Способ подготовки сорбента Советский патент 1992 года по МПК D21H17/67 D21H27/12 D21H17/55 D21H17/56 

Изобретение относится к технологии подготовки активного сорбента из природных алюмосиликатов, применяемого в целлюлозно-бумажной промышленности в производстве электроизоляционной бумаги и в электротехнической промышленности для очистки жидких диэлектриков.

Известен способ подготовки сорбента для изготовления электроизоляционной бумаги, заключающийся в том, что для очистки природного алюмосиликата от примесей одновалентных ионов производят его осаждение флокулянтом полиакриламидом при рН 8-12, и полученные флокулы природного алюмосиликата промывают деионизирован- ной водой.

Однако способ обладает недостатками, в частности повышенным расходом полиак- риламида (0,8-1,2% от массы исходного алюмосиликата), высоким значением рН суспензии при ее осаждении, низким выходом готового продукта (не более 60%).

Наиболее близким по технической сущности является способ подготовки сорбента для изготовления электроизоляционной бумаги, включающий диспергирование природного алюмосиликата в деионизированной воде в присутствии химического реагента, очистку его от примесей одновалентных ионов путем осаждения флокулянтом - полиакриламидом с последующей промывкой осадка деионизированной водой и обезвоживание.

Недостаток указанного способа заключается в том, что сохраняются гидрофильные свойства поверхности сорбента. Это приводит, в конечном итоге, к низкой скорости седиментации и обезвоживания осадка на центрифуге, что в свою очередь снижает производительность технологической линии по производству сорбента.

Цель изобретения - повышение выхода сорбента и снижение расхода полиакриламида.

Ё

СО

о

СО О

N)

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе при диспергировании природного алюмосиликата в качестве химического реагента используют полиэтиле- нимин в количестве 0,002-0,01% от массы абсолютно сухого алюмосиликата.

Решетка природных алюмосиликатов, глинистых минералов, состоит из слоев кремнекислородных тетраэдров и алюмо- кислородных октаэдров, связанных между собой ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения и образующих элементарные пакеты, так, например, палыгорскит имеет следующую формулу

Mg2AI2 Si40n(OH)2 -4Н20 -nhfcO.

Вследствие того, что в природных алюмосиликатах имеется изоморфное замещение в тетраэдрическом слое катионов Si + на AI3+, а в октаэдрическом слое AI3+ на Мд2+ или Fe2+ элементарные пакеты минералов заряжены отрицательно и фактически являются полимерными полианионами. На поверхности природного алюмосиликата удерживается гидратная оболочка, в которой происходит закрепление анионного полимера - полиакриламида. Действие по- лиакриламида заключается в образовании связей между его макромолекулами и части- цами природного алюмосиликата, объединяемых в сравнительно крупные и прочные агрегаты - флокулы, т.е. протекает процесс мостиковой флокуляции. Реальный механизм адсорбции полимерного флокулянта протекает при одновременном осуществлении нескольких видов связи: водородной, электростатической и др.

Сближение полианионов полиакриламида с поверхностью алюмосиликата долж- но осуществляться в противодействие с электростатическими силами, что является основной причиной малоэффективной фло- куляцией алюмосиликатов - полиакрилами- дом. Флокулирующая способность полиакриламида в прототипе повышается при обработке природного алюмосиликата простыми электролитами. Снижая величину дзета-потенциала до нулевого значения (изоэлектрическая точка) при введении в суспензию алюмосиликатов электролитов происходит электролитная коагуляция частиц, при которой происходит сжатие гидрат- ных слоев, но не их разрушение.

Следует отметить, что гидратной обо- ломкой природного алюмосиликата могут адсорбироваться и катионоактивные полимеры (полиэлектролиты), которые будут служить мостиком в процессе мостиковой флокуляции. В качестве катионного полиэлектролита в предлагаемом способе используют полиэтиленимин.

Катионная активность полиэтиленими- на обусловлена наличием первичных и вторичных.аминогрупп - NH- и -NH2-, сообщающих макромолекулам полимера в водных растворах катионные свойства.

Предварительная обработка суспензий природного алюмосиликата незначительным количеством полиэтиленимина повышает флокулирующую активность полиакриламида. Обладая высокой степенью ионизации и катионным характером функциональных групп, полиэтиленимин энергично взаимодействует с поверхностью алюмосиликата. Адсорбируясь, полиэтиленимин снижает величину отрицательного заряда поверхности частицы алюмосиликата и при небольших расходах меняет знак заряда на положительный, становясь одновременно соединительным звеном в цепи: алюмосиликат-полиэтиленимин-полиакри- ламид.

Кроме того, катионный полиэтиленимин обладает при небольших дозировках по отношению к суспензии алюмосиликата свойствами дестабилизатора и одновременно интенсифицирует дегидратацию (обезвоживание) промытого осадка алюмосиликата. Последнее объясняется кажущейся гидро- фобизацией, т.е. происходит частичная дегидратация поверхности углеводородными цепями макромолекулы полиэтиленимина. Таким образом, полиэтиленимин придает поверхности алюмосиликата гидрофоб- ность.

Кажущаяся гидрофобизация поверхности алюмосиликата приводит к тому, что повышается степень обезвоживания промываемого осадка и степень осветления фу- гата.

П р и м е р 1 (прототип ). В гидроразби- вателе диспергируют природный алюмосиликат - палыгорскит с использованием деионизированной воды. Количество загружаемого палыгорскита 125 кг (абсолютно сухого вещества). При диспергировании в суспензию палыгорскита вводят 0,05% ацетата цинка от массы исходного палыгорскита. Полученную суспензию с концентрацией 50 г/л фильтруют на нутч-фильтрах и очищают от песка на центриклинерах. Затем в приготовленную суспензию добавляют для флокуляции 400 л 0,1 %-ного раствора полиакриламида для полного осаждения палыгорскита. После осаждения палыгорскита воду сливают, а полученный осадок промывают деионизированной водой с температурой 60°С, с целью удаления из него водорастворимых примесей органического

и неорганического состава. Конец промывки контролируют по показателям рН и удельной электрической проводимости водной вытяжки. Промытый сорбент обезвоживают на шнековой осадительной центрифуге ОГШ. Результаты представлены в табл. 3.

Пример 2 (предлагаемый). Аналогично примеру 1, кроме того, что при диспергировании в суспензию палыгорскита вводят полиэтиленимин - 12,5 г (абсолютно сухого вещества). Расход полиэтиленимина составляет 0,1 г на 1 кг абсолютно сухого палыгорскита или 0,01 % от массы абсолютно сухого палыгорскита. В приготовленную суспензию добавляют для флокуляции 250 л 0,1%-ного раствора полиакриламида для полного осаждения палыгорскита.

Пример 3 (предлагаемый). Аналогично примеру 2, кроме того, что полиэтиленимин вводят в количестве 7,5 г (абсолютно сухого вещества). Расход полиэтиленимина составляет 0,06 г на 1 кг абсолютно сухого палыгорскита или 0,006% от массы абсолютно сухого палыгорскита (алюмосилика- та).

Пример 4 (предлагаемый). Аналогично примеру 2, кроме того, что полиэтиленимин вводят в количестве 2,5 г (абсолютно сухого вещества). Расход полиэтиленимина составляет 0,02 г на 1 кг абсолютно сухого палыгорскита или 0,002% от массы абсолютно сухого палыгорскита (алюмосилика- та).

П р и м е р 5 (предлагаемый). Аналогично примеру 2, кроме того, что полиэтиленимин вводят в количестве 15 г (абсолютно сухого вещества). Расход полиэтиленимина составляет 0,12 г на 1 кг абсолютно сухого палыгорскита (алюмосиликата).

Пример 6 (предлагаемый). Расход полиэтиленимина составляет 0,014% от

массы абсолютно сухого палыгорскита (алюмосиликата). Остальные операции, как в примере 2.

Результаты опытов представлены в табл.1.

В табл. 2 представлены данные, подтверждающие, что скорость седиментации флокул алюмосиликата, полученных путем последовательной обработки суспензии

0 алюмосиликата (палыгорскита) полиэтиленом и полиакриламидом, значительно превышает суммарный эффект по этому показателю при обработке суспензии каждым флокулянтом отдельно.

5 В табл. 3 представлена зависимость скорости седиментации флокул алюмосиликата от расхода полиэтиленимина.

Как видно из данных таблиц, предлагаемый способ позволяет увеличить сухость

0 конечного продукта; снизить содержание сорбента в фугате; сократить расход полиакриламида; увеличить производительность центрифуги; увеличить выход сорбента.

5 Формула изобретения

Способ подготовки сорбента, преимущественно для изготовления электро- изоляционной бумаги, включающий диспергирование природного алюмосили0 ката в деионизированной воде в присутствии химического реагента, очистку его от примесей одновалентных ионов путем осаждения флокулянтом - полиакриламидом с последующей промывкой осадка деи5 онизированной водой и обезвоживание, о т- личающийся тем, что, с целью повышения выхода сорбента и снижения расхода полиакриламида, при диспергировании природного алюмосиликата в качестве хи0 мического реагента используют полиэтиленимин в количестве 0,002-0,01% от массы абсолютно сухого алюмосиликата.

Изобретение относится к технологии подготовки активного сорбента из природных алюмосиликатов и позволяет повысить выход сорбента и снизить расход полиакриламида. В способе подготовки сорбента, включающем диспергирование природного алюмосиликата в деионизированной воде в присутствии химического реагента, очистку его от примесей одновалентных ионов путем осаждения флокулянтом - полиакриламидом с последующей промывкой осадка деионизированной водой и обезвоживание, в качестве химического реагента используют полиэтиле- нимин в количестве 0,002-0,01% от массы абсолютно сухого алюмосиликата. 3 табл.

45

Таблица 1

) В этом случае расход полиэтиленимина - 5 мл 0,1 %-ного раствора при расходе полиакриламида 10, 30, 50 и 100 мл 0,1 %-ного раствора,

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Таблица 3