Способ обработки суспензии

(19) 3 Щ 11) (51) 5 С 02 Р 1 52 Е ИЗО ния Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАН ПАТЕНТУ(37) Использование: при обезвоживании продуктов обогащения полезных ископаемых Сущность: при обработке суспензий используют фосфогипс, термически обработанный при 120 - 250 С. Предварительно обработанный фосфогипс вводят в суспензию в присутствии растворимых соединений, содержащих однОименные с фосфогипсом ионы, а перед подачей в суспензию подвергают доизмельче таблЗ зп.ф-лыИзобретение относится к способам обработки суспензий и может быть использовано при обезвоживании продуктов обогащения полезных ископаемых, а также при очистке сточных вод от взвешенных веществ.Известны способы обработки суспензий с использованием коагулянтов и флокулянтов, В качестве коагулянтов применяются такие распространенные реагенты, как серная кислота, известь, хлористый кальций, сернокислый алюминий, сернокислое железо и др., как отдельно, так и в сочетании друг с другом, или в сочетании с синтетическими полимерными флокулянтами.Недостатком известных способов обработки суспензий являются невысокие технологические показатели, дефицит используемых реагентов, их высокий расход И СТОИМОСТЬ,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ очистки жидкого навоза от взвешенных частиц. В качестве коагулянта в этом способе обработки суспензии ис пользуется фосфогипс, являющийся отходом производства экстракционной фосфорной кислоты. Однако фосфогилс, используемый в этом способе, по сравнению с известными коагулянтами-электролитами отличается плохой растворимостью в воде, поэтому эффект его коагулирующего действия недостаточно высок, Высокая влажностьосфогипса обуславливает его неблагоприятные физические свойства и создает трудности при дозировке и транспортировке, особенно в холодное время года, т,е, он слеживается, смерзается, проявляет тиксотропн.ые свойства, обладает коррозионной активностью,Целью изобретения является интенсификация процесса обработки суспензии за счет улучшения коагулирующего действия фосфогипса. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки суспензии предложено использовать фосфогипс, который предварительно нагревают до температуры фазовых превращений, обеспечивающей обезвоживание и повышение растворимости фосфогипса, Наилучшие результаты достигаются при температуре 120 - 250 С. Использование термически обработанного фосфогипса в присутствии растворимого электролита позволяет оптимизировать процесс и повысить результаты обработки суспензии. Кроме того, дополнительное доизмельчение обработанного фосфогипса перед использованием также позволяет повысить результаты обработки суспензии,Термическая обработка фосфогипса коренным образом изменяет физические 5 свойства коагулянта, что улучшает условияего хранения, транспортирования, дозирования.Сущность изобретения заключается втом, что процесс осуществляют с использо ванием фосфогипса, обладающего улучшенным коагулирующим действием. Фосфогипс - отход производства экстракционной фос. форной кислоты, представляет собой серыймелкокристаллический комкующийся поро шок. общей влажностью до 40, Основнымипримесями являются не прореагировавшие с кислотой фосфаты, полуторные окислы, соединения фтора и стронция, фосфорная кислота, органические вещества.20 В зависимости от исходного фосфатного сырья может образовываться фосфогипс следующего химического состава, : СаО - 31,5-37,2; ВОЗ - 42,3 - 51,6: Р 205 общ. - 0,5 -. 3,5; Р 205 водн. - 0,2-3,0: А 203 - 0,2-0,6;25 Ре 20 з - 0,1-0,3; ЯО 2 - 0.5-6,7; Н.о, - 11,417,9; Г -0,1-0,4; Н 20, - 18.1-19,4,Основную массу образующегося фосфогипса в настоящее время сбрасывают в отвалы. Транспортирование его в отвалы и 30 хранение связаны с большими капитальными и эксплуатационными затратами, достигающими 40; стоимости сооружений и эксплуатации основного производства. В настоящее время на отвалах предприятий 35 находится порядка 200 млн.т фосфогипса и. его количество ежегодно продолжает увеличиваться, оказывая отрицательное экологическое воздействие на окружающую среду.С этим связана актуальность и значение40 проблемы изыскания новых возможностейиспользования фосфогипса в народном хозяйстве,Известно, что улучшение коагулирующего действия фосфогипса происходит при45 нагревании до температуры фазовых превращений, когда с поверхности частиц сначала удаляются гидратные оболочки,связцвающие отдельнь 1 е зерна фосфогипсав аморфную массу, затем дигидрат кальция50 теряет кристаллизационную воду, превращаясь в полугидрат и растворимый ангидрит, Растворимость образующихсяпродуктов фазовых превращений значительно выше, чем растворимость исходного55 фосфогипса. Так, растворимость дигидратакальция, составляющего основную частьфосфогипса, составляет всего лишь 2,14 г/л,а растворимость полугидрата увеличивается уже до 8,0 г/л, За счет увеличения растворимости продуктов фазовых превращений2002706 при различных температурах в интервале от25 80 Сдо 320 ОС. Результаты опытов приведены в табл,З, П р и м е р 6 фосфогипс, обработанный отстаивают и фильтруют 50 ботку; использование термически обработанного фосфогипса облегчает условия его доварительно обработанный при температуре зирования и транспортирования; значительно улучшается коагулирующее действие Фосфогипса.Экспериментально установлено, что оптимальный интервал температур нагревания, при котором появляется наиболее высокое коагулирующее действие фосфогипса, составляет 120-250 С, При нагревании Фосфогипса до температуры ниже 120 С не происходит заметного улучшения указанного свойства, поскольку растворимость образующихся продуктов еще незначительна. Нагревание Фосфогипса свыше 250 С нецелесообразно в связи с тем, что растворимые формы продуктов Фазовых превращений переходят в нерастворимые и коагулирующее действие фосфогипса снижается:Кроме того, выявлено, что совместное использование при обработке суспензий подвергнутого термическому воЗдействию фосфогипса и растворимого соединения - неорганического коагулянта (Н 2304, СаО 2, . Ре 2804)з, СеОН)2 идр.), содержащего одноименные с фосфогипсом ионы, существенно улучшает результаты обработки суспензий. Это обьясняется по.-видимому тем, что растворимость сульфата кальция и продуктов фазовых превращений повышается при введении в раствор ионов, одноименных с ионами решетки фосфогипса;Дополнительное дойзмельчение предварительно обработанного .Фосфогипса перед использованием в процессе обработки суспензии также позволяет повысить .результаты сгущения.и фильтрования суспензий. В данном случае. увеличение удельной поверхности Фосфогипса за счет доизмельчения повышает растворимость фосфогипса и связанное с ней коагулирующее действие.Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие. но неограничивающие применение предлагаемого способа, Исследования по обработке суспензии проведены в лабораторных условиях по известной методике на флотационных концентратах руд Хибинского массива, Ковдорского, Кингисеппского и Егорьевского месторождений, а также на сброженном осадке Люберецкой станции аэрации.П р и м е р 1, В суспензию фосфоритового концентрата, содержащую 25-50 твердого, в качестве коагулянта вводят фосфогипс крупностью мельче 0,3 мм, имеющий влажность 32 О. затем перемешивают, отстаивают и фильтруют,Результаты опытов приведены в таблице 1.П р и м е р 2. В суспенэию фосфоритового концентрата вводят фосфогипс, пред 5 10 15 20 180 С, перемешивают, отстаивают и фильтруют.Результаты экспериментов представлены в табл,1.П р и м е р 3. 8 суспензию фосфоритового концентрата вводят предварительно обработанный при температуре 180 С фосфогипс в присутствии растворимого соединения в соотношении 1:1, перемешивают, отстаивают и фильтруют,Результаты опытов предста вле н ы в табл.1.П р и м е р 4, В суспензию уплотненного сброженного осадка Люберецкой станции аэрации вводят фосфогипс предварительно обработанный при температуре 180 С, перемешивают, отстаивают и фильтруют.Результаты экспериментов приведены в табл.2,П риме р 5. Проводят серию опытов по обработке суспензии апатитового концентрата Ковдорского месторождения, в котором используют фосфогипс. обработанный при температуре 180 С, доизмельчается до крупности мельче 0,05 мм и подаются в суспензию апатитового концентрата Ковдорского месторождения. перемешивают,Результаты опытов приведены в табл.4.П р и м е р 7. Проводят опыты сгущения апатитового концентрата, выделенного из руды Хибинского месторождения, в котором используют фосфогипс, обработанный притемпературе 180 ОС,Результаты приведены в табл.5,П р и ме р 8, В табл,б приведены сравнительные опыты сгущения и фильтрования Ковдорского апатитового концентрата с использованием в качестве коагулянтов фосфогипса и обработанного путем нагревания при температуре 180 С с доизмельчением до крупности - 0,05 мм фосфогипса отдельно и в сочетании с сернокислым железом. Предлагаемый способ обработки суспензии имеет следующие преимущества по сравнению с известным способом:повышается скорость и удельная нагрузка при сгущении и фильтровании;снижается влажность кека, и следовательно, затраты на его последующую обра2002706 улучшение коагулирующего действия (56) Авторское свидетельство СССРфосфогипса позволяет расширить область М 1119986, кл. С 02 Р 1/52, 1984.его применения,Таблица 1 Показатели фильтрования флотационных концентратовсерная кислота хлористый кальций9,4 33,4 9,2 40,3 89 417 500 500 250 0,0058 0,0090 0,0330 0,168 0,210 0,965 23,1 23,0 22,2 г 2 Кингисеппский флотационный концентрат плотность 45 фХибинский апатитовый концентрат плотность 50. 2000 8,258,38,2 35,7 33,0 25,6 0,115 0,112 0,175 2000 Таблица 2 Показатели фильтрования уплотненного сброженного осадка Люберецкой станции аэрациифосфогипс термически обрабо- танный2000 500010000 2000 . 2000 г1000200030001000 Скорость фильтрования см /смс 0,024 0;013 0,027 О,ОЗО О;026 0,026 О,О 49 0,046 0,053 0,055 0.064 Удель- ная нагрузкапри фильт- ровании, гсм с 1,81 1,02 2,01 2,41 1,8 1,91 0,277 0,271 0,285 0,290 0,321 7,9 7,9 7,5 7,2 7,0 8,0 8,28,358,28,08,25 170,1 54,0 173,7 481,0 213,8 267,2 184,3 91,3 180,3 265,1 164,8 16,9 17,9 16,1 15,4 15,1 16,4 15,3 14,4 15,1 15,0 14,1.2002706 ТаблицаЭ 5а на йоказателй фильтроваапатитовогонтрата Табл Влияние крупности фосфогип Ковдорс кого концеабли оказатели сгущения Хибинского апатитового концентратаВлияние температуры нагревания фосфогипса на показатели фильтрования Ковдорского апатитового концентрата12 2002706 Таблицаб Показатели обезвоживания Ковдорского апатитового концентратаоставитель Ю.Смирновехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова едактор Е.Полион аз 32 НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб.,оизводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Формула изобретения1, СПОСОБ ОБРАБОТКИ СУСПЕНЗИИ, включающий введение фосфогипса, перемешивание, отстаивание и последующее разделение жидкой и твердой фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшенйя коагулирующего действия фосфоги пса, последний предварительно нагревают до температуры фазовых превращений, обеспечивающей обезвоживание фосфогипса. 2. Способ по и. 1, отличающийся тем,, что фосфогипс нагревают до 1.20- 250 С.3. Способ по и, 1, отличающийся тем,что предварительно. обработанный фосфогипс вводят в суспензию в присутствиирастворимых соединений, содер)кащих од 0 ноименные с фосфогипсом ионы.4, Способ по пп, 1- 3, отличающийсятем, что предварительно обработанныйфосфогипс перед подачей в суспензиюподвергают доизмельчению,5