СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА Российский патент 2012 года по МПК C01B33/26 C02F1/52 C01F7/74 

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

Известен способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, включающий обработку нефелинового концентрата в водной среде серной кислотой в течение часа; отделенную от твердой жидкую фазу обезвоживают упариванием под вакуумом с последующей сушкой или диспергированием в высокотемпературном потоке газа-теплоносителя (пат. РФ №2388693, МПК C01B 33/26, C01F 7/74, C02F 1/52, опубл. 10.05.2010).

Недостатками способа-прототипа являются сложность получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, многостадийность, значительные энергозатраты, необходимость использования дорогостоящего оборудования.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого и быстрого способа получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (далее АКФК) с заранее заданным соотношением содержания активных компонентов в пересчете на оксид алюминия и оксид кремния в виде кристаллического порошка, обладающего постоянным составом и высокой стабильностью, простотой в исполнении, с возможностью использования для водоочистки.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в п.1 формулы изобретения, общих с прототипом, таким как способ получения композиционного коагулирующе-флокулирующего реагента, путем смешения исходных компонентов и отличительных, существенных признаков, таких как на 1-й стадии в качестве исходных компонентов берут сульфат алюминия, сульфат натрия (безводный) и кислый сульфат натрия, либо сульфат алюминия и кислый сульфат натрия, либо сульфат алюминия, сульфат натрия (безводный) и 96%-ную концентрированную серную кислоту, затем на 2-й стадии к полученной сухой смеси, перемешивая, добавляют моносил с модулем 1,5-3,0, при следующем соотношении компонентов соответственно, масс.ч.: 3,4:2,1:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:2,9:0,6:1, и получают сухой порошок флокулянта-коагулянта с концентрацией действующих компонентов 57-75%.

Технический результат от вышеперечисленной совокупности существенных признаков достигается тем, что при использовании компонентов АКФК в различных соотношениях получается продукт с заранее заданными параметрами содержания активных компонентов в пересчете на оксид алюминия и оксид кремния, что позволяет получать флокулянт-коагулянт с наиболее эффективным составом для очистки вод с различными типами загрязнений.

Положительный эффект в данном изобретении достигается тем, что конечный продукт представляет собой кристаллическое вещество, характеризующееся высокой стабильностью (срок хранения продукта не менее 12 месяцев), простотой получения и экономичностью транспортировки.

Эффективность АКФК, полученного по предлагаемому способу, проверена на таких показателях, как цветность воды, содержание фосфат-ионов, Cu(II) и др.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Смешивают 431 г сульфата алюминия 18-водного, 262 г сульфата натрия (безводного) и 181 г кислого сульфата натрия. Перемешивание продолжают до однородного состояния смеси. К полученной смеси добавляют измельченный моносил (модуль 1,5) в количестве 126 г. Полученный состав - порошок белого цвета - является алюмокремниевым флокулянтом-коагулянтом с концентрацией действующих компонентов в пересчете на оксиды: SiO₂ - 7,18%, Al₂O₃ - 6,99%.

Пример 2.

Смешивают 431 г сульфата алюминия 18-водного, 181 г кислого сульфата натрия. Перемешивание продолжают до однородного состояния. К полученной смеси порционно добавляют моносил (модуль 2,5) в количестве 126 г. Объединенную смесь перемешивают до полной гомогенизации. Полученный порошок белого цвета является алюмокремниевым флокулянтом-коагулянтом с концентрацией действующих компонентов в пересчете на оксиды: SiO₂ - 9,73%, Al₂O₃ - 9,47%.

Пример 3.

В кислотостойком смесителе перемешивают сульфат алюминия 18-водный в количестве 431 г, 369 г сульфата натрия (безводного) и 74 г концентрированной серной кислоты (d=1,84). Перемешивание продолжают до состояния однообразной твердой массы. К полученной смеси добавляют измельченный моносил (модуль 3,0) в количестве 126 г. Объединенную смесь перемешивают до полной гомогенизации. Полученный состав является алюмокремниевым флокулянтом-коагулянтом с концентрацией действующих компонентов в пересчете на оксиды: SiO₂ - 7,18%, Al₂O₃ - 6,99%.

Сокращения:

АКФК-I - полученный по предлагаемому способу,

АКФК-II - прототип.

Пример 4.

Сравнение эффективности коагулянтов АКФК-I и АКФК-II на сточной воде очистных сооружений г.Перми по параметру "цветность". (ФК - флокулянт-коагулянт), фиг.1.

На Фиг.1 представлена зависимость цветности очищаемой воды от дозы ФК.

АКФК-I, полученный по новому способу, по эффективности действия не уступает прототипу.

Пример 5.

Сравнение эффективности коагулянтов АКФК-I и АКФК-II на сточной воде очистных сооружений г.Перми по очистке от фосфат-ионов, фиг.2.

На Фиг.2 представлена зависимость степени извлечения фосфат-ионов от дозы ФК.

Действие АКФК-I, полученного по новому способу, по эффективности не уступает прототипу.

Пример 6.

Сравнение эффективности коагулянтов АКФК-I и АКФК-II на сточной воде очистных сооружений г.Перми по очистке от ионов меди (II), фиг.3.

На Фиг.3 представлена зависимость степени извлечения меди (II) от дозы ФК.

Действие АКФК-I, полученного по новому способу, по эффективности не уступает прототипу.

Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Изобретение может быть использовано для очистки вод с различными типами загрязнений. Для осуществления способа проводят на 1-ой стадии смешение исходных компонентов - сульфата алюминия, безводного сульфата натрия, кислого сульфата натрия, либо сульфата алюминия, кислого сульфата натрия, либо сульфата алюминия, безводного сульфата натрия и 96%-ной концентрированной серной кислоты. На 2-й стадии к полученной смеси при перемешивании добавляют моносил с модулем 1,5-3,0 при следующем соотношении компонентов соответственно, мас.ч.: 3,4:2,1:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:2,9:0,6:1. Полученный кристаллический продукт имеет высокую стабильность и эффективность, длительный срок хранения - до 12 месяцев, легко транспортируется. В сухом порошке флокулянта-коагулянта концентрация действующих компонентов составляет 57-75%. 3 ил., 3 пр.

Способ получения композиционного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта путем смешения исходных компонентов, отличающийся тем, что на 1-й стадии в качестве исходных компонентов берут сульфат алюминия, сульфат натрия (безводный) и кислый сульфат натрия, либо сульфат алюминия и кислый сульфат натрия, либо сульфат алюминия, сульфат натрия (безводный) и 96%-ную концентрированную серную кислоту, затем на 2-й стадии к полученной сухой смеси перемешивая добавляют моносил с модулем 1,5-3,0 при следующем соотношении компонентов соответственно мас.ч.: 3,4:2,1:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:1,4:1, либо мас.ч.: 3,4:2,9:0,6:1, и получают сухой порошок флокулянта-коагулянта с концентрацией действующих компонентов 57-75%.