10.04.2019
219.017.0061

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к получению коагулянта на основе сульфата алюминия, применяемого в процессах водоподготовки и очистки сточных вод различного происхождения. Способ получения сульфата алюминия модифицированного включает подачу серной кислотой в суспензию гидроксида алюминия с разогревом реакционной смеси, введение затравки, выдержку реакционной смеси при 105-120°С и последующую кристаллизацию полученного плава. После подачи всего количества серной кислоты в реакционную смесь вводят затравку в виде водной суспензии угля фракцией менее 0,5 мм с соотношением Т:Ж=1:(2,0-4,0), при этом количество введенного угля в сульфате алюминия модифицированном составляет 2-5 мас.%. Изобретение позволяет получить сульфат алюминия, модифицированный в твердом виде, обладающий повышенной коагулирующей способностью. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к получению коагулянта на основе сульфата алюминия, применяемого в процессах водоподготовки и очистки сточных вод различного происхождения.

Известен ряд способов получения сульфата алюминия путем смешения водной пульпы гидроксида алюминия с серной кислотой с образованием плава при температуре 110-120°С, выдержки и кристаллизации охлажденного воздухом плава на движущейся поверхности - холодных вальцах [М.Е.Подик. "Технология минеральных солей". Т.1, Л., Химия, 1974. с.645] или прорезиненной ленте с температурой 83 - 85°С [Патент ФРГ №1146042, 1963].

Усовершенствованием известных способов является введение в готовый плав 2% мелкодисперсной затравки [Патент Франции №1220251, С 01 F 04.01.1960] или твердой пыли сульфата алюминия [Патент США №3011878, 1961] с последующей кристаллизацией на движущейся поверхности.

Результатом известных методов является получение традиционного сульфата алюминия, обладающего низкой коагулирующей способностью в холодный период года, следствием чего является повышенное содержание остаточного алюминия в очищенной воде. Введение затравки в готовый плав сульфата алюминия в количестве 2 мас.% с целью повышения скорости кристаллизации вызывает необходимость равномерного ее распределения в плаве, что увеличивает производственный цикл получения сульфата алюминия за счет дополнительного времени на усреднение плава перед кристаллизацией.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кристаллогидрата сульфата алюминия, включающий репульпацию гидроксида алюминия в воде, смешение пульпы с серной кислотой с образованием плава, выдержку последнею при температуре 100-120°С для полного разложения гидроксида алюминия и введение к плав мелкодисперсной затравки с последующей кристаллизацией сульфата алюминия на смачиваемой водой движущейся поверхности [Патент РФ №2152356, С 01 F 7/74, 1998].

В качестве затравки используют кислую соль сульфата алюминия с мольным отношением Al2О32SO4 в диапазоне (2:1-1:1), содержащую 35-50% кристаллизационной воды. Кислую соль получают предварительной обработкой мелкодисперсного сульфата алюминия серной кислотой либо непосредственным введением в готовый плав серной кислоты, взятой в количестве 0,08-0,25 части на 100 частей плава, и мелкодисперсного сульфата алюминия, взятого в количестве 1-2 части на 100 частей плава. При втором способе введения в плав мелкодисперсной затравки необходимо на первой стадии вводить недостаток серной кислоты на величину необходимого количества ее для перевода мелкодисперсного сульфата алюминия в кислый.

Недостатком данного способа является сложность его осуществления в производственных условиях. Необходимо дополнительно проводить размол сульфата алюминия с целью получения мелкодисперсного продукта. При кристаллизации коагулянта на смачиваемой водой движущейся поверхности получаются крупные куски неправильной формы и пыление продукта незначительно. Одновременно требуется дополнительная стадия обработки его серной кислотой. Введение малых количеств кислоты и мелкодисперсного сульфата алюминия в готовый для кристаллизации плав требует дополнительного времени для усреднения плава, что увеличивает длительность процесса и снижает производительность установки. В результате получают традиционный сульфат алюминия, обладающий пониженной коагулирующей способностью в холодный период года, что приводит к увеличению дозы коагулянта и корректировке щелочного запаса очищаемой воды.

Перед изобретателями стояла задача - разработать способ получения коагулянта на основе сульфата алюминия в твердом виде, обладающего повышенной коагулирующей способностью с одновременным упрощением процесса.

Поставленная задача решается следующим образом. В способе получения коагулянта на основе сульфата алюминия, включающем подачу серной кислоты в суспензию гидроксида алюминия с разогревом реакционной смеси, введение затравки, выдержку реакционной смеси при 105-120°С и последующую кристаллизацию полученного плава, предлагается по изобретению после подачи всего количества серной кислоты в реакционною смесь вводить затравку в виде водной суспензии угля фракцией менее 0,5 мм в соотношении Т:Ж=1:(2,0-4,0). При этом количество введенного угля в сульфате алюминия модифицированном составляет 2-5 мас.%

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В химический реактор загружают гидроксид алюминия в виде суспензии, затем в реактор при постоянном перемешивании подают серную кислоту. В процессе смешивания серной кислоты с суспензией гидроксида алюминия происходит разогрев реакционной массы до температуры 105-120°С с образованием плава сульфата алюминия. После подачи всего количества серной кислоты в реакционную массу подают из смесителя водную суспензию угля фракцией менее 0,5 мм в соотношении Т:Ж=1:(2,0-4,0) в количестве от 2 до 5 мас.% на тонну готового продукта - сульфата алюминия модифицированного. После выдержки реакционной смеси при температуре 105-120°С, дополнительной корректировки и полного взаимодействия гидроксида алюминия с серной кислотой начинают кристаллизацию плава. В результате получают готовый продукт - сульфат алюминия модифицированный в виде кусков неправильной формы серого или темно-серого цвета.

Подача угля в виде водной суспензии необходима для насыщения пор угля водой, что предотвращает преждевременное загустевание плава в реакторе в процессе кристаллизации за счет сорбции воды порами угля. Одновременно исключается пыление в производственном помещении и возмещаются потери воды, испарившейся в результате взаимодействия гидроксида алюминия и серной кислоты при температуре 105-120°С. Суспензия, приготовленная из соотношения на одну весовую часть угля менее двух весовых частей воды представляет собой густую массу, трудно поддающуюся транспортированию. В то же время возникает необходимость дополнительной корректировки плава по основному веществу из-за недостаточного восполнения испарившейся воды.

Суспензия, приготовленная из соотношения на одну весовую часть угля более четырех весовых частей воды представляет собой хорошо подвижную водную суспензию плотностью 0,9 кг/дм3. Однако, вводя подобную суспензию в реактор, мы разбавляем плав, и для подачи его на кристаллизатор необходимо удалить избыток воды. Снижение содержания основного вещества в плане влечет за собой снижение температуры кристаллизации и уменьшение производительности установки за счет увеличения времени на охлаждение плава.

При введении в реакционную смесь затравки в виде водной суспензии угля фракции более 0,5 мм в случае применения коагулянта на станциях водоподготовки возможны осаждение угля в емкостном оборудовании, забивка дозирующих устройств с одновременным снижением концентрации угля в очищаемой жидкости. Преждевременный вывод угля из процесса очистки снижает эффект применения коагулянта за счет уменьшения сорбции мешающих примесей порами угля. Одновременно уголь фракции менее 0,5 мм служит замутнителем системы, является центрами ускорения гидролиза соединений алюминия, что повышает коагулирующую способность сульфата алюминия в холодный период года и снижает содержание остаточного алюминия в очищенной воде.

Добавка в состав сульфата алюминия модифицированного угля менее 2 мас.% является недостаточной для увеличения скорости кристаллизации плава и коагулирующей способности сульфата алюминия, что ведет к увеличению продолжительности процесса кристаллизации, недостаточному удалению примесей металлов и органики из очищаемой воды.

Введение более 5 мас.% угля в состав сульфата алюминия модифицированного уменьшает содержание основного вещества в готовом продукте с одновременным снижением температуры кристаллизации и производительности установки.

Отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что в качестве затравки используют уголь фракций менее 0,5 мм в виде водной суспензии с соотношением Т:Ж=1:(2,0-4,0), которую вводят на стадии получения плава сульфата алюминия после введения всего количества серной кислоты. Количество вводимого угля составляет 2-5 мас.% на тонну готового продукта - сульфата алюминия модифицированного.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.

Пример №1

В реактор, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат с плоским днищем и крышкой из коррозионно-стойкой стали объемом 7,4 м3, из репульпатора при работающей мешалке загружают гидроксид алюминия в виде суспензии при соотношении Т:Ж=1:1. Количество загружаемого гидроксида алюминия составляет 2,0 т при влажности не более 12 мас.%. После перекачки всей суспензии начинают процесс сульфирования подачей 2 м3 серной кислоты плотностью 1824 кг/м3 и содержащей не менее 92% основного вещества. В процессе смешения серной кислоты с суспензией гидроксида алюминия происходит разогрев реакционной массы до 105-120°С с одновременным образованием сульфата алюминия. После введения всего количества серной кислоты в реакционную массу подают водную суспензию угля, имеющую плотность 900 кг/м3 и содержащую 250 кг угля и 750 кг воды (Т:Ж=1:3). После введения угля реакционная масса перемешивается до полного взаимодействия гидроксида алюминия с серной кислотой с одновременным усреднением угля по объему реактора. После окончательной корректировки плава сульфата алюминия модифицированного начинают процесс его кристаллизации. Продукт по внешнему виду представляет собой куски неправильной формы темно-серого цвета.

В результате получают 8 тонн готового продукта, содержащего, мас.%: Al2О3 - 15,1; угля - 3,4; нерастворимых в воде веществ - 0,46 и имеющего водородный показатель 3,46. Температура кристаллизации продукта 82°С.

Примеры №2-7 проведены по методике примера №1. Качество исходных реагентов при проведении опытов оставалось постоянным.

Определение коагулирующей способности полученных коагулянтов в сравнении с традиционным сульфатом алюминия проводили на воде реки Кама в лабораторных условиях при дозе коагулянтов 8 мг/дм3 основного вещества в пересчете на Al2О3. Полученные результаты представлены в таблице.

Технология получения сульфата алюминия модифицированного прошла опытно-промышленные испытания с наработкой 15 тонн товарного продукта в виде кристаллогидрата темно-серого цвета.

Сравнительная оценка коагулирующей способности сульфата алюминия модифицированного по отношению к сульфату алюминия по ГОСТ 12966-85, определение технологических режимов узла приготовления и дозирования реагентов, камеры хлопьеобразования и фильтров проведены на производственной установке УПВ-50 при расходе исходной воды на очистку в среднем 30 м3/час. Продолжительность испытаний составила 300 часов. Получены положительные результаты.

Очистка воды реки Кама коагулянтами, полученными по предлагаемому способу, в сравнении с традиционным сульфатом алюминия при температуре воды менее 5°С
№ п/п
Отношение Т:Ж
Фракция угля, мм
Температура кристаллизации, °С
Характеристика коагулянтаОчистка Н2O, доза Al2O3 - 8 мг/дм3
Примечание
Al2O3
мас.%
уголь мас.%рНмутность,
иг/дм3
цветность, град.рНFe,
мг/дм3
Al,
мг/дм3
окисляемость,
мг O2/дм3
11:3<0,5008214,63,43,460,20107,30,060,154,4
21:3<0,5008114,91,03,200,70137,30,110,204,9
21:3<0,5008013,65,53,500,80107,20,120,254,6
41:3<0,5007914,53,03,400,35117,30,060,204,5
5--8015,0-3,251,20127,30,270,425,3
6*1:2<0,5008116,03,03,400,42117,30,250,274,5
7*1:4<0,5007913,53,03,400,80107,30,210,204,5
2,753,07,90,71отс.10,7Исходная вода
1,5206-90,300,25,0Нормы Сан ПиН
2.1.4.1074-01
6* - водная суспензия угля транспортируется с трудом. 7* - снижена производительность за счет увеличения времени кристаллизации.

Способполучениясульфатаалюминиямодифицированного,включающийподачусернойкислотойвсуспензиюгидроксидаалюминиясразогревомреакционнойсмеси,введениезатравки,выдержкуреакционнойсмесипри105-120°Сипоследующуюкристаллизациюполученногоплава,отличающийсятем,чтопослеподачивсегоколичествасернойкислотывреакционнуюсмесьвводятзатравкуввидеводнойсуспензииугляфракциейменее0,5ммссоотношениемТ:Ж=1:(2,0-4,0),приэтомколичествовведенногоуглявсульфатеалюминиямодифицированномсоставляет2-5мас.%.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 10.
20.03.2013
№216.012.2fb2

Брикетированное твердое топливо

Изобретение относится к области разработки эффективного брикетированного твердого топлива для бытовых отопительных печей, каминов, подогревательных устройств теплового водоснабжения, автономных электрогазогенераторов. Описано брикетированное твердое топливо, включающее отсевы активного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477745
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.10.2013
№216.012.79dc

Способ изготовления топливных брикетов

Изобретение относится к способу изготовления топливных брикетов, включающему измельчение горючих твердых компонентов, их смешение со связующим, прессование и сушку брикетов, отличающемуся тем, что в качестве горючих твердых компонентов используют утилизируемые артиллерийские пороха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496858
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.04.2019
№219.017.00a9

Способ получения сорбента-катализатора

Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано в процессах очистки отходящих промышленных газов или в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания. Способ получения сорбента-катализатора включает пропитку зерен основы добавками меди, хрома и серебра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02202410
Дата охранного документа: 20.04.2003
10.04.2019
№219.017.00c8

Способ получения порошкообразного активного угля

Изобретение относится к технологии получения активного угля, используемого для очистки питьевой воды, химико-фармацевтических препаратов, сточных вод и различных растворов и жидкостей от примесей органических веществ. Предложен способ получения порошкообразного активного угля, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02208581
Дата охранного документа: 20.07.2003
10.04.2019
№219.017.00d3

Фильтрующе-поглощающая коробка газодымозащитного комплекта

Фильтрующе-поглощающая коробка относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания от вредных веществ. Фильтрующе-поглощающая коробка газодымозащитного комплекта состоит из корпуса, дна с фильтром и разделенных слоев осушителя-поглотителя и гопкалита, влагосодержание которых не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02206351
Дата охранного документа: 20.06.2003
10.04.2019
№219.017.018b

Способ получения дробленого активного угля

Изобретение относится к технологии получения активного угля на основе полимерных материалов с наполнителем и может быть использовано в медицине при получении энтеросорбента для поглощения токсинов и выведения из организма радиоактивного йода, а также для очистки газов и паров. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02221745
Дата охранного документа: 20.01.2004
10.04.2019
№219.017.01a7

Адсорбент для средств защиты

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для поглощения органических паров (бензол, толуол, циклогексан и т.п.), неорганических газов и паров (гидрид серы, циан водорода, хлор и т.п.), кислых газов и паров (диоксид серы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02229929
Дата охранного документа: 10.06.2004
10.04.2019
№219.017.01d6

Адсорбент для средств защиты

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для поглощения аварийно-химически опасных веществ ингаляционного действия. Адсорбент для средств защиты, содержащий активный уголь, импрегнированный оксидами и солями меди и хрома,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02218985
Дата охранного документа: 20.12.2003
29.06.2019
№219.017.9bc2

Способ получения поглотителя

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано в производстве сорбентов, используемых для очистки воздуха от вредных выбросов, содержащих токсичные газы, пары органических веществ и аммиака. Способ включает импрегнирование активного угля раствором хлористого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02216399
Дата охранного документа: 20.11.2003
29.06.2019
№219.017.a217

Способ получения гидроксохлорида алюминия

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получения гидроксохлорида алюминия, применяемого в системах водоподготовки, очистки сточных вод, медицинских препаратах и парфюмерно-косметических изделиях. Исходный раствор высокоосновного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02186731
Дата охранного документа: 10.08.2002

Похожие РИД в системе