Способ сгущения красного шлама

 

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано при сгущении красного шлама с добавкой мучного флокулянта. Цель изобретения - повышение скорости сгущения и полноты разделения фаз. Для этого смесь флокулянта со щелочно-алюминатным раствором подвергают обработке в постоянном магнитном поле при напряженности 160 - 200 Э в течение 2 - 4 с и вводят ее в пульпу красного шлама. Пульпу сгущают и отделяют твердую фазу от жидкой. Данный способ позволяет увеличить скорость сгущения в 2 раза, а также увеличить полноту разделения фаз до содержания твердого в сливе 0,02 г/л. 1 табл.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 01 F 7/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

С. (21) 4693758/02 (22) 18.05.89 (46) 30.11.91, Бюл. М 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности и Николаевский глиноземный завод им, XXVI съезда КПСС (72) А.В.Радионов, В.К.Устинов, В.М.Довжук, А.Г.Чумак, B.À.Ðóäàêoâ, А,И.Меарагов, В, Н.Демченко и Л.А. Калужский (53) 669.712,066(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

%279603, кл. С 01 F 7/46, 1968. (S4) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ КРАСНОГО

ШЛАМА

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано при сгущении красного шлама с добавкой мучного флокулянта.

Цель изобретения — повышение скорости сгущения и полноты разделения фаэ.

Пример. Согласно изобретению, смесь флокулянта со щелочно-алюминатным раствором перед введением его в сгущаемую пульпу подвергают обработке в постоянном магнитном поле при напряженности 160 — 200 Э в течение 2 — 4 с. а затем пульпу после введения в нее смеси флокулянта со щелочно-алюминатным раствором подвергают обработке в магнитном поле при указанной напряженности в течение 2—

4с.

Наложение на раствор мучного флокулянта внешнего магнитного поля изменяет. Ы,, 1694479 А1 (57) Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано при сгущении красного шлама с добавкой мучного флокулянта. Цель изобретения — повышение скорости ..сгущения и полноты разделения фаз. Для этого смесь флокулянта со щелочно-алюминатным раствором подвергают обработке в постоянном маг- . нитном поле при напряженности 160 — 200 Э в течение 2 — 4 с и вводят ее в пульпу красного шлама, Пульпу сгущают и отделяют твердую фазу от жидкой. Данный способ позволяет увеличить скорость сгущения в 2 раза, а также увеличить полноту разделения фаз до содержания твердого в сливе

0,02 г/л. 1 табл. их структуру, степень гидратации ионов, траектории движения гидратированных Q ионов, асимметрию их гидратных оболочек, тем самым создавая условия для образования ионных ассоциатов.

Такими активными группами в макромо- Ф лекулах белков и крахмала являются — ОН, с

-О-,ИН2,-Nk- и др, Таким образом, магнит- 1О .ная обработка способствует образованию ионных ассоциатов, что в конечном итоге приводит к увеличению флокулирующего

° левай действия муки, Кроме того, воздействие магнитного поля на примеси в воде приводит к образованию флуктуаций концентраций ионов в воде. Особенно много их в краевых зонах магнитного поля, где возни-. кают дополнительные механические колебания среды и колебания электрического поля. Прямое воздействие магнитного по1694479

10 ля на ионы примесей приводит к образованию больших метастабильных комплексов, т.е. к уменьшению дольных комплексов и долькой гидратации ионов, и способствующих активации процессов адсорбции и коагуляции, Далее происходит непрерывная дозировка омагкиченного щелочно-алюминаткого раствора мучного флокулянта в сгущаемую пульпу и интенсивное перемешивакие, Затем полученную смесь также подвергают воздействию магнитного поля посредством омагничивателей, аналогичных по конструкции применявшимся ранее. При смешивании раствора ! омагниченного флокулянта с пульпой образовавшиеся в флокулянте метастабилькые комплексы начинают образовывать флокулы с частицами красного шлама. Налагаемое в это время на смесь магнитное поле приводит к структурированию, связанному с деформацией ионных ассоциатов алюминатных ионов, Это приводит к тому, что плотность зарядов, имеющихся на макроцепи, становится меньше. Значит макроцепь приобретет менее жесткую линейную конфигурацию, поэтому она может легче деформироваться и ее флокулирующая способность много лучше, чем у сильно заряженных макроцепей. Такая раздельная последовательная магнитная обработка раствора флокулянта и его смеси с пульпой способствует быстрому осаждению частиц красного шлама. Необходимо отметить стабильность и устойчивость полученных результатов, так как пульпа более устойчива по химсоставу по сравнению с водой.

Следует учесть тот факт, что в омагниченном ранее флокулянте, к моменту добавки его в пульпу, полностью закончился процесс образования метастабильных комплексов, способствующих активации процессов адсорбции и коагуляции, Иными словами, флокулянт добавляется в пульпу в окончательном виде, т.е, максимально подготовленным к выполнению своих функций.

А когда раствор флокулянта смешивается с пульпой и на начальном этапе флокуляции на смесь воздействует магнитное поле, то оно ускоряет начавшийся процесс флокуляции путем одновременного воздействия на пульпу и образующиеся флокулы, Данный способ был апробирован в лабораторных условиях. Пульпа и щелочноалюминатный раствор флокулянта брались непосредственно из технологического процесса, Параметры пульпы следующие: концентрация МазО 250 г/л. А!20з 260 г/л, Ж:Т-27, опь тн проводились в пробой 250 мл, Флокулянт представлял собой ржаную муку, растворенную в промводе ill контура (технологический раствор с мелкой концентрацией щелочи) с концентрацией 5 — 25 г/л.

В 250 мл пульпы добавляют 25 мл раствора флокулянта. Омагничиватели представляли собой ферритобазиевые постоянные магниты с регулируемым зазором между ними в пределах от 3 до 5 мм, через который протекает омагничиваемая жидкость. Изменение зазора между магнитами позволяла изменить напряженность магнитного поля.от

100Э до ЗООЭ, Для того, чтобы исключить влияние определен ной нестабильности .химсостава производственной пульпы в каждом из опытов использовался для сравнения мерный цилиндр с неомагниченным раствором, о результате действия различных способов омагничивания вывод делался на основании сопоставительного анализа параллельных опытов, В сушильном шкафу устанавливались два мерных цилиндра с одинаковым количеством смеси пульпы и щелочно-алюминатного раствора мучного флокулянта, В одном из цилиндров компоненты не подвергались какой-либо обработке, а в другом— подвергались различным вариантам омагничивания. Через определенные промежутки времени., прошедшие после начала отстоя, определялись высоты осветленного слоя в обоих цилиндрах при общей высоте

250 мм. Это позволяло судить о скорости осаждения красного шлама и о времени окончания процесса сгущения, Таким образом удавалось дать сравнительную характеристику влияния омагничивания компонентов смеси на скорость осаждения красного шлама и время окончания процесса сгущения по сравнению со смесью из неомагниченных компонентов,Основные результаты анализа сравнительной эффективности применения различных вариантов омагничивания koMпонентов смеси и смеси, не подвергавшейся магнитной обработке, представлены в таблице. Опыты 1 — 3 проводились при напряженности магнитного поля 18ОЭ и времени омагничивания 3 с, В опыте 4,3, начиная с 10 минуты имеет место значительное превышение скорости осаждения красного шлама в омагниченной пробе над неомагниченной; на, 15 минуте это превышение составляло 1557;; на 20-й—

937; на 25-й — 47 g,, В омагниченной пробе процесс осаждения практически закончился к 25-й минуте. а у неомагниченной продолжался и на 60-й, В опыте 4.1 не было отмечено существенного увеличения скорости осаждения под влиянием магнитной обработки компонентов. на 15-й минуте увеличение скорости

1694479 составляло 11, на 25-й минуте 8,3 . Процесс осаждения закончился на 50-й минуте у обеих проб.

В опыте 4.5 омагничивание компонентов дало отрицательный результат: скорость осаждения шлама у неомагниченной пробы оказалась выше, чем у омагниченной.

В опыте 2 омагничивание пульпы дает увеличение скорости осаждения на 20-й минуте на 12, на 25-й — на 11 .

Как следует иэ таблицы, наилучший результат получен при раздельном последовательном омагничивании раствора флокулянта и его смеси с пульпой при напряженности магнитного поля 160 — 200Э и времени обработки 2 — 4 с. Процесс сгущения протекает приблизительно в 2 раза быстрее, чем у неомагниченной пульпы, Омагничивание пульпы практически не приводит к интенсификации процесса сгущения.

В лучшем опыте была отмечена, íà протяжении всего времени отстаивания, более темная окраска верхнего слива. Это свидетельствовало о меньшем содержании частиц красного шлама в алюминатном растворе. В начале процесса отстаивания были взяты пробы осветленного верхнего слоя как омагниченного, так и неомагниченного. Исследование их под микроскопом позволило установить, что образующиеся флокулы в омагниченной пробе имеют приблизительно в 3 раза более крупные размеры, чем в неомагниченной (соответственно размеры наиболее крупных частиц 50 — 70 мкм и

15 — 20 мкм). Естественно, что у более крупных частиц скорость осаждения выше. Мелкие частицы могут быть нейтральными по плавучести, ухудшая качество верхнего слива, что в свою очередь ведет к большей нагрузке на передел фильтрации. Было установлено, что после окончания процесса сгущения общий объем сгущенного продукта у омагничиванной смеси меньше, что

5 говорит о большей плотности красного шлама (отношение Ж:Т меньше). Это положительно сказывается на промывке красного шлама.

При использовании предлагаемого

10 способа удается увеличить скорость сгущения в 2 раза, а также увеличить полноту разделения фаэ до содержания твердого в сливе 0,02 г/л, Кроме того. достижение той же, что и у

15 прототипа, скорости осаждения возможно при сокращении расхода флокулянта приблизительно на 20 — 257; что приведет к экономии эа счет уменьшения расхода муки, которую можно будет использовать в пище20 вой промышленности, и снижению ввода органических соединений в глиноземное производство.

Формула изобретения

25 Способ сгущения красного шлама, включающий приготовление смеси флокулянта со щелочно-алюминатным раствором, введение смеси в пульпу, сгущение пульпы, отделение твердой фазы от осветленного

30 раствора, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения скорости сгущения и полноты разделения фаз, смесь флокулянта со щелочно-алюминатным раствором перед введением в пульпу подвергают обработке

35 в постоянном магнитном поле при напряженности160 — 200Э втечение2 — 4с, азатем пульпу после введения в нее смеси флокулянта со щелочно-алюминатным раствором подвергают обработке в магнитном поле.

40 при 160 — 200Э в течение 2 — 4 с.

1694479 за время, мин

3512то ч ) 56(55 ) 6о обработки компо- Высота осветленного слоя, мн, нентов

5 ) 10 J 15 J 20 j 25 J 30

Опыт Способы

Без онагничивания

I (прототип) 9 25 145

Омагничен раствор флокулянта 162 153 >153 153 2

Без омагничивания 1.39 145 150 154 156 160

Омагничена пульпа 150 155 160 164 166. 169

Без омагничивания 134 139

Омагничена смесь раствора флокулянта и пульпы .16 59 105 131 144 147 147 150 раздельное последовательное омагничивание раствора фпокулянта и его смеси с пульпой

Без омагннчивания 1 8 26 46 60 83 100 118 129 13 1

При напряженности магнитного поля 1040Э вре" мени обработки флокулянтв

1,5 с времени обработки его смеси с пульпой

1,5 с 29 46 65 85 140

Без омагничивания 60 77 111 132

При напряженности мег- . нитного поля 160Э, времени обработки флокулянта 2 с> вренени обработки его смеси с пульпой

2 с 7 40 85 130 150 165 170 170 171

Без омвгничивания 20 20 45 75 105 125 140 140 150 l55 156 158

При напряженности магнитного поля .180Э, врем. мечи обработки флокулянта 3 с, времени обработки его смеси с пульпой 3 с I15 145 155 162 175 175 177

Без омагничивания 43 65 89 108 137

При напряженности магнитного поля 2003, времени обработки флокуллнта 4.с, времени об" работки его снеси с пульпой 4 с 78 136 138 143

Без онагничивения 32 96 112 124

При напряженности маг" нитного поля 220Э, вре" нани обработки растворе флокулянта 5 с, времени обработки его снеси с пульпой 5 с . 9 15 24 35 50 77 90 103 115 130 142 .147

42 70 91 120 135 140 145

13 14

5 25 22

11 35 139 147

83 104 126

93 116 141

93 115 125

73

53

53

4.1

105 125 136

145 153 160

4 10

6 25

4.2

4,3

167 172 173

123 130 133

30 80

4 21

144

135 143 145

108 125 132

49 63 86

6 43

7 19

4,5

l1 р и м е ч а н и е. Прочерки в графак таблицы означают, что опыт закончен до наступления .времени, .указанного в данной графе.

Составитель Н. Целикова

Редактор Н.Пилипенко Техред М.Моргентал . Корректор М,Максимишинец

Заказ 4122 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат чПэтент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101