Способ флотационного извлечения двуокиси титана из сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F1/56 C02F1/56 C02F101/10 C02F103/16 

СП

СП

со Изобретение относится к очистке сточ ных вод производства двуокиси титана к может быть использовано в гидрометаллургии тугоплавких и редких металлов. Известны способы очистки кислых сточных вод, основанные на осаждении к отстаивании с использованием для интенсификашш процессов минеральных коагулянтов и флокулянтов flj и 1.2 . Однако эти способы малоэффективны для указанных сточных вод ввиду их бол ших потоков и высокого содержания мел кодисперсной твердой фазы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ утилизации сернокислых сточных вод производства двуокиси титана включающий обработку ионо .генным катионоактивным флотореаг-энтом-собирателем смесхью алкилеиимоний хлоридов, содержаишх в шхкильной части молекулы от 17 до 20 атомов углерода ts . . Однако известный способ утилизации сернокислых сточных вод не может быть использован для извлечения двуокиси титана из нейтрально-сульфатных сточных вод,так как нейтрально-сульфатные сточны воды в отличие от кислых образуются на последней сгадии технологического npouec са получения готового продукта - стадии поверхностной .обработки двуокиси титана. Включение при этом в состав поверхности пигмента различных модифицирующих добавок обеспечивает нужные свойства выпускаемого продукта. Наличие в больших количествах посторонних адсорбирующихся примесей (флотореагента-собирателя) ухудшает качество двуокиси титана, ведет к потере продукта и исклю чает повторное использование очищенных нейтрально-сульфатных сточных вод. Целью изобретения является повыщ&. ние степени извлечения двуокиси титана. Цель достигается тем, что флотацию проводят в присутствии неионогенного флотореагент чзобирателя, при соотнощ& нии ионогенного и неионогенного реагентов 1:1 1:3, причем в качестве ионоге ного катионоактивного флотореагента-собзярателя используют четвертичные солн алкилпиридиния или алкиламмония, содер жащие в алкильной части молекулы от 10 до 16 атомов углерода, при концентрации соли от 1О ДО.5О мг/л, а в качестве неионогенного флотореагенТа- бирателя используют водорастворимые спирты с содержанием в алкильной части молекулы от 2 до 5 атомов углерода. Механизм совместного действия катионоактивных и неяоногенных реагентов на процесс флоташш частиц Т4 0 сводится к следующему. При определенных соотношениях и гетерополярных структурах катионоак тивных и неионогенных реагентов их адсорбция происходит преимущественно не на поверхности частиц Ti О , а на поверхности генерируемых в растворе пузырьков воздуха. При этом пузырьки воздуха, стабилизированные смесью катионных и неионогенных ПАВ, всплывая в растворе, несут положительный зарад, который и обеспечивает закрепление отрицательно заряженных частиц Т1О2 на своей поверхности. Пленки таких смешан- ных адсорбционных слоев не обладают высокой прочностью и сравнительно легко самопроизвольно разрушаются. После расслоония флотационной пены образуется слой жидкости, содержащий использованные для флотации флотореагенты-собзйрате ли и практически ими не загрязненную твердую фазу, которая может быть использована в качестве товарнсго продукта. Оптимальные условия флоташш и необходимое качество выделенного пигме та достигаются лишь при определенных соотношениях катионоактивного и ней- оногенного флотореагента-собирателя, которые определ5потся равновесными характеристиками адсорбции смеси ПАВ на поверхности раздела фаз раствор газ. Эти соотношения находятся в пределах от 1:1 до 1:3. Нижний предел опред&ляется чистотой получаемого в процессе флотации пигмента, а верхний - степенью извлечения частиц TV С. Достаточно широкое вырьирование соотношений, катионного и неионогенно го ПАВ достигается за счет модифика- . шш гетерополярной структуры этих ор ганических соединений. Так, с увеличением молекулярной массы неионогенного ПАВ (например, спирта) в качестве катионных ПАВ могут быть использов ны солн четвертичных солей с большей длиной алкильного радикала ( с уменьшением молекулярной массы неионогенного ПАВ должны быть нопользованы катионные ПАВ с меньшей дтшой углеводородной цепи ( ) Такое изменение структуры ПАВ при ио31О115534

псльзоввнии их в качестве собирателейданные по извлечению двуокиси титана

связано с конкуренцией на поверхности по предлагаемому способу н по извест раздела фаз раствор-саз. Сравнительные ному приведены в табл. 1.

Т а б ли д а 1

1. СПОСОБ ФЛОТАЦИОН,НОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДВУОКИСИ ТИТАНА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД, вкпючающиЬ обработку ионогвБооым катоиоактявньв фпотореагентом-собиратепеь, о т л SH чающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения двуокиси титана, флотацию проводят в присутствии неяоногенного фяотсфеагента-собирателя, при соотношении воногенного и неионогенного реагентов 1:1 - 1:3. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я. тем, что в качесвве ионоген- нрго катионоактиБного флотсфеагентаробиратепя испопь ртют четв ртычные роли алкишшридиния иля алкиламмония, содержащие в алкильной части молекулы от 10 до 16 атомов углерода и при конае}гграш(и соли от 10 до 5О мг/л. 3 Олособ по п. 1, о т л и ч а и и с п тем, что в качестве неионо|генного флотореагента-собцрателя испопь:зук т водорас1%(римые спирты с содержанием в алкшшной части молекулы от 2 до 5 атомов углерода.

Соотношение ПАВ в предлагаемом способе 1:1.

I Одновременное присутствие неионо. генных. ПАВ позволяет зко снизить и кон хентрационные пределы для катионных собирателей до 1О-5О мг/л при сохранении высокой степени извлечшша двуокиси титана. Из табл. 1 видно что в предлагаемом способе по сравнв-i нию с известным при значительно мень- : ших ИСХОДНЫХ концевт|рв1гаях катвонных

Количество атомов углерода в аякильной частя молекулы ионогеннсго и неионогенного ПАВ

с,о;Са i-i

4 vn-ioJ f

Ионогенный ПАВ - алкЕППирвдинвй хлориды (С;, и . С. , и С.. ., алкиламмоний хАскщды.

7(7 1 i7 iOr

Неионогенный ПАВ - спирт.

Влияние совместного присутствия ионогенных и неионогенных ПАВ на их адсорбцию на поверхности фаи зы приведено в табл. 3. Видно, что

ПАВ достигаются большие коэффициенты извлечения и концентрирования двуок си титана. Влияние длины углеводородного ра- дикала ионогенного и неяоногенного ПАВ {при их соотношешш 1:1) на коэффициент извлечёймя и концекграрования двуокиси титана приведено в табл. 2.

Таблиц а 2

Коэффициент концентрирования

35b 42О ЗОО 15

дополнительное введение неионогенноj го ПАВ резко снижает адсорбцию ПАВ,, что и способствует дальнейшей утилизаШи твердой фазы в качестве пвгмеята. . Способ осуществляют следующим образом, В растьор, содержащий двуокись тит на и сернокислый натрий (нейтральносульфатные стоки) вводят при определенном соотношении ионогенные катионоактивные и неноногенные поверхност н(-активные вещества, Пенную сепарашпо проводят в течение 10-15 мин, что достаточно для установления равно весия После разрушения полученной пенной фракции извлеченная двуокись титана используется для. ее доведения до готового продукта. Очищенные сточ ные воды возвращаются на повторное использование, П р н м е р 1. К 1ОО МП нейтрадь но-сульфатных сточных вод, содержащих 600мг/л Т л 02.И 8 г/л . бавляют алкилтриметиламмоний хлорид (ионогенное ПАВ) и изопропиловый опирт (неионогенное ПАВ) в концентрациях соответственно lOQ мг/л и 20О мг/л. После 15 мин контакта со сточной водой двуокись титана в фильт рате не обнаруживается. Количество адсорбированного ПАВ на твердой фазе составляет 0,032 ммоль/г, что находится в пределах ощибки эксперимента. П р и м е р 2, К 1ОО мл нейтральногсуяьфатных сточных вод, содержащих 60О мг/л 8 г/л Мао. добавл5пот хлорид алкилбензилдиметиламмоний (GII-.) катионоактивные ПАВ и изоамиловый спирт (неионогенное ПАВ)

ТаблидаЗ В концентрациях соответственно 100 и 200 мг/л. После установления равнов&сия (15 мин) двуокись титана в фильтрате не обнаруживается колориметричег. ки. Количество ПАВ, адсорбированных на поверхности двуокиси титана, составляет 0,025 ммоль/г, что находится в пределах ошибки эксперимента. П р и м е р 3. Условия опыта те же, что и в примере 2. Опыт проводят с катионоактивньхм ПАВ - алкилпиридиний хлорид (С ) и изоамиловым сгшртом в концентрациях 100 и 2ОО мг/л. Результаты аналогичны опыту примера 2. Таким образом, способ утилизации двуокиси титана из сточных вод шп ментного производства обеспечивает практически полное сокращение потерь двуокиси титана, его утилизацию и воэмоншость повторного использования сточных вод. Достижение указанных . эффектов возможно вследствие совместного использования в процессе флотации ионогенных катионоактивных и неирнргенных ПАВ. Внесенные катионные ПАВ позволяют эффективно извлекать из раствора двуокись титана, а неионогенные вещества препятствуют адсорбции поверхностноактивных веществ на поверхности твердой фазы, что и позволяет ее затем утилизировать в качестве готового продукта.