Способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта


 


Владельцы патента RU 2588535:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)

Изобретение относится к технологиям переработки алюмокремниевого сырья с получением алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, с получением сухого продукта. Осуществляют обработку нефелинового концентрата ((Na,K)2O·Al2O3·2SiO2) водным раствором серной кислоты, при этом берут 7-11% серную кислоту, производят перемешивание в течение 30-40 минут. Далее проводят обезвоживание в шнековом реакторе при введении в полученный раствор гидроксида алюминия с одновременным перемешиванием и последующим доукреплением суспензии концентрированной серной кислотой до достижения плотности суспензии 1,3-1,4 г/см3 и самопроизвольной кристаллизацией продукта. Изобретение позволяет получить твердый алюмокремниевый флокулянт-коагулянт с повышенным содержанием активного компонента - до 16% по Al2O3. 5 пр.

 

Изобретение относится к технологиям переработки алюмокремниевого сырья с получением алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, с получением сухого продукта и его использованием в процессах очистки воды в системах хозяйственно-питьевого назначения.

Известен способ получения неочищенного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, полученный обработкой нефелинового сырья серной или соляной кислотой, с получением сильно разбавленных растворов алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (Патент РФ 2039711, C02F 1/52, дата публикации 20,07.1995).

Недостатками данного способа являются низкое содержание активного компонента в растворе, склонность растворов к гелированию.

Известен способ получения неочищенного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта при обработке нефелинового концентрата серной кислотой с последующим дозреванием продукта. (Комплексное использование сырья и отходов / Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. - М.: Химия, 1988 - 288 с., стр. 178-182).

Недостатками способа аналога являются получение твердого продукта с высоким содержанием примесей непрореагировавшего кремнезема (сиштофа) более 25%, пониженным содержанием активного компонента (менее 10%), высокой коррозионной активностью процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, включающий обработку нефелинового концентрата в водной среде серной кислотой в течение часа, отделение жидкой фазы от твердой, обезвоживание жидкой фазы, при котором нефелиновое сырье, диспергированное в водной среде, обрабатывают 96%-ной серной кислотой до получения 20-30% водного раствора флокулянта-коагулянта, с последующим обезвоживаем упаркой под вакуумом ниже температуры кипения или диспергированием в газе-теплоносителе. Содержание основного компонента в пересчете на Al2O3 - 10,5% (Патент РФ 2388693, МПК C01B 33/26, опубл. 10.05.2010 г. ).

Недостатком прототипа являются низкое содержание основного активного компонента в составе твердого продукта, значительные энергозатраты на процесс сушки растворов, сложная аппаратурная схема производства.

Задачей данного изобретения является разработка способа получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (далее АКФК) в виде твердого продукта, с повышенным содержанием активного компонента (по Al2O3 более 10,5%), с низкими энергозатратами и простой аппаратурной схемой производства.

Поставленная задача решается способом получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, включающим обработку нефелинового концентрата ((Na,K)2O·Al2O3·2SiO2) водным раствором серной кислоты, при постоянном перемешивании, с последующим обезвоживанием жидкой фазы, при этом берут 7-11% серную кислоту, перемешивание ведут в течение 30-40 минут, а обезвоживание проводят в шнековом реакторе при введении в раствор алюмокремниевого флокулянта-коагулянта гидроксида алюминия с одновременным перемешиванием и последующим доукреплением полученной суспензии концентрированной серной кислотой (в количестве на 1-3% выше стехиометрического) до достижения плотности суспензии 1,3-1,4 г/см3. Время нахождения смеси в шнековом реакторе 10 минут, с последующим извлечением и самопроизвольным затвердеванием продукта.

К основным достоинствам данного способа можно отнести простоту аппаратурного оформления производства, отсутствие необходимости сушки растворов, повышенное содержание активного компонента в товарном продукте. Также учитывая конечный выход продукта, отсутствует необходимость отделения нерастворимой фракции из растворов.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

ПРИМЕР 1

К нефелиновому концентрату массой 9 грамм приливают 106 мл воды и 4,78 мл H2SO4 (7%), затем интенсивно перемешивают в течение 40 минут. Затем при интенсивном перемешивании вводят 61,8 грамма технического гидроксида алюминия и добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 63,0 мл (115,51 грамма). Плотность раствора 1,395 (50%). В течение 10 минут раствор интенсивно перемешивается шнековым реактором, а затем в процессе загустевания извлекается из реактора. Полное высыхание раствора в условиях естественного охлаждения заканчивается в течение 30 минут. Содержание основного компонента по Al2O3 16%.

ПРИМЕР 2

К нефелиновому концентрату массой 9 грамм приливают 106 мл воды и 6,2 мл H2SO4 (9%), затем интенсивно перемешивают в течение 35 минут. Затем при интенсивном перемешивании вводят 50,3 грамма технического гидроксида алюминия и добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 50,8 мл (92,9 грамма). Плотность раствора 1,347 (45%). В течение 10 минут раствор интенсивно перемешивается шнековым реактором, а затем в процессе загустевания извлекается из реактора. Полное высыхание раствора в условиях естественного охлаждения заканчивается в течение часа. Содержание основного компонента по Al2O3 16%.

ПРИМЕР 3

К нефелиновому концентрату массой 9 грамм приливают 106 мл воды и 7,5 мл H2SO4 (11%), затем интенсивно перемешивают в течение 30 минут. Затем при интенсивном перемешивании вводят 41,1 грамма технического гидроксида алюминия и добавляют концентрированную серную кислоту в количестве 40,95 мл (74,9 грамма). Плотность раствора 1,302 (40%). В течение 10 минут раствор интенсивно перемешивается шнековым реактором, а затем в процессе загустевания извлекается из реактора. Полное высыхание раствора в условиях естественного охлаждения заканчивается в течение 2-х часов. Содержание основного компонента по Al2O3 16%.

ПРИМЕР 4

К пробе воды (объем 500 мл), содержащей 17,89 мг/л взвешенных частиц (каолин), вводят 0,5 мл 20% раствора АКФК (32 мг/л по Al2O3) и интенсивно перемешивают в течение 5 минут, затем отстаивают воду, и на портативном измерителе мутности HI 98703 определялось остаточное содержание взвешенных веществ. Остаточная концентрация каолина составила 1,43 мг/л, а эффективность очистки составила 92%.

ПРИМЕР 5

К пробе воды (объем 500 мл), с показателем цветности (гумматы) 73 градуса, вводят 0,5 мл 20 % раствора АКФК (32 мг/л по Al2O3) и интенсивно перемешивают в течение 5 минут, затем отстаивают воду, и фотометрически по ГОСТ 3351-74 определялась цветность. Показатель цветности очищенной воды составил 18 градусов. Эффективность очистки составила 73%.

Как видно из примеров, технический результат от вышеперечисленного - увеличение содержания активного компонента в продукте (16% по Al2O3), снижение общих энергозатрат процесса и упрощение технологической схемы за счет отсутствия необходимости сушки раствора.

Способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, включающий обработку нефелинового концентрата ((Na,K)2O·Al2O3·2SiO2) водным раствором серной кислоты при постоянном перемешивании с последующим обезвоживанием жидкой фазы, отличающийся тем, что берут 7-11% серную кислоту, перемешивание ведут в течение 30-40 минут, а обезвоживание проводят в шнековом реакторе при введении в раствор алюмокремниевого флокулянта-коагулянта гидроксида алюминия с одновременным перемешиванием и последующим доукреплением полученной суспензии концентрированной серной кислотой в количестве на 1-3% выше стехиометрического до достижения плотности суспензии 1,3-1,4 г/см3, с последующим самопроизвольным затвердеванием продукта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Устройство включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды, расположенные в нижней части сосуда, приводное устройство перемещения стержня замороженной воды, а также разобщающее устройство в виде трубы с кольцевой режущей частью.

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод от ионов металлов сорбцией. Способ очистки сточных вод включает обработку воды напрягающим цементом, перемешивание и отделение осадка.

Изобретение может быть использовано для очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сероводорода, ионов сульфидов и гидросульфидов. Способ включает обработку исходной воды соединениями железа с последующей их регенерацией кислотой.

Изобретение относится к вариантам способа обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Один из вариантов включает: введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.

Изобретение относится к водоочистным установкам, а именно к оборудованию, применяемому в технологиях подготовки питьевой воды с применением химических реагентов.
Изобретение относится к области химических технологий и может быть использовано для очистки щелочных растворов от сульфидов и меркаптидов на предприятиях нефтяной, нефтеперабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной и кожевенной промышленности.

Изобретение относится к магнитному сепаратору, выполненному с возможностью сепарации частиц из потока текучей среды, и может быть использовано для сепарации частиц из воды систем центрального отопления.
Изобретение относится к гидротермическому окислению отходов, содержащихся в сточных водах, и может быть использовано в агропищевой, бумажной, химической, фармацевтической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, машиностроительной, металлургической, авиационной и атомной промышленности.

Настоящее изобретение относится к способу синтеза адсорбционного материала, состоящего из однофазного четырехвалентного марганцевого фероксигита (δ-Fe(1-x)MnxOOH), в котором 0,05-25% железа изоморфно замещено атомами марганца.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки растворов. Электрохимический реактор выполнен из одной или более помещенных в корпус 1 проточных электрохимических модульных ячеек, каждая из которых содержит вертикально расположенные катод 6, установленный в центре корпуса, смонтированную вокруг него керамическую диафрагму 7, равноудаленные от катода противоэлектроды - аноды 5, расположенные вокруг катода с диафрагмой с образованием электродных пар типа «катод-анод».

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности золошлаковых отходов ТЭЦ. Золу от сжигания углей помещают в реакционную зону, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности касается получения коагулянта-флокулянта, и может быть использовано при очистке природной воды и промышленных стоков.

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, применяемого для очистки вод с различными типами загрязнений.

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении золошлаковых отходов, сырья техногенного характера, содержащего железо и алюминий.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении кремнеземсодержащих растворов солей алюминия, применяемых в качестве коагулянтов-флокулянтов для очистки сточных и питьевых вод, а также осаждения твердых взвесей из минеральных суспензий при очистке больших объемов высокомутной воды.

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии и может быть использовано при получении сульфата алюминия в жидком виде. .
Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к переработке алюмокремниевого сырья с получением неорганического алюмокремниевого флокулянта-коагулянта и использованием его для очистки воды в системах хозяйственно-питьевого и промышленного назначения.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам переработки высококремнистого алюминиевого сырья с получением сульфата алюминия. .

Изобретение относится к технологии получения сульфата алюминия, который используют в качестве коагулянта при очистке хозяйственно-питьевых, промышленных и сточных вод, в промышленных и технологических процессах, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся переработкой первичных отвальных алюмосодержащих шлаков.
Изобретение относится к производству слюды. Шихта для выплавки слюды - калиевого фторфлогопита содержит гидроксид калия, периклаз, фторид алюминия, кварцевый песок и глинозем.
Наверх