Способ сгущения шлама

(51)5 С 01 Р 7/46 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Ж 4 Р 4 ь имер МАРТАС (хлорисамидопропилтриметил ченный путем гелевой с характеристической дл/г;ер МАРТАС и АСш (акрилношении мономеров 70: А - гомопол тый-метакрил аммония), пол полимеризации вязкостью 5,1 В - сополим амид) при сооОсудАРственный номитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(46) 30.10.90, Бюл. Кф 40 (71) Эллайд Коллоидс Лимитед (СВ) (72) Джон Родни Филд, Джиллиан Мэри Муди и Тревор Кейт-Хантер (ОВ) (53) 669.712 (088.8)(56) Заявка Японии Р 53-22983, кл, 13/7/А 31, опублик, 12.07.78 (54) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ ШЛАМА (57) Изобретение относится к произ= водству глинозема и может быть использовано для отделения твердых частиц, суспендированных в водных щело-: 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 полимеках процесса Байера. Цель изобретения - повьппение 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.Х звеньев хлористого 3-метакриламидопропилтриметилам.мония с характеристической вязкостью2,9-10 дл/г и молекулярной 500000 -30000000. После введения флокулянтовосуществляют фильтрацию суспензиипод давлением на фильтре Келли. Данный способ позволяет повысить степень осветления суспензии. 7 з.п,ф-лы, 5 табл.:30 с характеристической вязкостью 5,0 дл/г;С - сополимер МАРТАС и Асш при соотношении мономеров 95:5, полученный путем обратнофазовой полимеризации с последующей азеотропной ректификацией с характеристической вязкостью 47 дл/гед. - полиакрилат натрия,П р и м е р 1, Для иммитации условя 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 БТ 11 и содержанием взвешенных частиц менее 0,3 мас.Е1604152 20 помешали в высокий химический стаканемкостью 600 мл, обрабатывали испытуемым флокулянтом А и подвергали интенсивному перемешиванию. Через 2 минскорость вращения мешалки уменьшали ии продолжали перемешивание еще 15мин. В течение этого времени перемешивание прекращади через 5, 10 и15 мин, давали возможность суспензии 10осесть и определяли мутность надосадочной жидкости,При этом были получены следующие результаты (табл.1).П р и м е р 2, Процесс ведут аналогично примеру 1 с флокулянтом В. При этом были получены следующие ре зультаты (табл.2). П р и м е р 3. Процесс проводилитаким же образом, как и в случаепримера 2, но температура жидкостиравнялась 90 С. Полученные результа"ты приведены в табл,З. 25П р и м е р 4, Процесс проводили таким же образом, как и в случае при" мера 3, при перемешивании в течение 10 мин с использованием гомополимера МАРТАС и сополимеров с различными30 значениями характеристической вязкости. Полученные результаты приведены в табл.4, в которой количества МАРТАС указаны в мас.Х,а остальное приходится на полимеры, производные акриламида. Мутность без добавления полимера равнялась 20 МТ 11,Полученные результаты иллюстрируют преимущество предлагаемого способа с точки. зрения размеров хлопьев, а сле-.40 довательно, и потенциальной возможности увеличения скорости фильтрации при использовании сополимеров МАРТАС с полиакриламидом.П р и м е р 5, Суспензию готовили 4 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)50 в количестве 0,1-1 мг/л к надосадочной жидкости продолжительность фильтрации уменьшалась примерно на 1 О или более секунд.П р и м е р 6, 502-ную суспензию . в масле сополимера 957. МАРТАС и 5%55 акриламида с характеристической вязкостью 4,7 готовили путем обратнофазовой полимеризации с последующей азеотропной ректификацией. Полученный продукт обозначен как полимер К.Готовили,суспензию 1 О г/л каолинав растворе гидроокиси натрия 200 г/ли затем интенсивно перемешивали еес помощью лабораторной мешалки в течение 10 мин с полимером С. Послеэтого к суспензии добавляли продукта Д ( полиакрилат натрия в количестве 0,5 мг/л, продолжали интенсивноеперемешивание в течение еще минуты,а затем скорость вращения мешалкиуменьшали и перемешивали смесь принизкой скорости вращения в течеьие15 мин. Затем продукту давали отстояться и определяли мутность надосадочной жидкости,Продукты Д и С добавляли после осаждения. Полученные результаты приведены в табл.5, 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. - ; люстрируют преимущество, достигаемое при использовании предлагаемого сополимера, в частности при 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 Зт 5 дл/г.В соответствии с настоящим изобретением полимеры могут быть получены, обычными способами, например путем гелевой полимеризации в водной среде с последующими сушкой и йзмельченй ем или обратнофазовой полимеризации, после которой часто следует стадия азеотропной ректификации с образованием в результате стабильной суспензии полимера в неводной среде или сухого слоя полимера, который .отделяют от неводной среды. Часто предпочитают получать полимер в виде стабильъ ной суспензии мелких (например,разме- ром менее 4 мкм) частиц в маслянистой жидкости путем обратнофазовой по 160415210 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лимеризации, после которой обычно проводят азеотропную ректификацию,Полученный полимер можно затем добавлять к раствору алюмината натрияобычным образом, например, в виде раз 5бавленного раствора, получаемого путем растворения твердого полимерав воде или смещения с водой суспензии полимера, полученного путем обратнофазовой полимеризации, часто вприсутствии эмульгатора для получения суспензий типа масгго в воде.Данное изобретение может быть использовано для отделения взвешенныхтвердых неорганических частиц отрастворов алюмината натрия любогопроисхождения. На практике рН такихрастворов бывает обычно выше 11, какправило вьппе 13, например 13,5, а чаще не менее 14. Преимущество предлагаемого способа заключается в том,что он является достаточно эффективным даже при повьппенной температурежидкости, например, при температуре выше бО, а часто и вьппе 80 С.Обычно подвергаемая обработке жидкость имеет температуру как минимумо95 С. Удовлетворительные результатымогут быть получены при температурахдо 115 С или более высоких темпераотурах.Раствором алгомината натрия можетбыть любой такой раствор, образующийся в процессе получения алюминияпо методу Байера, который необходимо очистить от находящихся в нем вовзвешенном состоянии твердых частиц.Предпочтительно, однако, чтобы этабыла суспензия, образующаяся при выщелачивании бокситов горячей гидроокисью натрия, с последующим (принеобходимости) разбавлеиием. От этойсуспензии отделяют затем путем первичного осаждения красный шлам и промывают его один или несколько раэ,Отделяемую после первого отстаиванияжидкость, которая обычно содержитменее 0,3 мас,Х взвешенных твердыхнеорганических частиц,для дальнейшего снижения их содержания и увеличения прозрачности раствора подвергаютфильтрации под давлением. Использование полимера в соответствии с настоящим изобретением осуществляется именно на этой стадии, благодаря чемуускоряется ф.гльтрация и получаетсяпрозрачный раствор с низким содержанием твердых частиц. Предлагаемый способ можно осуществлять путем добавления полимера кжидкости после стадии первичногоосаждения, причем при этом могут ис"пользоваться обычные анионные или неионогенные флокулянты, такие, каккрахмал или полиакрилат натрия. Однако хорошие, а во многих случаяхотличные результаты могут быть получены в этом случае, если полимер добавлять перед стадией первичногоосаждения, Хотя отделение твердыхчастиц может быть достигнуто и прииспользовании полимера в качествеецинственного флокулянта, однако желательно ускорить его за счетиспользования укаэанного полимера вкомбинации с обычным иоцогениым илианионным флокулянтом, Оптимальныерезультаты достигаются, когда вначале добавляют кватернизованный полимер, а затем уже анионный или неионогенный флокулянт, Подходящими флокулянтами,которые можно использоватьв комбинации с катионным полимером,являются крахмал и водорастворимыесинтетические полимеры, например гомополимеры или сополимеры акриловойили метакриловой кислот, или другихэтиленненасыщенных карбоновых илисульфокислот (обычно в виде натриевой или других водорастворимыхсолей), или сульфометилированныеакриламиды,Фильтрацию под давлением, какправило, осуществляют с помощью фильтров Ке 11 у, а получаемый фцльтратобычно направляют на стадию осаждения из него гидрата окггсгг алюмцнггя,Предлагаемый способ позволяетповысить эффективность процесса сгущения суспензии,формула изобретения1, Способ сгущения шлама, включающий обработку суспензгпг, полученной в процессе Байера, водорастворимыми синтетическими анионным и катионным флокулянтами с последующим отделением жидкой фазы от твердой, о т л и - ч а ю щ и й с л тем, что, с целью повышения эффективности пропесса, в качестве катианного флокулянта используют полимер хлористого 3-метакриламидопропилтриметил аммония или его сополимер с акриламидом, содержащий не менее 25 мас,ь звеньев хлористого1604152 Т а б л и ц а 2 Т а б л и ц а 1 Про- дукт Про- дукт 30 15 В35 0,25 17,0 0,50 8,0 1,00 5,9 19,0 19, 16,5 15, 6,2 5,3 0,1 19,9 0,25 16,5 0,5 6,6 16,45,2 а б л и ц а 3 Мутность (ИТП) посл переме 1 щювания в течение, мин Доза, мг/л Про У 5 5,80,50 ,8 1,00 1,1 0,2 4,3-метакриламидопропилтриметил аммония, при этом катионный флокулянт . берут с характеристической вязкостью 2,9-10,5 дл/г и мол,м, 500000 - 30000000,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что катионный флокулянт вводят в суспензию до введения анионного флокулянта, О3, Способ по пп.1 и 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что после введения анионного фрокулянта проводят осаждение взвешенных твердых частиц с последующей фильтрацией жидкости под 15 давлением.1 4, Способ попп 1 и 3, о тличаю щ и й с я тем, что катионный флокулянт вводят перед осаждением взве шенных твердых частиц с анионным флокулянтом,Доза, Мутность (БТП ) послеМмг/л перемешивания в течение,мин ТБ - нефелометрическое определеие мутности. 5. Способ по пп.1 и 3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что катионный флокулянт вводят после осаждения взвешенных твердых частиц с анион" ным флонулянтом и перед стадией фильтрации.6, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что катионный флокулянт добавляют к раствору алюмината натрия, содержащему менее 0,37 взвешенных неорганических твердых частиц, после чего фильтрацию осуществляют под давлением.7. Способ по пп.1,3 и 6, о т л ич а ю щ и й с я тем, что фильтрацию под давлением осуществляют на фильтре Келли.8, Способ по п.1, о т.л и ч а ющ и й с я тем, что раствор имеет температуру не менее 60 С и рН не меонее 13. Лоза, Мутность (МТЦ) послемг/л перемешивания в течение,мин.5 70 Таблица 5 Про- дукт оза утность г ед посл 0,25 22,50,5 13,01,0 14,02,0 11,00,25 16,50,512,01,0 8,32,0 6,8 26,52832 32 15,5 14,5 15,0 5,0.Д К К Составитрль Н, Целикова .Редактор А. Долинич Техред М.Дидык Корректор Т. Малец аказ 3395 раж 4 О одписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5