Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама


 


Владельцы патента RU 2571116:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (RU)

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения адсорбента-коагулянта, предназначенного для использования в области экологии для очистки водных объектов: природных водоемов или промышленных стоков, и может быть использовано на предприятиях глиноземного производства для получения из техногенного отхода алюмосиликатного производства - красного шлама - дополнительного товарного продукта. Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама глиноземного производства включает в себя кислотную обработку красного шлама для его активирования и последующие этапы фильтрации полученной суспензии, отделение осадка, его высушивание и измельчение. Активирование красного шлама проводят в один этап, который осуществляют промыванием красного шлама путем декантации 6-10 моль/л раствором соляной кислоты (HCl) в соотношении т:ж=1:3-5 при непрерывном перемешивании в течение 1 часа при комнатной температуре до уровня рН не более 4. Технический результат - упрощение процесса получения эффективного коагулянта-адсорбента с повышенной адсорбционной способностью. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения коагулянта-адсорбента, предназначенного для использования в области экологии для очистки любых водных объектов: природных водоемов или промышленных стоков, и может быть использовано на предприятиях глиноземного производства для получения из техногенного отхода алюмосиликатного производства - красного шлама - дополнительного товарного продукта.

Известен способ получения адсорбента-коагулянта для очистки промышленных стоков (RU 2411191 C1, 2011 г.), при котором за основу берут техногенный отход глиноземных производств - красный шлам, вносят в него серную кислоту, путем перемешивания смешивают влажный красный шлам и порошкообразный оксид алюминия или гидроксид алюминия, с дополнительно внесенным в него раствором серной кислоты, после чего смесь высушивают и измельчают.

Недостаток этого способа заключается в использовании для увеличения адсорбционной способности красного шлама такого дорогостоящего готового продукта алюминиевого производства, как оксид алюминия или гидроксид алюминия (практически, его возвращение в шлам).

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения является способ получения неорганического коагулянта на основе красного шлама (Ru 2085509, 1997 г.), включающий в себя следующие технологические этапы:

- красный шлам обрабатывают 3-5%-ной соляной кислотой при соотношении т:ж=1:5-10;

- полученный твердый остаток обрабатывают 50-55%-ной серной кислотой при температуре 100-110°C и соотношении т:ж=1:6-8;

- пульпу фильтруют и к полученному раствору добавляют концентрированную серную кислоту до получения ее общего содержания в растворе 25-50 мас.%;

- после чего раствор выдерживают в течение 10-20 ч и отделяют осадок.

Недостатками прототипа являются некоторая усложненность (многостадийность) процесса, использование в нем помимо соляной кислоты еще и концентрированной серной кислоты, а также проведение процесса активирования шлама при высоких температурах.

Задача, решаемая изобретением, направлена на разработку технологии, обеспечивающей получение эффективного адсорбента-коагулянта по упрощенной схеме с использованием только одной - соляной - кислоты.

Технический результат, получаемый от реализации изобретения, заключается в уменьшении количества стадий при активации красного шлама, за счет исключения стадии обработки красного шлама серной кислотой и необходимости дополнительного нагревания смеси.

Технический результат достигается тем, что в способе получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама глиноземного производства, включающем в себя кислотную обработку красного шлама для его активирования и последующие этапы фильтрации полученной суспензии, отделения осадка, его высушивания и измельчения, согласно изобретению активирование красного шлама проводят в один этап, который осуществляют промыванием красного шлама путем декантации 6-10 моль/л раствором соляной кислоты (HCl) в соотношении т:ж=1:3-5 при непрерывном перемешивании в течение 1 часа при комнатной температуре до уровня pH не более 4.

В результате того, что шлам промывают 6-10 моль/л раствором соляной кислоты при указанных режимах, стадия активации красного шлама происходит в один этап и с использованием только соляной кислоты, без применения серной кислоты и высокой температуры.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что его проведение осуществляют в следующей последовательности и при следующих технологических режимах.

Промывают красный шлам 6-10 моль/л раствором соляной кислоты (HCl) в соотношении т:ж=1:3-5 при непрерывном перемешивании в течение 1 часа при комнатной температуре.

Отстаивают полученную суспензию.

Отстаивание ведут до тех пор, пока не происходит отслаивание верхнего слоя жидкости.

После чего фильтруют и отделяют осадок.

Осадок затем высушивают, например при температуре 100-110°C, и измельчают до получения требуемого готового продукта.

В образовавшемся адсорбенте-коагулянте в результате химической реакции между кислотой и щелочными компонентами шлама происходит реакция нейтрализации излишней щелочи, увеличивается количество адсорбционных центров на поверхности шлама за счет растворения некоторых веществ, входящих в его состав в соляной кислоте, а также на поверхности оксидных фаз шлама при pH=2-3 формируется положительный заряд за счет адсорбции протонов водорода. Это позволяет увеличить адсорбционную способность модифицированного кислотой шлама по отношению к анионам.

Эффективность данного способа проверена на фосфат- и молибдат-ионах с использованием красного шлама, полученного в качестве отхода производства глинозема из бокситов по методу Байера на Уральском алюминиевом заводе.

Пример 1. Берут красный шлам, промывают его раствором соляной кислоты (НСl) с концентрацией 6 моль/л в соотношении т:ж=1:5 при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке в течение 1 часа при комнатной температуре, отстаивают полученную суспензию до тех пор, пока не происходит отслаивание верхнего слоя жидкости, фильтруют и отделяют осадок, который затем высушивают при температуре 100-110°C и измельчают до получения требуемого готового продукта.

Пример 2. Берут красный шлам, промывают его раствором соляной кислоты (HCl) с концентрацией 10 моль/л в соотношении т:ж=1:3 при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке в течение 1 часа при комнатной температуре, отстаивают полученную суспензию до тех пор, пока не происходит отслаивание верхнего слоя жидкости, фильтруют и отделяют осадок, который затем высушивают при температуре 100-110°C и измельчают до получения требуемого готового продукта.

Где: Cисх. - исходная концентрация ионов в растворе, Гн/акт. - величина адсорбции на неактивированном шламе, Гакт. - величина адсорбции на активированном шламе.

Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама глиноземного производства, включающий в себя кислотную обработку красного шлама для его активирования и последующие этапы фильтрации полученной суспензии, отделение осадка, его высушивание и измельчение, отличающийся тем, что активирование красного шлама проводят в один этап, который осуществляют промыванием красного шлама путем декантации 6-10 моль/л раствором соляной кислоты (НСl) в соотношении т:ж=1:3-5 при непрерывном перемешивании в течение 1 часа при комнатной температуре до уровня рН не более 4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам очистки фторсодержащих сточных вод и может быть использовано в предприятиях по производству экстракционной фосфорной кислоты и фторосиликата натрия на основе фторокремниевой кислоты.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для очистки природных и искусственных водоемов, дно которых загрязнено нефтью и нефтепродуктами.

Изобретение относится к области очистки воды, в частности, к устройствам для очистки от взвешенных и коллоидных примесей, а также растворенных устойчивых органических соединений.

Группа изобретений может быть использована на водопроводно-канализационных сооружениях, а также в бытовых и медицинских целях для обеззараживания воды. Для осуществления способа в обрабатываемую воду до введения хлорной воды вводят водный раствор гидроксида натрия.
Изобретение может быть использовано для удаления из воды и водных растворов нежелательных примесей в виде газов и/или летучих соединений. Для осуществления способа подают жидкость в камеру, проводят аэрацию жидкости в камере посредством эжекции ею воздуха и удаляют из камеры газы и/или летучие примеси, выделяющиеся из жидкости.

Изобретение может быть использовано в централизованных системах хозяйственно-питьевого водоснабжения городов и сёл для производства питьевой воды с остаточным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия.

Изобретение может быть использовано для очистки бытовых и производственных сточных вод с глубоким окислением азота аммонийных, нитратных и нитритных солей, удаления фосфора фосфатов и органических загрязнений.
Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано при оборудовании артезианских скважин с гидроаккумуляторами и бетонными резервуарами для хранения воды.

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает зону подачи воды, зону замораживания с морозильной камерой 1 и зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с отделяющим лед элементом, разделительные патрубки 2 для вывода талой питьевой воды.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при обработке и обезвреживании осадков городских сточных вод безреагентным способом. Способ включает в себя обработку осадков сверхвысокочастотным электромагнитным излучением.

Изобретение относится к способам получения хемосорбционных элементов. Готовят исходную композицию путём смешивания порошкообразных гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с органическим полимером и растворителем.
Изобретение относится к области получения биоспецифического гидрогелевого сорбента для выделения протеиназ. Сорбент получают путем радикальной полимеризации под действием окислительно-восстановительного катализатора при комнатной температуре.

Изобретение относится к способу получения сорбентов. Сорбент получают карбонизацией измельченных стеблей Тростника Южного, которые нагревают при 450-500°С в течение 10-15 минут, до потери ~ 70% массы, обрабатывают раствором 5% азотной кислоты, промывают в воде, высушивают при 100°С.

Изобретение относится к способам получения адсорбента на основе цеолитсодержащей породы. Цеолитсодержащую породу размалывают и перемешивают с выгорающей добавкой, связующим и с водным раствором пластификатора и формируют гранулы.

Изобретение относится к способам получения адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. Способ включает образование дисперсии оксидов щелочноземельных и/или гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов и нанесение дисперсии на листовую основу.

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к получению сорбентов на основе терморасширенного графита. Способ получения сорбента на основе термически расширенного графита, модифицированного железосодержащими фазами с ферримагнитными свойствами, включает следующие стадии: (A) получение смеси интеркалированного графита с раствором соли 2 и/или 3 валентного железа в органической жидкости, разлагающейся при нагреве с выделением метана, где концентрация соли железа в растворе составляет от 10 до 50 масс.
Изобретение относится к области промышленной экологии и может быть использовано для очистки сточных вод от тяжелых металлов и органических веществ. Предложен способ получения ионообменного сорбента, представляющего собой сополимер лигносульфоната натрия и полиметилакрилата.
Изобретение относится к сорбционной технике, а именно к способам подготовки сорбентов для концентрирования и выделения из газовых смесей паров полярных органических веществ.

Изобретение относится к синтезу сорбентов с химически закрепленными функциональными группами. Сорбент содержит 3-глицидилоксипропил-силикагель, который обработан тиосемикарбазидом при катализе хлорной кислотой в среде кипящего метанола в течение 8 часов.

Изобретение относится к методам химического модифицирования природных глинистых материалов для получения сорбента. Согласно изобретению 20 г монтмориллонитовой глины обрабатывают 100 мл 0,04 М раствора родамина Б при температуре 20-22°C, pH 2 в течение 60 мин.

Настоящее изобретение относится к материалу для разделения, содержащему осажденный диоксид кремния, высушенный во вращающейся или распылительной сушилке. Диоксид кремния имеет площадь P поверхности пор, при которой log10 P>2,2, и отношение площади поверхности по BET к площади поверхности по СТАВ, измеренное до какого-либо модифицирования поверхности диоксида кремния, составляющее по меньшей мере 1,0.
Наверх