СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА Российский патент 2016 года по МПК C01F7/74 C01B33/26 C02F1/52 

Описание патента на изобретение RU2588535C1

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.

Похожие патенты RU2588535C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО КОАГУЛЯНТА 2019
  • Кузин Евгений Николаевич
  • Кручинина Наталия Евгеньевна
  • Фадеев Андрей Борисович
RU2720790C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ 2022
  • Кузин Евгений Николаевич
  • Кручинина Наталия Евгеньевна
RU2785095C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО КОАГУЛЯНТА 2016
  • Кручинина Наталия Евгеньевна
  • Кузин Евгений Николаевич
  • Азопков Сергей Валерьевич
RU2624326C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА И СПОСОБ ОЧИСТКИ С ЕГО ПОМОЩЬЮ ВОДЫ 2008
  • Кудрявцев Павел Геннадиевич
  • Недугов Александр Николаевич
  • Рябов Владимир Александрович
  • Волкова Маргарита Александровна
  • Кайсин Андрей Викторович
  • Коротаев Игорь Михайлович
  • Коркин Андрей Михайлович
RU2388693C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО КОАГУЛЯНТА-ФЛОКУЛЯНТА 2009
  • Захаров Виктор Иванович
  • Веляев Юрий Олегович
  • Майоров Дмитрий Владимирович
  • Захаров Константин Викторович
  • Матвеев Виктор Алексеевич
RU2421400C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДНОГО АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ЭТИМ РЕАГЕНТОМ 2017
  • Александров Роман Алексеевич
  • Курчатов Иван Михайлович
  • Лагунцов Николай Иванович
  • Феклистов Дмитрий Юрьевич
RU2661584C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КИСЛЫХ ГУДРОНОВ 2020
  • Кузин Евгений Николаевич
  • Кручинина Наталия Евгеньевна
  • Костылева Елена Валерьевна
  • Жильцова Екатерина Сергеевна
  • Азопков Сергей Валерьевич
RU2755299C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА 2010
  • Недугов Александр Николаевич
  • Волкова Маргарита Александровна
  • Кайсин Андрей Викторович
  • Кудрявцев Павел Геннадиевич
  • Кудрявцев Николай Павлович
  • Порошина Наталья Витальевна
  • Рябов Владимир Александрович
RU2447021C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО КОАГУЛЯНТА 2021
  • Кузин Евгений Николаевич
  • Кручинина Наталия Евгеньевна
RU2761205C1
Способ получения коагулянта на основе полиоксисульфата алюминия, коагулянт, полученный указанным способом 2015
  • Мишаков Игорь Владимирович
  • Плотников Олег Иванович
  • Снигирев Святослав Витальевич
RU2617155C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА

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.

Формула изобретения RU 2 588 535 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2588535C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО ФЛОКУЛЯНТА-КОАГУЛЯНТА И СПОСОБ ОЧИСТКИ С ЕГО ПОМОЩЬЮ ВОДЫ 2008
  • Кудрявцев Павел Геннадиевич
  • Недугов Александр Николаевич
  • Рябов Владимир Александрович
  • Волкова Маргарита Александровна
  • Кайсин Андрей Викторович
  • Коротаев Игорь Михайлович
  • Коркин Андрей Михайлович
RU2388693C2
КОАГУЛЯНТ-АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА-АДСОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОАГУЛЯНТА-АДСОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 2009
  • Бурков Ким Александрович
  • Дробышев Анатолий Иванович
  • Караван Светлана Васильевна
  • Пинчук Ольга Афанасьевна
RU2411191C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОКРЕМНИЕВОГО КОАГУЛЯНТА-ФЛОКУЛЯНТА 2009
  • Захаров Виктор Иванович
  • Веляев Юрий Олегович
  • Майоров Дмитрий Владимирович
  • Захаров Константин Викторович
  • Матвеев Виктор Алексеевич
RU2421400C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛИРУЮЩЕ-ФЛОКУЛИРУЮЩЕГО РЕАГЕНТА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ 1997
  • Петрова В.И.
  • Касиков А.Г.
  • Захаров В.И.
  • Арешина Н.С.
  • Зерщикова Д.В.
RU2131849C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА 1992
  • Захаров В.И.
  • Петрова В.И.
RU2039711C1
Способ получения коагулянта 1979
  • Тагиев Эльдар Исмаил
  • Бабаев Исмаил Сайят
  • Раджабли Салех Бабакиши
  • Худиев Анвер Теймур
  • Алиев Таир Бахлул
SU872456A1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФЕЛИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2001
  • Лебедев В.Н.
RU2215690C2
Каток для формовки изделий из бетона, глины и т.п. пластичных масс 1925
  • Серебровский С.М.
SU2356A1
RU 94026839 А1 27.08.1996.

RU 2 588 535 C1

Авторы

Кручинина Наталия Евгеньевна

Кузин Евгений Николаевич

Даты

2016-06-27Публикация

2015-04-02Подача