Способ центробежного отстаивания и фильтрации высокодисперсных суспензий Советский патент 1960 года по МПК B01D21/26 

Известен способ предварительной обработки суспензий поливалентными электролитами для образования агрегатов более крупного размера, а также широко распространены процессы разделения суспензий методами фильтрации и отстаивания в центробежном поле.

Характерной чертой больптнства суспензий органических красителей и И.х полупродуктов является их высокая дисперскость (от 1-2 до

5-10 и).

Дисперсной средой обычно бывают концентрированные растворы электролитов в сочетании с непрореагировавнтими органическими веществами и полупродуктами реакции.

Высокая дисперсность таких суспензий видна нри фильтрации их через бумажный фильтр, на котором «е остается осадка (что является одним из методов оценки качества диспергирования).

Процесс фильтрации или центробежного отстаивания указанных суспензий протекает весьма медленно. Скорость процессов находится в зависимости от размеров частиц суспензии и поэтому эти процессы могут быть интенсифицированы путем увеличения размера частиц за счет их предварительной агрегации.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что, с целью ицтенсифИкации цроцесса фильтрации и центробежного отстаивания для разделения высокодисперсных суспензий, например органических красителей и их полупродуктов, путём агрегации частиц указанных суспецзий, к последним предварительно добавляют полиакриламид или полиакрилонитрил, или полиакриловую кислоту, или продукты их частичного гидролиза.

Применение предлагаемого способа позволяет ускорить цропессы фильтрации и отстаивания, благодаря чему достигается интенсификация процесса разделения высокодисперсных суспензий и без потерь красителя.

№ 133861- 2 -

Способ заключается в следующем.

При агрегации частиц суспензий с применением раствора высокополимерной водорастворимой смолы могут быть три случая.

1.В случае мелкодисперсных систем (с размером частиц 1-3 (i в- суспензию сначала добавляют поливалентный электролит, который подбирают в зависимости от знака заряда частиц, затем раствор высокополимеркой водорастворимой смолы. В качестве таких смол применяют полиакриламид, полиакрилнитрил или полиакриловую кислоту. Эти смолы применяют также для интенсификации процессов связан-.ных с обогащением руд, а также для улучщения структуры почв и улучшения очистки воды.

После описанной обработки мелкие частицы суспензий агрегируются, за счет чего скорость процессов фильтрации и центробежного отстаивания увеличивается. Количество добавляемого раствора высокополимерной смолы и степень его разбавления должны быть таковы, чтобы обеспечить равномерную агрегацию частиц суспензии без увеличения вязкости дисперсной среды.

2.В случае, когда дисперсность красителей и полупродуктов ниже указанной в п. 1 и когда дисперсная среда является достаточно сильным электролитом, предлагается производить агрегацию частиц непосредственно обработкой ее раствором высокополимериой смолы. Все сказанное в п. 1 о количестве добавляемого раствора смолы относится к п. 2.

3.В случае диспергированных красите„тей и пигментов для сгущения суспензий предлагается производить такую же обработку, как и в п. 1 с той разницей, что добавляемый поливалентный электролит должен быть взят в количестве, соответствующем порогу агрегации, а высокополимерная смола в количестве, обеспечивающем агрегацию.

При таком способе достигается как возможность сгущения суспензий центробел ным отстаиванием, так и легкость последующей дезагрегации, необходимой для окращивапия вискозы в массе.

Пример 1. Сгущение диспергированного пигмента желтого 2 К, с последующей дезагрегацией частиц.

Суспензия диспергированного пигмента содержала 8,8% твердой фазы (пигмента) с размером частиц I-2 ji и 10% диспергатора НФ (от веса пигмента).

Суспензия не расслаивалась при 2-месячном стоянии и при фильтровании ее через бумажный фильтр, весь пигмент проходил через фильтр, только окращивая последний. К 1000 мл суспензии при перемещивании добавляли 200 мл раствора соли А1(Моз)з с концентрацией 1,7 г А1 на литр раствора и 200 мл раствора частично гидролизованного полиакриламида с концентрацией 0,25 г на литр раствора. Частицы при этом агрегировались до размеров 5-20 |J- .

Затем суспензию обрабатывали на сверхцентрифуге при факторе разделения 10000. Полученная паста содержала 30-35% твердой фазы, причем жидкая фаза соверщенно не содержала пигмента.

Для дезагрегации паста замешивалась с 40%-ным диспергатором НФ (от веса сухого пигмента). После перемещивания в течение двух часов почти все агрегаты распались.

Для получения пасты по дисперсности, не отличающейся от исходной суспензии, паста диспергировалась на вибромельнице в течение часа.

Пример 2. Интенсификация и механизация процесса разделения суспензии красителя прямого черного 3. Исходная суспензия краси