Способ получения диспергирующей добавки для белитсодержащих шламов

Сфюэ Советснка Сфцналнстнчесннк Реснублнк(23) Приоритет Государствениый комнтет СССР по делам изобретеннй и открытнйОпубликовано 2 Ь 0479 Бюллетень И 15 Дата опубликования описания 250479(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЯ ДОБЛВКИ ДЛЯ БЕЛИТСОДЕРЖАЩИХ ЩЛАМОВИзобретение относится к областиполучения поверхностно-активныхвеществ, обладающих диспергирующейспособностью, которые широко применяются в различных отраслях промышленности, в частности в производстве цемента,Известен способ получения диспергирующих веществ, состоящий в том,что нефтяное или каменноугольноесырье подвергают пиролизу при температуре 700-2000 С с последующейконденсацией продуктов пиролиза.Конденсированные продукты пиролизаподвергают сульфированию в течение3-4 ч при повышенной температуре80-100 оС с концентрированной серной кислотой, хлорсульфоновой кислотой или серным ангидридом, Полученные продукты сульфирования нейтрализуют органическими или неорганическими основаниями, например триэтаноламином, едким натром или едкимкали, в результате получают вещестВо, обладающее диспергирующими свойствами 111 .Недостатки известного способасостоят в многостадийности процесса и сложности ег 1 аппаратурногооформления. Кроме тго, известный способ является энергоемким, таккак процессы пиролиза и сульфирования проводят при высоких температу-.рах, соответственно 700-2000 оС и5 80-100 С, Полученные по известномуспособу диспергирующие составы являются слишком дорогими, так какдля их получения используют дорогиематериалы, например хлорсульфоновуюкислоту, едкий калий, триэтаноламин и др,Известен также способ получениядиспергатора на основе сульфитноспиртовой барды (ССБ), состоящий в1 п том, что после извлечения сахарови органических кислот из ССБ ееконцентрируют на выпарных батареяхиз четырех-шести корпусов до необходимого сухого остатка )21.2 ф Недостатки известного способасостоят в,сложности аппаратурногооформления процесса, больших расходах пара и электроэнергии. Крометого, в настояшее время разработа 25 ны эффективные способы переработкиССБ в кормовые дрожжи, используемые в сельском хозяйстве.Цель изобретения - упростить технологию создания простого процесса и,ЗО расширить сырьевую базу.658 126 увеличениепроизводительностимельниц,Растекаемость Срок храненияпо прибору до начала за- ТНИХТИ пос- густевания, ле замола сутки Продолжительность размола до одинаковой тонины помола, мин Шлам 1. Без добавки2С добавкой0,2 ССБ 3. С добавкой0,2 предлагаемого дис- пергатора 50 4539 80 13 35 20 зЭто достигается тем, что побочный продукт, получаемый при синтезе пентаэритрита конденсацией ацетальдегида с формальдегидом и содержащий 5 - 10 вес.Ъ пентаэритрита,2-6 вес.Ъ пентаэритрозы,0,5-1 вес.Ъ муравьиной кислоты, подвергают обработке гид роокисью щелочного или щелочноземельного металла при температуре 40-7 ООС и полученную при этом реакционную массу подвергают взаимодействию с альдегидом общей Формулы 10 Р СНО, где Й- алкил С-С. Способ осуществляют следующимобразом,В маточный раствор, получаемый 15на стадии технической кристаллизации пентаэритрита и содержащий указанные продукты, добавляют гидроокиськальция до рН - 8 - 12 и нагреваютомассу в течение 30-60 мин до 40-70 С,20лучше 65-70 С . При этих условияхпроисходит конденсация пентаэритроы и монопентаэритрита в дипентаэритрит.Чо достижении необходимой степениконденсации, что определяется поисчезновению пентаэритрозы и монопентаэритрита хроматографически нахроматографе Цветфф или химическипо содержанию гидроксильных групп сухого остатка пробы, реакционную массу нагревают до 80-90 фС.В результате происходйт взаимодействие Формальдегида (или другого альдегида, который добавлен в реакционную смесь) с дипентаэритритом и обра.35зование ацетальных или полуацетальных связей,По окончании стадии ацетияирования, что определяется по исчезновению альдегида колориметрически с 40ацетилацетоном, реакционную массуупаривают до сухого остатка не ниже 40.Получаемый продукт используют вкачестве диспергатора в производстве цемента. Диспергатор вводят вшихту в количестве 0,2-0,5 от массы до улучшения показателей по растекаемости, тонкости помола, сроковхранения до начала загустевания иинтенсификации процесса помола. Способ иллюстрируется примерамиего осуществления,П р и м е р 1. В трехлитровыйреактор, снабженный мешалкой, термометром и холодильником, загружают2 кг маточного раствора пентаэритрита (ПЭ), содержащего 10 моно-ЛЭ,5 пентаэритрозы, 1 муравьиной кислоты, В реактор при перемешиваниизагружают 20 г окиси кальция до рН11,5 и массу нагревают 30 мин до70 С. При этих условиях происходитконденсация монопентаэритрита (моноПЭ) и пентаэритрозы в дипентаэритрит.Затем в реакционную массу добавляют40 г формальдегида и массу быстронагревают до 80 С и выдерживаютпри этой температуре 30-40 мин доисчезновения в реакционной массесвободного формальдегида. После этого реакционную массу упаривают подвакуумом 0,7 ата и температуре60-70 С до сухого остатка 45Получают 1500 г суспензии желто-бурого цвета со следующими характеристиками:Содержание основного вещества 45Содержание неорганическихсолей 5Содержание ацетальных связей в пересчете на линейный формаль 10рН 9,5Полученный продукт используют вкачестве диспергатора, К цементнойсырьевой шихте, приготовленной наоснове известняка (35 вес.Ъ) и белитового шлама, полученного при извлечении глинозема и щелочей из неФелиновых руд (65 вес.Ъ) добавляют0,2 от массы полученного диспергатора и 33,2 Ъ воды. Затем смесьусредняют и измельчают на лабораторной мельнице камерного типа доостатка на сите 0,2 - не более 1,5,на сите 008 - не более 9. Послеэтого закрытые пробы выдерживаютдо начала загустевания шлама и анализируют по общепринятым методикам.В табл, 1 приведены сравнительные данные поверхностно-активныхсвойств получаемого диспергатораи диспергатора на основе ССБ.Т а б л и ц а 1б 58126 Таблица 2 з добавки С добавко0,3 ССБ 5,С добав 0,3 пр гаемого пергато дла- дис 34 аракто-бур теристСод ств Сод сол Сод зей 5 органичес ани2 р ой сырьевой ш еру 1, добавл ученного дисп Подготовку и вляют аналогичан0,3 ихт яют ерг емент о при сы поводы с ущес Клогичот маи 32,пробмеру тора ализ приП р и м е р 2. В реактор, аналогичный описанному в примере 1, загружают 2,5 кг маточного раствора, содержащего 7 моно-ПЭ, 6 пентаэритрозы и 0,5 муравьиной кислоты. При перемешивании загружают 10 г 42-ного раствора едкого натра, массу нагревают до 45-50 С и выдерживают 30-40 мин. При укаэанной температуре производят анализ реакционной массы на пентаэритрозу хроматографически на хроматографе Цвет По исчезновении пентаэритрозы в реактор добавляют 30 г ацетальдегида и нагревают до 70 фС . При этой температуре массу выдерживают 30 мин. После этого реакционную массу быстро охлаждают до комнатной температуры. П р и м е р 3. В реактор, аналогичный примеру 1, загружают 2 кг маточного раствора, содержащего 8 моно-ПЭ, 5 пентаэритрозы, 1 муравьиной кислоты. В реактор при перемешивании загружают 20 г окиси кальция и массу нагревают 45 мин до 45-48 ОС. При этих услониях прсисходит конденсация моно-ПЭ и пентаэритрозы в дипентаэритрит, Эатем в реактор добавляют 10 г пропионового альдегида и массу быстро нагревают до 75 С. При этой температуре массу выдерживают 30-40 мин до исчезновения пропионового альдегида, что определяется аналитически с гидроксиламином, После этого массу упаривают под вакуумом 0,7 ата при температуребОС до сухого остатка не ниже 40. Получают 1530 г продукта желПолучают 2000 г суспензии желто-бурого цвета со следуюшими характертиками.Сухой остаток 42Содержание неорганических солей 12 5 Содержание ацетальныхсвязей н пересчете налинейный формаль 12рН 8,5К цементной сырьевой шихте, ана логично примеру 1, добавляют 0,3от массы полученного диспергатора и32,5 воды. Подготовку и анализ пробосуществляют аналогично примеру 1.В табл, 2 приведены сравнительные данные поверхностно-активныхсвойств циспергатороно цвета со следующимиами;жанне основного вещержание ацетальных свв пересчете на линейформаль В табл. 3 приведены сранните данные поверхностно-актиннойств диспергаторон.обавк Ъ ССБ 0 5,С добавкой0,3 предлгаемого дипергатора ла изобретения темпераи этомвзаимоФормулы 2 о оцеспобочтезеалычаро ре обраоставитель Н.Антие ед Э.Ч жик С поза а Тхр у КорректорМ Тираж 512 Подписное цНИИПИ Государтсвенного комитета по делам изобретений и открытий 113035 Москва, ЖРаушская наб. д.4 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул,ПроектнаяПожо Редактор О,СтепинЗаказ 1981/20 Способдобавки дло т л и чс цепьюса и расшный продупентазритдегида сший 5-10вес.В пенмуравьино получения диспергирующя белитсодержащих щла ю щ и й с я тем,щения технологии прния сырьевой базы,т, получаемый при сиита конденсацией ацеормальдегидом и содеес.Ъ пентаэритрита,аэрнтрозы, 0,5 -1 векислоты, подвергают ботке .гидроокисью щелочного или щелочноземельного металла притуре 40-70"С и полученную прреакционную массу подвергаютдействию с альдегидом общеййСНО, где В -алкил С -СИсточники инФормации, принятыево внимание при экспертизе1. Патент СССР Е 415889,кл, С 11 Э 1/22 19712. Никитин В.М. Химия древесиныи целлюлозы. М.-Л., Гослесбумиздат1951, с. 157-160.