Способ получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта

Изобретение относится к технологии получения неорганического коагулянта, используемого для очистки сточных вод. Способ получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта включает смешение кальцийсодержащего материала с кремнеземсодержащим минералом и последующую термообработку. Кальцийсодержащий материал (известняк) смешивают с кремнеземсодержащим минералом (каолином) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2=3,0, СаО:Al2O3=1,4-2,1. Смесь обжигают при температуре от 1285 до 1300°С не менее 10 минут и полученный материал размалывают. Техническим результатом изобретения является повышение коагуляционной активности кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта и повышение скорости седиментации сапонита из оборотной воды после обогащения алмазоносной сапонитовой руды. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта, используемого для очистки сточных вод, содержащих глинистые соединения, а также для осаждения оборотной воды после обогащения алмазоносной сапонитовой руды.

Известен способ получения алюминийсиликатного неорганического коагулянта (К.В. Ткачев, А.К. Запольский, Ю.К. Кисиль; под ред. К.В. Ткачева. Технология коагулянтов / - Л.: Химия, 1978. - 184 с.) из нефелинового сырья и серной кислоты за счет разложения водным раствором серной кислоты, содержащей 40…70 мас. % в шнековом смесителе нефелина, при температуре 100-105°С, с получением сухой рассыпчатой массы, которую выщелачивают горячей водой при Ж:Т=3 После взаимодействия, нефелина с серной кислотой длящейся до 1,5 ч, плав сульфата алюминия кристаллизуют при охлаждении, подвергают грануляционной сушке или разбавляют и в виде раствора используют для очистки воды.

К недостаткам способа относиться то, что в сульфатно-алюминиевом коагулянте содержится свободная серная кислота в размере 0,67 мас. % и взвесь тонкодисперсной фракции оксида кремния, поэтому применение данного коагулянт для очистки воды негативно скажется на качестве очищаемой воды и приведет к повышению норм вредных веществ в воде.

Известен способ получения алюмосиликатного коагулянта (патент РФ №2088527, опубл. 27.08.1997) при котором в качестве сырья для получения коагулянта используют любое алюмосиликатсодержащее сырье, в том числе нефелиновый концентрат, хвосты апатитовой флотации или иные нефелинсодержащие минеральные материалы. Обработку алюмосиликатсодержащего сырья проводят серной или ее смесью с соляной кислотой (6-14 мас. %) при их массовом соотношении (80:20) (99:1).

Недостатком способа является то, что при уменьшении общей концентрации кислот (менее 6 мас.) происходит кристаллизация из раствора гидроксида алюминия. При превышении общей концентрации кислот (более 14 мас.) происходит реакции поликонденсации диоксида кремнезема, что приводит к резкому снижению срока годности полученного коагулянта, и потере его коагулирующей способности. Если соотношение серной и соляной кислот будет меньше 80:20, то это приведет к ускоренной желатинизации полученного коагулянта и уменьшению его срока годности.

Известен способ получения коагулянта для очистки природных и сточных вод его получение и способ его использования (патент РФ №2195434, опубл. 27.12.2002). Технология получения коагулянта для очистки природных и сточных вод, заключается в активации белого шлама, применяемого в качестве коагулянта для обескремнивания в технологическом процессе получения глинозема, высушивании и размельчении его, в котором в соответствии с изобретением в качестве исходного продукта для получения коагулянта используется белый шлам состава масс. %: Al2O3-8…30%, СаО-30…55%, Fe2O3-0,1…1%, Na2O-0,1…2%, SiO2-0,5…5%, SO2-0,1…2%, MgO-0,1…2%. Белый шлам является промежуточным продуктом производства глинозема, который активируют, обрабатывая необходимым объемом 2%-ного водного раствора бикарбоната натрия и сульфата натрия (в соотношении 1:1) в течение не менее 5 мин, после чего полученную смесь отфильтровывают (или отстаивают), а полученный осадок высушивают и измельчают до порошкообразного состояния, который затем используют в качестве коагулянта для очистки природных и сточных вод в виде водной суспензии.

Недостатком данного способа является, то что при применении белого шлама для очистки природной и сточной воды содержащейся в белом шламе остатки щелочи, сопутствуются почти полным щелочным гидролизом биологической части с образованием солей аминокислот, ряда белковых производных, аминоспиртов, что в свою очередь может превысить показатели ПДК и СанПиНов воды.

Известен способ получения композиционного сорбента на основе силиката кальция (патент РФ №2481153, опубл. 10.05.2013) Сорбент представляет собой термообработанную смесь саморассыпающегося шлака на основе силикатов кальция и гидроалюмосиликатов из ряда глин и гидрослюд. Сорбент содержит (в пересчете на оксиды) мас. %: Si02-28…31%; СаО-40…53%; Al2O3-7…9%; MgO-6…8%; K2O-0,5…1,0%; Na2O-0,5…1,0%; Fe2O3-1,0…3,0%.

Недостатком данного способа является невысокая эффективность при использовании сорбента указанного состава, поскольку основной фазой в нем является, малоактивный двукальциевый силикат в виде γ-Ca2SiO4.

Известен способ получения силиката кальция (авторское свидетельство СССР №960119 опубл. 28.09.1982), принятый за прототип, включающий смешение кальцийсодержащего материала с кремнеземистым материалом и термообработку смеси, осуществляющуюся с использованием алюмосиликатной породы, смешение которых ведут из расчета получения весовых отношений в шихте, весовых отношений в шихте CaO:SiO2 равного 4…25:1, а СаО:Al2O3 равного 1,5…20:1.

Недостаток данного способа заключается в том, что синтезируемый неорганический кальцийалюмосиликатный коагулянт обладает низкой коагуляционной активностью и практически не влияет на скорость седиментации (осаждения) минералов, в том числе сапонита в водной фазе (до 0,1 см/сут.).

Техническим результатом изобретения является повышение коагуляционной активности кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта и повышение скорости седиментации сапонита.

Технический результат достигается тем, кальцийсодержащий материл в качестве которого используют известняк, смешивают с кремнеземсодержащим минералом, в качестве которого используют каолинит из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 3,0 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1, полученную смесь обжигают при температуре от 1285 до 1300°С не менее 10 минут, полученный материал размалывают до остатка на сите 0,08 мм 8…12%, остальная фракция составляет 88…92% прошедшее через сито с размером от 0,08 до 0,02 мм.

Способ поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - диаграмма состояния системы СаО-А12О3-SiO2;

фиг. 2 - результаты рентгеноструктурного анализа полученного коагулянта.

Способ осуществляется следующим образом. Для получения коагулянта кальцийсодержащий материал (известняк) смешивают с кремнеземсодержащим минералом в качестве, которого используется каолинит.

При этом усреднение шихты производят таким образом, чтобы получить весовое отношение CaO:SiO2 равное 2,6…3,1 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1.

Обеспечение таких соотношений в шихте дает возможность получать в конечном продукте трехкальциевый силикат 3CaO⋅SiO2 алюминат кальция состава 3СаО⋅Al2O3 за счет протекания следующих реакций:

3 СаО+SiO2=3 СаО SiO2 (М.м.)

3 СаО SiO2=168+60=228

3 СаСО3+SiO2=3 СаО SiO2+CO2

6 СаСО3+2 SiO2 2H2O=2(3 СаО SiO2)+1,7СаО Al2O3+CO2+H2O

Установлено, что при таком соотношении соединений 3 CaO⋅SiO2 и 1,7 СаО⋅Al2O3, часть Al2O3 (0,1…0,3%) находится в трехкальциевом силикате, что является причиной его повышенной активности (таблица 1).

Выбор весовых отношений обусловлен соотношением компонентов СаСО3 и алюмосиликатной породы используемых для синтеза трехкальциевого силиката.

При отношении CaO:SiO2 ниже, чем три в исходной шихте остается часть несвязанного кремнезема алюмосиликатной породы и выход трехкальциевого силиката кальция будет отвечать повышению выхода двухкальциевого силиката, что приведет к снижению активности.

При дозировке выше, чем весовое отношение CaO:SiO2, равное 3,1, в шихте останется значительная часть свободной извести. Что касается весового отношения СаО:Al2O3, то при дозировке СаО к Al2O3 ниже 2,6 выход алюмината кальция незначителен, а при весовом отношении СаО:Al2O3 выше чем 2,1 в спеке останется свободная окись кальция.

После приготовления шихты ее подвергают термообработке при от 1285 до 1300°С не менее 10 минут. Тип печи выбирается в зависимости от температурного режима. В результате термообработки, получают трехкальциевый силикат. Для придания большей гидравлической активности полученный материал размалывают до остатка на сите 0,08 мм 8-12%, остальная фракция составляет 88…92% - прошедшее через сито с размером от 0,08 до 0,02 мм. При размоле материала ниже 8% остатка на сите 0,08 мм активность материала возрастает значительно, в случае остатка выше 12% резко снижается.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2Н2О) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 2,6 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1250-1275°С в течении 12 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 95% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.

Пример 2. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 2,8 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1275-1285°С в течении 10 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 96% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.

Пример 3. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2Н2О) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 3,0 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1285-1300°С в течении 10 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 100% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.

Химический состав и количественные соотношения неорганических соединений, используемые для синтеза коагулянта представлены в таблице 2.

Химический состав полученного коагулянта из примера 3 приведен на фиг. 2. Результаты его физико-химических испытаний на сапонитсодержащей воде приведены в таблице 3.

Представленные примеры позволяют сделать вывод, что активность калыдийалюмосиликатного коагулянта определяется особенностями кристаллической структуры силикатов кальция и их химическим взаимодействием с водными растворами.

Преимущество изобретения состоит в том, что использование данного способа получения коагулянта позволяет достичь значительную активность коагулянта для процесса осаждения, за счет того, что при взаимодействии с водой кальцийалюмосиликатный коагулянт выделяет Са(ОН)2 - создающий щелочную среду в водной пульпе (сапонитовая пульпа), что является условием для разрушения двойного гидратного слоя, препятствующего осаждению кристаллов (сапонита).

Способ получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта, включающий смешение кальцийсодержащего материала с кремнеземсодержащим минералом и термообработку смеси и размол материала, отличающийся тем, что кальцийсодержащий материал, в качестве которого используют известняк, смешивают с кремнеземсодержащим минералом, в качестве которого используют каолинит, из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2, равного 3,0, и СаО:Al2O3, равного 1,4…2,1, полученную смесь обжигают при температуре от 1285 до 1300°С не менее 10 мин, полученный материал размалывают до остатка на сите 0,08 мм 8…12%, остальная фракция составляет 88…92% - прошедшее через сито с размером от 0,08 до 0,02 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается картриджа фильтра для фильтрации воды, в частности для умягчения воды или, соответственно, очистки воды, для применения в увлажнителе воздуха. Увлажнитель воздуха путем холодного выпаривания воды, имеющий контейнер для заправки жидкости, причем предусмотрены валик для увлажнения воздуха, а также электропривод для вращения валика вокруг оси вращения, причем валик имеет вал и пластину, при этом пластина частично погружалась в жидкость.

Изобретение относится к способу концентрирования гидрохинона из водных растворов, который может быть использован при аналитическом контроле очищенных сточных вод, поступающих на биологическую очистку.

Изобретение может быть использовано в промышленном производстве очищенной морской воды для пищевого применения. Способ получения морской воды (M3) включает следующие стадии: забор и декантацию исходной морской воды, фильтрацию, стерилизацию до получения очищенной морской воды (M1).

Группа изобретений может быть использована для дезинфицирования канализационных насосных станций и станций очистки сточных вод. Система дезинфицирования содержит по меньшей мере один генератор озона (5, 18), предназначенный для генерирования озона в газообразной и/или жидкой среде, по меньшей мере один детектор озона (6, 7) для измерения концентрации озона в газообразной среде, программируемый таймер (10), детектор (14) обнаружения присутствия человека, центральный контроллер (13), предназначенный для управления генераторами озона (5, 18) с учетом установленного уровня озона, по меньшей мере один промежуточный контроллер (11) для передачи данных на центральный контроллер (13), детектор скорости воздушного потока (9), выходящего из дезинфицируемого помещения (3), установленный внутри выпускного отверстия для воздуха дезинфицируемого помещения.

Группа изобретений относится к переработке природных солоноватых вод с получением растворов минеральных удобрений, предназначенных для фертигации: орошения и одновременного внесения удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, и может быть использована в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от мышьяка. Способ включает контактирование раствора в статических условиях с сорбентом, в качестве которого используют рутил, подвергнутый механоактивации до размеров кристаллитов менее 20 нм.

Изобретение относится к декальцинирующему устройству. Декальцинирующее устройство для декальцинации водного раствора, содержащее секцию электролитической ячейки, выполненную с возможностью размещения водного раствора, причем секция электролитической ячейки содержит конструкцию первого электрода и конструкцию второго электрода, где конструкция первого электрода содержит первый электросорбирующий электрод, а конструкция второго электрода содержит второй электросорбирующий электрод; ион-генерирующее тело; при этом декальцинирующее устройство выполнено с возможностью работы в первом рабочем состоянии для удаления ионов из водного раствора, и декальцинирующее устройство выполнено с возможностью работы во втором рабочем состоянии для регенерации ионов в водный раствор, причем во втором рабочем состоянии ион-генерирующее тело помещено в секцию электролитической ячейки, причем первое рабочее состояние и второе рабочее состояние отстоят друг от друга в пространстве и/или во времени.

Изобретение может быть использовано в области биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод для создания материалов, обладающих иммобилизационной способностью при использовании в качестве носителя активной биомассы.

Изобретение относится к дегазаторам. Способ удаления газа из жидкости, протекающей через последовательность камер в резервуаре, и причем последовательность паровых пространств определена в камерах выше жидкости, данный способ включает: направление жидкости во впуск для жидкости резервуара и протекание жидкости через последовательность камер, сформированных в резервуаре; направление движущейся жидкости в один или более эдукторов, связанных с резервуаром; причем движущаяся жидкость, направленная в один или более эдукторов, вызывает перемещение отдувочного газа в один или более эдукторов; смешивание движущейся жидкости с отдувочным газом в одном или более эдукторах, чтобы образовывать смесь движущейся жидкости - отдувочного газа; причем один или более эдукторов подают смесь движущейся жидкости - отдувочного газа в жидкость, протекающую через камеры резервуара, и смешивают движущуюся жидкость - отдувочный газ с жидкостью, протекающей через камеры; вытеснение газа из жидкости, протекающей через камеры, и причем газ, вытесненный из жидкости, протекающей через камеры, смешивается с отдувочным газом, чтобы образовывать газовую смесь; причем газовая смесь поднимается в паровые пространства в камерах; причем паровые пространства в камерах находятся в сообщении по текучей среде; обеспечивают протекание газовой смеси вверх по потоку через последовательность паровых пространств таким образом, что в ходе данного процесса газовая смесь протекает из одного парового пространства, расположенного ниже по потоку, к другому паровому пространству, расположенному выше по потоку; после перемещения газовой смеси вверх по потоку и через последовательность паровых пространств выпуск газовой смеси из резервуара; и после того как газ был удален из жидкости, выпуск дегазированной жидкости из резервуара.

Изобретение касается легированных алюминием, содержащих группы иминодиуксусной кислоты хелатообразующих смол. Описан способ получения легированной алюминием, содержащей группы иминодиуксусной кислоты хелатообразующей смолы, содержащей функциональные группы формулы , причем представляет собой полимерный скелет, а Х является любым одновалентным анионом; согласно изобретению a) капли мономера из по меньшей мере одного моновинилароматического соединения и по меньшей мере одного поливинилароматического соединения, а также из по меньшей мере одного порогена и по меньшей мере одного инициатора подвергают взаимодействию с получением сшитого гранулированного продукта полимеризации, b) указанный сшитый гранулированный продукт полимеризации со стадии а) подвергают фталимидометилированию с помощью производных фталимида и при этом взаимодействии производное фталимида используют в соотношении от 0,7 моль до 1,7 моль на один моль гранулированного продукта полимеризации, c) указанный фталимидометилированный гранулированный продукт полимеризации со степенью первичного замещения фталимидометильными группами от 0,6 до 1,5 со стадии b) подвергают превращению в аминометилированный гранулированный продукт полимеризации и d) указанный аминометилированный гранулированный продукт полимеризации со стадии с) подвергают взаимодействию с хлоруксусной кислотой или ее солями с получением хелатообразующих смол, имеющих группы иминодиуксусной кислоты, со степенью функционализации аминогрупп группами уксусной кислоты от 1,4 до 1,65, а молярное соотношение для хлоруксусной кислоты или ее солей составляет от 1,8:1 до 2,5:1, в пересчете на количество использованного аминометилированного гранулированного продукта полимеризации, и е) указанную хелатообразующую смолу, содержащую группы иминодиуксусной кислоты, со стадии d) приводят в контакт с раствором алюминиевой соли трехвалентного иона алюминия.

Изобретение относится к области технологии силикатных материалов. Предложен способ получения суспензии, содержащей зародышеобразующие добавки, содержащие гидрат силиката кальция (C-S-H) в виде дефектного тоберморита.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия на основе кремнийзамещенного гидроксиапатита, включающий воздушно-абразивную обработку с использованием порошка электрокорунда дисперсностью 250-300 мкм в течение 4-6 мин, затем для формирования покрытия проводят электроплазменное напыление подслоя из порошка титана с дисперсностью 100-150 мкм в течение 5-10 с при токе дуги 300 А с дистанции напыления 150-200 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин, после чего проводят электроплазменное напыление кремнийзамещенного гидроксиапатита с дисперсностью до 90 мкм в течение 12-15 с при токе дуги 350 А с дистанции напыления 50-100 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин.

Изобретение может быть использовано при получении бетона или железобетона. Способ получения ускорителя схватывания и затвердевания минеральных вяжущих веществ включает этап приведения во взаимодействие соединения кальция с силиказолем при мольном соотношении Si:Ca менее 0,1 в ходе реакции.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ обработки силикатного материала включает стадии приготовления первой композиции взаимодействием при температуре от 500 до 1200°C соединения карбоната щелочного металла с силикатом магния и контакта первой композиции с водой с получением второй композиции, включающей аморфный гидрат силиката магния (M-S-H); а также стадию выделения или получения оксида магния, гидроксида магния или силиката щелочного металла из второй композиции.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения кремнийзамещенного гидроксиапатита, включающий синтез кремнийзамещенного гидроксиапатита методом осаждения из водного раствора реагентов, содержащих ортофосфорную кислоту, гидроксид кальция и тетраэтилортосиликат, отстаивание, выделение осадка, высушивание и термообработку осадка, отличающийся тем, что термообработку осадка ведут при температуре 200-250°С в течение 2-3 часов, затем его охлаждают в течение 1-2 часов, размалывают в течение 15 мин и производят фракционирование до 90 мкм.

Изобретение относится к технологии переработки кальцийсодержащих техногенных отходов борного производства. Способ включает обработку отходов борного производства раствором гидроксида щелочного металла с образования гидросиликата кальция.

Изобретение относится к технологии переработки кальций- и кремнийсодержащих техногенных отходов борного производства (борогипса) и может быть использовано при производстве игольчатого волластонита для применения в цветной металлургии, в шинной, асбоцементной и лакокрасочной промышленности, в производстве керамики.

Изобретение относится к технологии получения кристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита (Si-ГА), который может быть использован в ортопедии и стоматологии.

Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, которые могут быть использованы для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, в том числе в стоматологии.

Изобретение относится к области химии, а именно к механохимическим способам получения нанокристаллического кремний-замещенного гидроксилапатита, являющегося биологически активным материалом, который может быть использован для покрытия металлических и керамических имплантатов, в качестве наполнителя для восстановления дефектов костной ткани при изготовлении медицинской керамики и композитов для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, а также лечебных паст.

Изобретение относится к способу отделения тритиевой воды от легкой воды. Способ включает этап удаления тритиевой воды и тяжелой воды из легкой воды и этап отделения тритиевой воды от тяжелой воды. Удаление тритиевой и тяжелой воды из легкой воды проводят посредством добавления тяжелой воды к жидкостной смеси, содержащей тритиевую воду и легкую воду, и преобразования в газогидрат, состоящий по существу из тритиевой воды и тяжелой воды как кристаллической структуры. Отделение тритиевой воды от тяжелой воды происходит посредством разрушения структуры газогидрата, содержащего тритиевую воду и тяжелую воду, так чтобы получить жидкостную смесь. Далее преобразуют жидкостную смесь, содержащую тритиевую воду и тяжелую воду, в газогидрат, содержащий тритиевую воду в кристаллической структуре. Затем разрушают структуру газогидрата тритиевой воды, так чтобы собрать тритиевую воду, в этом порядке. Обеспечивается возможность многократного применения тяжелой воды и возможность выполнения способа отделения тритиевой воды от легкой воды в промышленном масштабе. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к технологии получения неорганического коагулянта, используемого для очистки сточных вод. Способ получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта включает смешение кальцийсодержащего материала с кремнеземсодержащим минералом и последующую термообработку. Кальцийсодержащий материал смешивают с кремнеземсодержащим минералом из расчета получения весового соотношения CaO:SiO23,0, СаО:Al2O31,4-2,1. Смесь обжигают при температуре от 1285 до 1300°С не менее 10 минут и полученный материал размалывают. Техническим результатом изобретения является повышение коагуляционной активности кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта и повышение скорости седиментации сапонита из оборотной воды после обогащения алмазоносной сапонитовой руды. 3 табл., 3 пр.

Наверх