Способ сгущения шлама Советский патент 1990 года по МПК C01F7/46 

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано для отделения твердых частиц, суспендированных в водных щелоках процесса Байера,

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

В соответствии с настоящим изобретением испытывали следующие полимеры.

А - гомополимер МАРТАС (хлорис- . тый-3-ме такриламидопропилтрим етил аммония), полученный путем гелевой полимеризации, с характеристической вязкостью 5,1 дл/г;

В - сополимер МАРТАС и АСт (акрил- амид) при соотношении мономеров 70:

:30 с характеристической вязкостью 5,0 дл/г;

С - сополимер МАРТАС и Аст при соотношении мономеров 95:5, полученный путем обратнофазовой полимеризации с последующей азеотропной ректификацией с характеристической вяз-

костью 4,7 дл/г;

Д. - полиакрилат натрия.

Пример 1, Для иммитации услог ВИЙ получения окиси алюминия по методу Байера готовили суспензию 20 г/л каолина в растворе гидроокиси натрия 200 г/л. После осаждения суспензии 500 .мл надосадочной жидкости с мутностью 20 NTU и содержанием взвешенных частиц менее 0,3 мас.%

О) О 4

СП Ю

а

см

помешали в высокий химический стакан емкостью 600 мл, обрабатывали испытуемым флокулянтом А и подвергали интенсивному перемешиванию. Через 2 мин скорость вращения мешалки уменьшали и и продолжали перемешивание еще 15 мин. В течение этого времени перемешивание прекращали через 5, 10 и 15 мин, давали возможность суспензии осесть и определяли мутность надоса- дочной жидкости.

При этом бьши получены следующие результаты (табл. 1) .

П р и м е р 2. Процесс ведут аналогично примеру 1 с флокулянтом В, При этом бьши получены следующие результаты (табл.2).

П р и м е р 3, Процесс проводили таким же образом, как и в примера 2, но температура жидкости равнялась 90°С, Полученные результаты приведены в табл,3.

П р и м е р 4. Процесс проводили таким же образом, как и в случае примера 3, при перемешивании в течение 10 мин с использованием гомополиме- ра МАРТАС и сополимеров с различными значениями характеристической вязкости. Полученные результаты приведены в табл,4, в которой количества МАРТАС указаны в-мас,%, а остальное приходится на полимеры, производные акриламида,.Мутность без добавления полимера равнялась 20 NTU.

Полученные результаты иллюстрирую преимущество предлагаемого способа с точки, зрения размеров хлопьев, а сле довательно, и потенциальной возможности увеличения скорости фильтрации при использовании сополимеров МАРТАС с полиакриламидом,

ПримерЗ, Суспензию готовили и осаждали так же, как это описано в примере 1, В том случае, когда сополимер не добавлялся, фильтрация продолжалась 32 с. При добавлении различных сополимеров (см„табл,4) в количестве 0,1-1 мг/л к надосадоч- ной жидкости продолжительность фильтрации уменьшалась примерно на 10 или более секунд,

Примерб, 50%-ную суспензию .в масле сополимера 95% МАРТАС и 5% акриламида с характеристической вязкостью 4,7 готовили путем обратнофаз вой полимеризации с последующей азео

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ропной ректификацией. Полученный продукт обозначен как полимер К,

Готовили,суспензию 10 г/л каолина в растворе гидроокиси натрия 200 г/л и затем интенсивно перемешивали ее с помощью лабораторной мешалки в течение 10 мин с полимером С, После этого к суспензии добавляли продукта Д (полиакрилат натрия в количестве 0,5 мг/л, продолжали интенсивное перемешивание в течение еще минуты, а затем скорость вращения мешалки уменьшали и перемешивали смесь при низкой скорости вращения в течение 15 мин. Затем продукту давали отстояться и определяли мутность надоса- дочной жидкости, I

Продукты Д и с добавляли после осаждения. Полученные результаты приведены в табЛо5, в которой мутность перед означает мутность в тех случаях, когда полимеры Д и С добавлялись перед, а мутность после, когда они добавлялись после осаждения.

Приведенные данные наглядно ил-. .. люстрирутот преимущество, достигаемое при использовании предлаг аемого сополимера, в частности гри добавлении его перед осаждением.

Предлагаемые полимеры имеют высокий молекулярный вес, обычно как минимум 500000 и,как правило,менее 30 миллионов, Характеристическая вязкость должна быть не менее 1, предпочтительно не менее 3 дл/г. Хотя величина ее может составлять до 30 дл/г, обычно она не превышает 8 или 10 дл/г. Хорошие результаты получаются при вязкости 4,5 - 8 дл/г, однако результаты часто достигаются при значениях ее Зг5 дл/г,

В соответствии с настоящим изобретением полимеры могут быть получены. обычными способами, например путем гелевой полимеризации в водной среде с последующими сушкой и йзмельчени ем или обратнофазовой полимеризации, после которой часто следует стадия азеотропной ректификации с образованием в результате стабильной суспензии полимера в неводной среде ипи сухого слоя полимера, который отделяют от неводной среды. Часто предпочитают получать полимер в виде стабилыу ной суспензии мелких (например,разме- ром менее 4 мкм) частиц в маслянистой жидкости путем обратнофазовой по51

лимеризации, после которой обычно проводят азеотропную ректификацию,

Полученньй полимер можно затем добавлять к раствору алюмината натрия обычным образом, например, в виде рабавленного раствора, получаемого путем растворения твердого полимера в воде или смешения с водой суспензии полимера, полученного путем об- ратнофазовой полимеризации, часто в присутствии эмульгатора для получения суспензий типа мааю в воде.

Данное изобретение может быть использовано для отделения взвешенных твердых неорганических частиц от растворов алюмината натрия любого происхождения. На практике рН таких растворов бывает обычно выше 11, как правило вьппе 13, например 13,5, а ча ще не менее 14, Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он является достаточно эффективным даже при повьппенной температуре жидкости, например, при температу- ре вьше 60, а часто и выше .80 С, Обычно подвергаемая обработке жидкость имеет температуру как минимум 95°Со Удовлетворительные результаты могут быть получены при температурах

до 115 С или более высоких температурах ,

Раствором алюмината натрия может быть любой такой раствор, образующийся в процессе получения алюминия по методу Байера, который необходимо очистить от находящихся в нем во взвешенном состоянии твердых частиц. Предпочтительно, однако, чтобы эта была суспензия, образующаяся при выщелачивании бокситов горячей гидроокисью натрия, с последующим (при необходимости) разбавлением. От этой суспензии отделяют затем путем первичного осаждения красный шлам и промывают его один или несколько раз, Отделяемую после первого отстаивания жидкость, которая обычно содержит менее 0,3 мас,% взвешенных твердых неорганических частиц,для дальнейшего снижения их содержания и увеличения прозрачности раствора подвергают фильтрации под давлением. Использование полимера в соответствии с настоящим изобретением осуществляется именно на этой стадии, благодаря чему ускоряется ф-тьтрация и получается прозраиный раствор с низким содержанием твердых частиц.

5 0 5 О

Предлагаемый способ можно осуществлять путем добавления полимера к жидкости после стадии первичного осаждения, причем при этом могут использоваться обычные анионные или не- ионогенные флокулянты, такие,как

5

0

45

50

55

крахмал или полиакрилат натрия. Однако хорошие, а во многих случаях отличные результаты могут быть получены в этом случае, если полимер добавлять перед стадией первичного осаждения. Хотя отделение твердых - частиц может быть достигнуто и при использовании полимера в качестве единственного флокулянта, од- . . нако желательно ускорить его за счет использования указанного в комбинации с обычным ионогенным или анионным флокулянтом. Оптимальные результаты достигаются, когда вначале добавляют кватернизованпьй полимер, а затем уже анионный нли неио- ногенный флокулянт. Подходящими фло- кулянтами,которые можно использовать в комбинацзта с катионным полимером, являются крахмал и водорастворимые , синтетические полимеры, например го- мополимеры или сополимеры акриловой или метакриловой кислот, или других этиленненасьшхенных карбоновых или сульфокислот (обьгано в виде натриевой или других водорастворимых солей), или сульфометилированные акриламиды.

Фильтрацию под давлением, как правило, осуществляют с помощью фильтров Kelly, а получаемый фильтрат обычно направляют на стадию осаждения из него гидрата окиси алюш1НиЯо

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность процесса сгущения суспензии.

Формула изобретения

1, Способ сгущения пшама, включающий обработку суспензш, полученной в процессе Байера, водорастворимыми синтетическими анионным и катионным флокулянтами с последующим отделением жидкой фазы от твердой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в качестве катионного флокулянта используют полимер хлористого 3-метакрил- амидопропилтриметил аммония или его сополимер с акриламидом, содержащий не менее 25 мас,% звеньев хлористого

3-метакриламидопропилтриметил аммония, при этом катионный флокулянт . берут с характеристической вязкостью 2,9-10,5 дл/г и мол.Мо 500000 - 30000000.

2,Способ по п.1,отлича ю- щ и и с я тем, что катионный флокулянт вводят в суспензию до введения анионного флокулянта.

3,Способ по пПо и 2, о т л и ч ю щ и и с я тем, что после введения анионного фрокулянта проводят осаждение взвешенных твердых частиц с последующей фильтрацией жидкости под

давлением, г

4,Способ по пп,1 и 3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что катионный флокулянт вводят перед осаждением взве- шенных твердых частиц с анионным флокулянтом.5.Способ по пп.1 и 3, о т л и - чающийся тем, что катионный флокулянт вводят после осаждения взвешенньк твердьк частиц с анионным флокулянтом и перед стадией фильтрации.

6.Способ по П.1, о тлич а ю- щ и и с я тем, что катионный флокулянт добавляют к раствору алюмината натрия, содержащему менее 0,3% взвешенных неорганических твердых частиц после чего фильтрацию осуществляют под давлением.

7.Способ по пп.1,3 и 6, о т л и- чающий с я тем, что фильтрацию под давлением осуществляют на фильтре Келли.

8.Способ no n.l, о т ;Л и ч а ю- щ и и с я тем, что раствор имеет температуру не менее 60°С и рН не менее 13. .

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано для отделения твердых частиц, суспендированных в водных щелоках процесса Байера. Цель изобретения - повышение эффективности процесса. Для этого сгущение шлама в процессе Байера ведут обработкой анионным и катионным флокулянтами. В качестве катионного флокулянта используют полимер хлористого 3-метакриламидопропилтриметиламмония и его сополимер с акриламидом, содержащий не менее 25 мас.% звеньев хлористого 3-метакриламидопропилтриметиламмония с характеристической вязкостью 2,9-10 дл/г и молекулярной 500000-30000000. После введения флокулянтов осуществляют фильтрацию суспензии под давлением на фильтре Келли. Данный способ позволяет повысить степень осветления суспензии. 7 з.п. ф-лы, 5 табл.

Т а б л и ц а 1

NTU - нефелометрическое определение мутности.

Таблица2

Т а б л и ц а 3

Редак,тор А. Долинич

Составит епь Н, Целикова

Техред М.ДидыкКорректор Т. Малец

Заказ 3395

Тираж 410

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Таблица

ТаблицаЗ

Подписное