качество выделенного пигмеи та достигаются лишь при определенных соотношениях катионоактивного и неионогенного флотореагента-собирателя, которые определяются равновесными ха в рактеристиками адсорбции смеси ПАВ на поверхности раздела фаз раствор газ.

Зги соотношения находятся в пределах от 1:1 до 1:3. Нижний предел опреде,пяется чистотой получаемого в процессе флотации пигмента, а верхний - степенью извлечения частиц Т 0 .

Достаточно широкое вырьирование соотношений катионного и неионогенного ПАВ достигается за счет модифика ции гетеропопярной структуры эткх ор» ганйческих соединений. Так, с увеличением молекулярной массы неионогенного ПАВ (например, спирта) в качестве катионных ПАВ могут быть исцопьзова ны соли четвертичных солей с большей длиной алкильного Радикала (С 4 <6 ), с уменьшением молекулярной массы неионогенного ПАВ должны быть июпользованы катионные ПАВ с меньшей длиной углеводородной цепи (C а д ).

Такое изменение структуры ПАВ при ио3 L01i553 ф пользовании их в качестве собирателей данные по извлечению двуокиси титана связано с конкуренцией на поверхности по предлагаемому способу и по извесвраздела фаз раствор-газ. Сравнительные ному приведены в табл, 1, Таблица 1

Предлагае мый способ

Предлагаемый способ

Прототип

100

100

О

-420

350

Таблица 2

С4о, са

1Я r ющ 4

С щ" Сд

М - (. ).

С и С - алкиламмопий хлормды.

Неионогеннйй ПАВ - спирт.

Влияние совместного присутствия ионогенных и неионогенных IIAB íà их адсорбцию на поверхности твердой фа зы приведено s табл. 3. Видно, что дополнительное введение неионогенио, го ПАВ резко снижает адсорбцию ПАВ,. что и способствует дальнейшей ужлиза иии твердой фазы в качестве пигмента.

Соотношение ПАВ в предлагаемом способе 1:1.

Одновременное присутствие неионо ПАВ достигаются большие коэффициентй генных ПАВ позволяет резко снизить и извлечения и концентрирования двуоки» концентрационные пределы для катион- - 2S est титана., ных собирателей до 10-50 мг/л при сохранении высокой степи и извлечения Влияние длины углеводородного ра двуокиси титана. Из.табл. 1 видно,: дикала ионогенного и неионогенного IIAB что в предлагаемом способе по сравне,Ьри их соотношении 1:1) на коэффициент нию с известным при значительно мень So извлечения и концентрирования двуоки; щих исходных концентрациях катионных си титана приведено в табл. 2.

1011553

Таблица3

Составитель А. Журавлева

РедактоР A. ХимчУк ТехРед М Тапер КоРРектоР М. Коста

Заказ 2670/25 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ осуществляют следующим образом.

В раствор, содержащим двуокись титана и сернокислый натрий (нейтральносульфатные стоки) вводят при опреде ленном соотношении ионогенные катионоактивные и неионогенные поверхност». ноактивные вещества, Пенную сепарашпо проводят в течение 10-15 мин, что достаточно для установления равно 20 весия - После разрушения полученной пенной фракции извлеченная двуокись титана используется для. ее доведения до готового продукта. Очищенные сточные воды возвращаются на" повторное использование.

Пример 1. -К 100 мл нейтрал;ьносульфатных сточных вод, содержащих

600 мг/л Т1 0 и 8 г/л . NO

Пример 2. К 100 мл нейтрально-.сульфатных сточных вод, содержаших

600 мг/л Т10 и 8 г/л Кс, О добавляют хлорид алкилбензилдиметиламмоний (С я.) катионоактивные ПАВ и изоамиловый спирт (неионогенное ПАВ) в концентрациях соответственно 100 и 200 мг/л. После установления равновесия (15 мин) двуокись титана в фильтрате не обнаруживается колориметриче ки. Количество ПАВ, адсорбированных на поверхности двуокиси титана, составляет 0,025 ммольlг, что находится в пределах ошибки эксперимента.

Пример 3. Условия опыта те же, что и в примере 2. Опыт проводят с катионоактивным ПАВ - алкилпиридиний хлорид (С ) и изоамиловым спиртом Я в концентрациях 100 и 200 мг/л. Результаты аналогичны опыту примера 2.

Таким образом, способ утилизации двуокиси титана из сточных вод гпп ментного производства обеспечивает практически полное сокращение потерь двуокиси титана, его утилизацию и воэ можность повторного использования сточ« ных вод, Достижение указанных аффектов возможно вследствие совместного испопьзования в процессе флотации ионогенных катионоактивных и неионогенных ПАВ.

Внесенные катионные ПАВ позволяют эффективно извлекать из раствора дву- . окись титана, а неионогенные вещества препятствуют адсорбции поверхностноактивных веществ на поверхности твердой фазы, что и позволяет ее затем утилизировать в качестве готового про,дукта.