Способ обогащения диатомита Российский патент 2017 года по МПК B03B7/00 B01J20/14 

Изобретение относится к области обогащения полезных нерудных ископаемых, а именно кремнеземсодержащих пород, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической промышленности в качестве фильтрующего материала, а также в строительной промышленности в качестве добавки для строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей и др.

В процессе формирования отложений диатомита неорганические и органические компоненты микроорганизмов диатомей претерпевают сложные физико-химические превращения, в результате которых происходит образование углеводородов, поверхностно-активных веществ, каркаса из оксидов кремния, полифосфатных отложений.

Известен (RU, патент 2160722, опубл. 20.12.2000) способ получения заполнителя из кремнистых камневидных пород, включающий их дробление, обработку поверхности щелочным стоком производства капролактама при перемешивании, обжиг и охлаждение, причем дробление ведут до получения зерен фракции 10-15 мм, а обработку осуществляют водным раствором щелочного стока производства капролактама концентрацией 5-10% в течение 3-5 мин.

Недостатками известного способа следует признать сложность и длительность способа.

Известен (US, патент 7438828, опубл. 21.10.2008) способ обработки диатомита, предназначенного для обработки воды. Согласно известному способу дисперсию диатомита и сточных вод нагревают и перемешивают, чтобы повысить отрицательный электрический заряд на диатомите. Предварительно в сточные воды добавляют примерно 50% раствор хлорида алюминия. Затем активированный диатомит смешивают с хлоридом железа III и хранят в жидкой форме по объему для последующего использования в качестве флокулянта в системе.

Недостатком известного способа следует признать его сложность.

Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (RU, патент 2494814, опубл. 10.10.2013) способ обогащения и активации диатомита, включающий подготовку диатомита, выделение целевой фракции, сушку, измельчение и обработку кислотой в режиме кипения, причем дополнительно осуществляют обжиг выделенной целевой фракции в печи кипящего слоя при температуре 550-900°C в течение 20-360 с, при этом выделение целевой фракции проводят механически под действием центробежных или вибрационных сил, а обработку целевой фракции кислотой ведут с одновременным перемешиванием в течение 20-30 мин при ее концентрации 0,1-0,5 Н.

Использование значительных количеств разнообразных кислот в технологическом процессе создает потенциальную опасность для работников, занятых в производственном процессе, является источником загрязнения окружающей среды. Образующиеся в процессе обогащения продукты (соли, органические соединения различных степеней окисления) оказывают существенное влияние на протекание и направление технологических режимов обогащения.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в расширении ассортимента способов активации кремнистых камневидных пород (диатомит, трепел, опока).

Технический результат, достигаемый при реализации способа, состоит в упрощении технологии при одновременном исключении химически активных материалов.

Для достижения указанного технического результата предложено в дисперсию диатомита в воде вводить последовательно водный раствор оксида амина, а затем водный раствор полиакрилата щелочного металла (натрия или калия) с последующим выделением любым известным способом обогащенного диатомита примерно через 5-10 мин.

Предпочтительно используют дисперсию диатомита в воде при соотношении твердое:жидкое (Т:Ж)=1:4.

Желательно после введения как оксида амина, так и полиакрилата щелочного металла осуществлять перемешивание раствора в течение от 3 до 5 минут.

В качестве амина может быть использован алкилдиметиламин, где алкил содержит радикал C₁₀H₂₁-C₁₈H₃₇ или C₁₂H₂₅-C₁₄H₂₉, хотя возможно использование других аминов.

Добавка оксида амина составляет примерно от 4,0 до 6,0 г/м³ дисперсии, добавка полиакрилата щелочного металла - от 8,0 до 12,0 г/м³ дис.

Пример конкретного осуществления

Пробу руды диатомита сушили до остаточной влажности 30% при температуре 60°C. Пробу распускали в воде при соотношении твердого к жидкому Т:Ж=1:4 при 20°C. В приготовленную дисперсию при перемешивании вводили оксид амина в количестве 5 грамм/м³ дисперсии, продолжая перемешивать через 3-5 мин ввели и полиакрилат натрия 10 грамм/м³ дисперсии.

Затем дисперсию разделяли на центрифуге лабораторной UC-1412A с выделением целевого продукта -0.100+0.005 мм. Полученный продукт обогащенного диатомита анализировали методом спектрального рентгеновского анализа. Данные приведены в табл. 1

В результате работы установлено:

1. Введение оксида амина в водную дисперсию диатомита инициирует создание эмульсии органических компонент руды в водной фазе.

2. Сорбция органических составляющих дисперсии на поверхности неорганических фаз переводит их в состав дисперсии.

Изобретение относится к области обогащения полезных нерудных ископаемых, а именно кремнеземсодержащих пород, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической промышленности в качестве фильтрующего материала, а также в строительной промышленности в качестве добавки для строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей и др. Способ обогащения диатомита характеризуется тем, что в дисперсию диатомита в воде вводят последовательно водный раствор оксида амина, а затем водный раствор полиакрилата щелочного металла с последующим выделением обогащенного диатомита. Процесс проводят при перемешивании. Выделение обогащенного диатомита проводят через 5-10 мин. Используют дисперсию диатомита в воде при соотношении твердое:жидкое (Т:Ж)=1:4. После введения как оксида амина, так и полиакрилата щелочного металла осуществляют перемешивание дисперсии в течение от 3 до 5 минут. В качестве амина используют алкилдиметиламин, где алкил содержит радикал C₁₀H₂₁-C₁₈H₃₇ или C₁₂H₂₅-C₁₄H₂₉. Технический результат - упрощение технологии при одновременном исключении химически активных материалов. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Способ обогащения диатомита, характеризуемый тем, что в дисперсию диатомита в воде вводят последовательно водный раствор оксида амина, а затем водный раствор полиакрилата щелочного металла с последующим выделением обогащенного диатомита.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят при перемешивании.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение обогащенного диатомита проводят через 5-10 мин.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют дисперсию диатомита в воде при соотношении твердое:жидкое (Т:Ж)=1:4.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после введения как оксида амина, так и полиакрилата щелочного металла осуществляют перемешивание дисперсии в течение от 3 до 5 минут.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве амина используют алкилдиметиламин, где алкил содержит радикал C₁₀H₂₁-C₁₈H₃₇ или C₁₂H₂₅-C₁₄H₂₉.