262021

ОПИСАНИЕ 262021ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Соеетокиз Социалиотичеокил РеопублииК ПАТЕНТУ Зависимый от патентал. 23 с, 1/О аявлено 22. ч 11,1967 ( 117517023-4 ТПК Приоритет 22 ч"11.1966,Д 5 19.1,1967,Д 520581 чс/23ЦУс/23 с (ФРГ) Комитет по делам зобретений и открыт при Совете Мкниотро СССРпубликовано 13,.1 УДК 621.892,42 621,7,016 (088,8) О. Бюлле бликования описания 1 ч 11,1 Дата Авторыизобретения ностранцыяйн, Иоахим Мернер ШмицРеспубликаранная фирм-ШайдеанштаДегусса)Республика луци, Петер Хансен льмут Фрачер, Курт Кли Вд явите Дой ьт формальсермании СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДО-МАСЛЯНОВ ЭМУЛЬСИИ,ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМИзобретение касается способа разделения масляных эмульсий для металлообработки на чисто водную фазу и на фазу, содержащчю примеси, с помощью которого возможно быстрое разрушение эмульсии и путем последующей фильтрации возможно отделение чистой фазы, свободной в значительной степени от масла и загрязнения.Известен способ разделения эмульсии путем введения в нее серной кислоты. Разделяемую эмчльсию нагревают до температуры около 80 С и затем в нее добавляют серную кислоту при постоянном перемешивании в смесительном устройстве или путем вдувания сжатого воздчха.После 4 - 5-часового отстоя происходит разделение на две фазы, так что масло может быть сцежено и отделено от воды. При осуществлении этого способа при нормальной температуре разделение происходит только спчстя примерно 2 - 3 дня.Как в случае применения серной кислоты, так и соляной, кислоту, содержащую воду до ее сброса в водоем необходимо нейтрализовать до значения рН 6 - 7 с помощью 50%-ного натриевого щелока в количестве около 2 - 4% по весу или с помощью гашеной извести(гидрата кальция) в количестве 1 - 3% по весу. Более дешевая нейтрализация известью имеет тот недостаток, что образуется осадок сульфата кальция (гипса), который необхо димо удалять со дна баков. При нейтрализации натриевым щелоком выпадает сернокислый натрий, растворимый в воде.Кроме того, при этом способе разделенияразделительные баки необходимо устанавли вать на открытом воздухе, так как в процессе разделения образуется водород в результате воздействия примененной кислоты на железо бака, причем присутствие водорода в закрытом помещении может привести к взры ву при наличии открытого огня.Для повышения интенсивности процессаразделения масляных эмульсий для металлообработки на чисто водную фазу и на фазч, содержащчю загрязнения, предлагают способ, 20 который позволяет быстро расслаивать эмульсии для получения чистой от масла воды.Отличительная черта изобретения состоит втом что, в масляные эмчльсии для расслоения добавляют водорастворимые соли низкомоле к лярных кислот многовалентных металлов,или галоиды, или счльфаты натрия, магния, алюминия или железа в твердом или растворенном виде и для перевода масляной доли в фильтруемое состояние добавляют гидрофобные, и/или органофильные, и/или гидрофильпые твердые мелкозернистые адсорбционные вещества, после чего обе фазы разделяют фильтрацией. Оба компонента (средства расслоения эмульсии и адсорбционное вещество) могут быть добавлены как раздельно, так и в смеси друг с другом. Лдсорбционное вещество может быть отдельно добавлено тотчас же после введения средства расслоения эмульсии или после того как масляная эмульсия подвергнется расслоению. Для расслоения масляных эмульсий целесообразно применять отдельно или в смеси с адсорбционными веществами ацетаты или формиаты щелочных или щелочноземельных металлов. Кроме того, соответствующие соли кадмия и цинка также оказались пригодными для расслоения эмульсии.Вместо вышеназванных ацетатов и формиатов, в одинаковой степени пригодны хлорид алюминия (Л 1 С 1; бН.О), гидролизуемый при температуре кипения, далее галоиды и сульфаты натрия, магния и железа. Г 1 ри использовании хлористого алюминия одновременно катион Л 1 переводится в нерастворимую и фильтруемую форму, и только незначительная доля остатка кислоты НС 1 остается как загрязнение в водной фазе.В качестве вводимых адсорбционных веществ, пригодны высокодисперсные, гидрофобные, пирогенные кремниевые кислоты, или полученные путем мокрого осаждения или силикаты, или органически модифицированные кремнекислоты после мокрого осаждения, пли силикаты, или их смеси, В качестве гидрофобной кремниевой кислоты могут быть применены вещества, полученные путем мокрого осаждения, а также путем пирогеннного разложения летучих галоидов или полученные по способу электродуги, или кремневые кислоты, гидрофобизированные известным способом с помощью органогалогенсиланов. Особенно пригодной является, например, пирогенно полученная кремневая кислота, которая приобретает гидрофобные свойства благодаря химическому соединению метиловых групп и обладает удельной поверхностью около 150 л-/г, средним размером частиц около 20 ллк и содержанием углерода около 1,2 - 1,6%, соответственно около 0,8 ллоль (СН;) на 100 л 2, или осажденная кремневая кислота, получаемая после обработки органическими кремневыми соединениями, например органогалогенсиланами, с образованием гидрофобной поверхности, равной около 100 - 150 л 2/г при содержании углерода приблизительно 3,8%. Кроме того, в качестве органофильных веществ могут быть применены осажденные кремневые кислоты или силикаты, которые модифицированы органически путем осаждения в присутствии водораствори 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 мых органических полимерных соединений среакционноспособными группами.Однако особо благоприятно применениевсех видов сажи или активированного угля идревесного угля или их смссей с гидрофобными или органофильными веществами. Добавка этого углеродистого адсорбциопного ветцества наряду с особо высокой адсорбционной способностью этого вещества прежде всего для последующего удаления масляно-сажевых лепешек, что во многих случаях. производится сжиганием, имеет особое преимущество, так как при этом можно осуществитьпочти полное безостаточное сжигание.Кроме того, можно применить также тонкозерпистые натуральные органофильно адсорбционные вещества, в особенности кизельгурили его смеси с гидрофобными тонкозернистыми веществами (с гидр офобной кремневойкислотой),Далее могут быть применены такяс водонерастворимые вещества в качестве адсорбентов, которые обладают, кроме органофильных, также гидрофильными поверхностнымисвойствами и в некоторых случаях только вре.менно адсорбируют масло. К их числу принадлежат естественные минеральные вещества и силикаты, а также полученные мокрымосаждением активные тонкозернистые силикаты и окиси, например кремнекислота и окисьалюминия; кроме того, могут быть также применены размельченные натуральные и синтетические органические вещества,Число подобных адсорбционных эффективных веществ практически не ограничено, таккак большей или меньшей способностью поглощения или адсорбцией обладают, с однойстороны, инфузорные земли, перлит, бентонит,и с другой стороны, торфяная мука, древесная мука, древесные опилки, пробковая мука,порошки латекса и стиропора, гранулированные пластмассы, размельченная пластмассовая пена, резиновая мука, текстильные волокна и т. д вплоть до сухого кофе.Присутствие этих адсорбентов в процессерасслоения эмульсии или тотчас же послерасслоения является вынужденным, так какбез адсорбента эмульгатор, освобожденныйодновременно с расслоением эмульсии, вызы.вает обратное эмульгирование масла и поэтому затрудняет безостаточное расслоениеэмульсии. Остаточная доля эмульсии всегдасохраняется, причем устанавливается равновесие, что приводит к остаточному количествумасла, содержащемуся в сточных водах.В присутствии адсороентов масляная фаза,выделяемая в процессе расслоения, связывается в возрастающей степени с адсорбентоми тем самым исключается обратное эмульгирование. Следовательно, процесс реакциипротекает в основном количественно и поэтому образуются оптимально оезмаслянныесточные воды, Масло, связанное с адсорбентами, имеет полутвердую или твердую форму,и с пим значительно легче обращаться присжигании или при другой обработке, чем сжидкой смазывающей масляной фазой, получаемой при существующих способах.В зависимости от свойств масла или эмульсии применяют строго гидрофобные адсорбен. ты или также другие негидрофобные или только органофильные, или даже гидрофильныеадсорбенты.Средства расслоения эмульсии добавляютсяв количестве минимум 0,5 - 10 вес. ч. Количественная доля адсорбционного вещества составляет приблизительно 35 - О вес. ч. В случае применения смеси адсорбционного вещества и средства расслоения эмульсии количество добавляемой смеси составляет приблизительно 10 - 50% по весу; при применениинеявно выраженных гидрофобно действующихадсорбционных веществ эта добавка возрастает до 80% по весу, отнесенных к весовомупроцентному содержанию масляной эмульсии,Эмульсии можно обрабатывать при температуре кипения или даже при комнатной температуре средствами расслоения эмульсии иадсорбции масла с последующим разделениемна две фазы путем фильтрации.По этому способу можно обрабатывать нетолько масляные эмульсии для металлообработки, но также любые другие образующиеэмульсии киры, масла и маслоподобные вещества, удаляемые из сточных вод путем расслоения эмульсии и адсорбции масляной доли,П р и м е р 1. 100 мл масляной эмульсии(2 г концентрата масла, разбавленного в100 мл воды) обрабатывают 1,09 г смеси из90 вес. ч. пирогенно полученной гидрофобнойкремнекислоты с ранее описанными свойствами и 10 вес. ч. формиата кальция при температуре кипения, причем через 3 - 5 минэмульсия расслаивается, и путем фильтрациивыделяют чистую фазу, свободную в значительной степени от масла и загрязнения. Примеси, увлеченные водой, составляют всеготолько 0,080/ НСООН, В противоположностьэтому после обычных способов обработки загрязнения составляют 2 - 5% кислот или солей при продолжительности обработки 4 -5 час при температуре 80 С, причем воднаяфаза согласно действующим законам не может быть спущена в открытые водоемы как вразбавленном, так и не в разбавленном виде.П р им ер 2. 4 г концентрата масла, разбавленного в 200 мл воды, смешивают с 1,5 ггидр офобизиров анной осажденной кремневойкислоты с ранее приведенными данными и с0,2 г хлористого алюминия (А 1 С 1, 6 Н 20) ивпускают горячий водяной пар. После началакипения эмульсия мгновенно расслаивается свидимой адсорбцией выделенного масла в виде плавающей двуокиси кремния, причем образуется рыхлая масса. После 3 чин кипения производят фильтрацию. Чистый водныйфильтрат не имеет запаха и привкуса, безуловимой флуоресценции при ультрафиолсто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вом облучении, В фильтре, который показывал значение рН, равное 6, не удавалось больше определить следов А 1. Количество масла составляет около 2 - 5 мг, количество хлора 80 мг, после нейтрализации едким натрием соответственно 0,065%.Пример 3. А. Масляную эмульсию после добавки 0,5% по весу и более, например до 10%, формиата кальция в твердом или растворенном виде хорошо перемешивают при комнатной температуре. По прошествии приблизительно 3 - 5 мин эмульсия расслаивается, и масло выделяется на поверхности. Только для специальных сортов масла требуется кратковременное нагревание до температуры кипения, Вместо формиата кальция можно применять с одинаковым эффектом также другие водорастворимые органокислотные соли многовалентных металлов,В. В расслоенную масляную эмульсию или непосредственно после введения формиата кальция для перевода масла в фильтруемое состояние добавляют 35 - 70/О (отнесенных к процентному весовому содержанию масла в эмульсии) высокодисперсной пирогенной, гидрофобной кремнекислоты и перемешивают в течение приблизительно 5 мин, Масло выпадает при этом большей частью в виде рыхлой, хорошо фильтруемой массы.Вместо гидрофобной пирогенной кремнекислоты можно с одинаковым успехом применить также гидрофильные, полученные осаждением кремнекислоты и силикаты или органомодифицированные кремнекислоты и силикаты и в особенности сажу, тонкозернистый активированный и древесный уголь или их смеси с известными адсорбционными веществами.Чистота обработанных таким образом сточных вод соответствует предписанным по закону определениям.Пример 4. Масляную эмульсию хорошо перемешивают при комнатной температуре с добавкой 30 - 35% по весу (отнесенных к масляной доле) смеси, состоящей из 85 ч. тонко- зернистого органофильного адсорбционного вещества (например, всех видов сажи, тонко- зернистых активированных и древесных углей или их смеси как наполнителя с любым количеством гидрофобной кремнекислоты) и 15 ч. средства расслоения (водорастворимой органокислой соли многовалентного металла, например ацетата или формиата кальция, бария, цинка, кадмия, алюминия и других). После примерно 5 мин эмульсия расслаивается, выпадают масляные лепешки с наполнителем в хорошо фильтруемой, большей частью рыхлой форме,Чистота обработанных таким образом сточных вод определятся уровнем остаточного масла 10 мг/л.П р и м е р 5, Масляную эмульсию хорошо перемешивают при комнатной температуре с добавкой 30 - 80% по весу (отнесенных к содержанию масла в эмульсии) смеси, содержащей 85 ч. тонкозернистого натурального, дей262621 Предмет изобретения Составитель Е. Пономарева Редактор Л. Новожилов Техред Л. Я Левина Корректор В. ТрутневЗаказ 1953/4 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Рауцская наб., д. 4/5 Типография, пр. С апунов а, 2 ствующего органофильного адсорбционного вещества, в особенности кизельгура или его смеси с гидрофобными тонкозернистыми веществами, в особенности гидрофобными тонко- зернистыми веществами (гидрофобной коемнекислоты), и 15 ч, средства расслоения (например, водорастворимой органокислой соли многовалентного металла, как-то: ацетата или формиата кальция, бария, цинка, кадмия, алюминия и др. или до сих пор применяемых солей в качестве средства расслоения эмульсии, например галогенов или сульфатов натрия, магния, алюминия и железа). Спустя приблизительно 5 мин эмульсия расслаивается, и масляные лепешки с наполнителем выпадают в хорошо фильтруемой форме, большей частью рыхлой,Чистота обработанных таким образом сточных вод составляет 10 нг остаточного масла на 1 л.Вместо смеси адсорбционного вещества и средства расслоения эмульсии можно добавлять с одинаковым успехом также компоненты, перечисленные в примере 3. Одинаковым образом можно применить также гидрофильные адсорбционные вещества, которые были перечислены выше.Состав смеси адсорбционного вещества и средства расслоения эмульсии не ограничен приведенным соотношением и может составлять до 1:1. 1. Способ разделения водо-масляной эмульсии, использованной для обработки металлов5 давлением, отличающийся тем, что, с цельюповышения эффективности процесса, в эмульсию при комнатной или при температуре еекипения вводят деэмульгатор - водорастворимую соль низкомолекулярной жирной кисло 10 ты многовалентного металла, или хлорид, илисульфат натрия, магния, алюминия или железа в твердом или растворенном виде, и гидрофобное и/или оргаыофильное, и/или гидрофильное адсорбционное вещество с последую.15 щей фильтрацией.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вкачестве соли низко молекулярной жирнойкислоты используют ацетат или формиат щелочного или щелочноземельного металла, или20 кадмия, или цинка.3. Способ по п, 1, отличающийся тем, чтовкачестве адсороционного вещества используют сажу, активирова нный или древесныйуголь, или их смесь с гидрофобными тонко 25 зернистыми веществами, или кремнекислоту.4. Способ по п.п, 1, 2, отличающийся тем,, что деэмульгатор вводят в количестве 0,5 -1 О вес. ч,5. Способ по п.п. 1, 3, отличающийся тем,30 что адсорбционное вещество вводят в количестве 35 - 70 вес. ч,