Способ получения алюминий-каолинита Советский патент 1992 года по МПК C09C1/40 C09C1/42 C04B33/08 

Изобретение относится к технике модифицирования наполнителей, пигментов, сорбентов и может быть использовано в лакокрасочной и целлюлозно-бумажной промышленности и технике очистки сточных вод. .

Известен способ получения каолинового пигмента путем обработки раствора каолиновой глины органическим полимером. При этом полученный продукт обладает невысокой сорбционной емкостью.

Наиболее близким к изобретению является .способ обработки каолина алюминий- содержащим веществом. При этом за счет адсорбции и контактной коагуляции ионов алюминия на поверхности каолинита происходит изменение электроповерхностных

свойств, которое обеспечивает хорошее удержание наполнителя бумажной массой и увеличение белизны продукта.

Однако в связи с коагуляцией гидрокси- да алюминия на поверхности каолинита из- за слабых коагуляционных контактов такой продукт трудно выделить отдельной фазой и использовать в качестве сорбента или пигмента.

Цель изобретения - повышение белизны и сорбционных свойств каолинита.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения алюминий-каолинита путем обработки каолита раствором соли алюминия в присутствии комплексообразователя при повышенной температуре, последующую отмывку, сгущение и сушку

vi ю

Јь О О

полученного продукта, в качестве комплек- сообразователя берут сульфосалициловую кислоту или глицерин при их содержании в растворе соли алюминия 0,1-13,7 моль/л, и обработку ведут при 20-200°С.

При взаимодействии ионов алюминия с каолинитом в указанных условиях наблюдаются процессы растворения макрорадикала каолинита с освобождением активных зон, способных абсорбировать ионы алюминия на этих участках. Адсорбция ионов алюминия на алюмосиликатном скелете каолинита перезаряжает поверхность глинистого материала, что служит фактором, обеспечивающим последующую адсорбцию анионных остатков, способных образовывать малорастворимые поверхностные соединения.

Последовательная адсорбция катионов и анионов, регулируемая наличием в растворе комплексообразователя, приводит к насыщению твердой фазы ионами алюминия за счет различной растворимости кремнезема и оксида алюминия в растворе, т.е. образуется алюминийкаолинит с высоким содержанием ионов алюминия в каолините.

Повышенное содержание ионов алюминия в каолините вызывает увеличение его белизны, а также проявление сорбционных свойств, например, в отношении кислотных стоков сульфитного производства целлюлозы. Удаление лигнинсодержащих примесей альтернативным методом коагуляции из кислых щелоков затруднительно.

Пример 1.25г каолинита белизной 77% (марка КН-77) обрабатывают 1 л 0,153. М раствором , содержащим 0,25 моль/л сульфосалициновой кислоты при рН 0,66. Обработку проводят в течение 10 сут при периодическом перемешивании при 20°С. По истечении времени контакта величина сорбции, определенная по разности концентраций, составляет 5,4 ммоль AI /г каолинита. После промывки и сушки белизна каолинита составляет 82%. Изменение содержания алюминия в процессе обработки представлено в табл. 1.

Пример 2. 0,5 г каолинита белизной 77% обрабатывают 50 мл 0..127 М раствором ( в растворе, содержащем 0,1 моль/л сульфосалициловой кислоты при рН, изменяющимся от 0,4 до 10,8. Время взаимодействия при 20°С составляет 1 сут. Результаты получения алюминий-каолинита приведены в табл. 2.

. Пример 3. Приготавливают раствор АЮз концентрацией 0,025 М в растворе, содержащем 0,1 моль/л глицерина, при рН, изменяющихся от 2,0 до 10;01 г каолинита, белизной 66%, обрабатывают 25 мл такого раствора в течение 4 ч при 95°С. Результаты

получения алюминий-каолинита представлены в табл. 3.

Пример 4. Приготавливают 0.02 М .раствор АЮз в растворе, содержащем 1 моль/л глицерина при различной щелочности раствора, регулируемой гидроксидом натрия от 0,10 до 2,0 М. 1 г каолинита белизной 90% обрабатывают 25 мл такого раствора в течение 4 ч при 150°С в автоклаве из

0 нержавеющей стали объемом 28 см3. Результаты получения алюминий-каолинита представлены в табл. 4.

Пример 5. 2 г каолинита белизной 77% обрабатывают в течение 30 мин при

5 200°С 100 мл 0,2 М раствором АЮз. содержащим 13,7 моль/л глицерина. Щелочность раствора регулируют гидроксидом калия. Результаты получения алюминий-каолинита представлены в табл. 5.

0П р и м е р 6. 100 г каолинита белизной

84% обрабатывают 1000 мл 0,25 М раствором AlClj, содержащим 13,7 моль/л глицерина, при 180°С. После обработки алюминий-каолинит отделяют от раство5 ра глицерина на центрифуге, осадок промывают водой и сушат на воздухе. Белизна алю.миний-каолинита, содержащего 5,3 ммоль/г каолинита, составляет 90%.

Данные примеров 1-6 показывают, что

0 в водных растворах комплексообразовате- лей, каким явля.ются сульфосэлициловая кислота и глицерин, .а также в неводной, например глицериновой, среде протекает сверхэквивалентная сорбция ионов алюми5 ния, приводящая к увеличению белизны продукта.

Для сравнения сорбционных свойств алюминий-каолинита обесцвечивают сульфитный щелок образцом, содержащим 5,3

0 ммоль AI ь/г каолинита в сравнении с образцом каолинита, обработанного 0,5 М раствором Al2(S04)3 1 ч в нормальных условиях.

Сравнительные данные по эффективно5 сти сорбции лигниносодержащих примесей при концентрации 2240 мг/л приведены в табл. 6.

Из табл. 6 следует, что алюминий-каолинит поглощает лигнинсодержащие примеси

0 из раствора концентрацией 2240 мг/л в широком диапазоне значений рН, при гидромодуле 200 за 1 сут. Лучшее поглощение наблюдается при сорбции из кислых сред. Для каолинита, обработанного сульфатом

5 алюминия, величина поглощения лигнина незначительная.

Эффективность алюминий-каолинита в процессе обесечивания сульфитного щелока сравнивают с процессом коагуляции при эквивалентном по ионам алюминия расходе

коагулянта и алюминий-каолинита (5,3

4ммоль AI /г). Данные очистки воды от лиг- нинсодержащих примесей сульфитного производства приведены в табл. 7;

Коагуляцию проводят 0,556 м раство- ром А12(5См)з, который вводят в мерный цилиндр на 50 . см3. Объем коагулянта составляет соответственно 9; 5: 10 и 15 мл, что составляет 1,7; 2,78; 5,6 и 8,3 ммоль коагулянта. После введения коагулянта на- блюдают за.образованием осадка и его уплотнением.

Сорбцию лигнинсодержащих примесей проводят в тех же условиях, т.е. в мерный цилиндр на 50 см вводят алюминий-каолинит в количестве 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 г, что соответствует эквивалентному содержанию алюминия в твердой фазе, взятому для коагуляции, т.е. 1,3; 2,7; 5,3; 13,3 ммоль.

Данные табл. 7 показывают, что очистка от лигносульфонатов может быть осуществлена из кислых сред, в то время как коагуляция сульфатом алюминия в этом случае невозможна. Сорбция при значении рН 4,7 менее эффективна, чем коагуляция при тех же условиях, но времени на коагуляцию требуется значительно больше, вместе с уплотнением осадка время контакта составляет

0

0 5

5

16,5 ч. За время контакта при гидромодуле 200 и значении рНисх. 2,40 степень очистки составляет 82,1%, при этом раствор не загрязнен сульфатом..

Таким образом, приведенные данные указывают на возможность использования алюминий-каолинита в качестве сорбента. Терморегенерацией полностью восстанавливается способность к очистке окрашенных сточных вод, в том числе и по отношению к микропримесям железа.

Формула изобретения Способ получения алюминий-каолинита, включающий обработку каолина раствором соли алюминия в присутствии комплексообразователя при повышенной температуре, последующую отмывку, сгущение и сушку полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения белизны и сорбционных свойств алюминий-каолинита, в качестве комплексообразователя берут сульфосали- циловую кислоту или глицерин при их содержании в растворе соли алюминия, равном 0,1-13,7 моль/г,и обработку ведут при20-200°С.

Изобретение относится к модифицированию наполнителей, пигментов и может быть использовано в лакокрасочной, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в очистке сточных вод. Изобретение описывает способ получения алюминий-каолинита, включающий обработку каолина при 20 200°С раствором соли алюминия в присутствии комплексообразователя - сульфосалициловой кислоты или глицерина при их содержании в растворе 0.1-13,7 моль/л. Изобретение позволяет повысить белизну алюминий-каолинита на 3-9 ед., при этом степень удаления лигнина возрастает до 53-78% в широком интервале рН - от 2,3 до 11,05, в то время как белизна наполнителя, полученного известным способом, повышается на 3,6-3,8 ед, степень удаления лигнина составляет 3,6-7,1 %, коагуляция же из кислых сред в этом случае невозможна. 7 табл. сл С

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблицаб

Таблица 7