ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

На кафедре XT и Э ЛГТУ был разработан способ получения АКК из алюмомосиликата Михайловского месторождения.

Термоактивированный при 600°С алюмосиликат выщелачивали 20%-ной соляной кислотой при расходе 90% от стехиометрической нормы для растворения кислоторастворимых компонентов. Пульпу фильтровали. Полученный раствор коагулянта состоит, в основном, из хлоридов алюминия и железа. Для получения более эффективных коагулянтов-ОХА необходимо снизить расход кислоты до 60-70% стехиометрической нормы, что отрицательно сказывается на извлечении алюминия в раствор.

Многочисленными исследованиями установлено, что введение добавки активной (коллоидной) кремниевой кислоты к солям алюминия значительно улучшает их коагуляционные свойства. Это объясняется склонностью растворенной кремниевой кислоты к полимеризации в водных растворах. Полимеризованная кремниевая кислота выполняет ту же роль в процессах водоочистки и водоподготовки, что и органические флокулянты (полиакриламид и ВПК-432 и т.д.)

При введении кремниевой кислоты в растворы коагулянтов ускоряются процессы образования коагуляционных хлопьев, увеличивается их прочность, скорость осаждения. Кроме того, развитая поверхность полимеризованной кремниевой кислоты способствует адсорбции вредных примесей, содержащихся в промышленных сточных водах, тем самым, увеличивая глубину их очистки.

Для снижения основности хлорида алюминия и с целью введения кремниевой кислоты в раствор коагулянта мы предложили нейтрализовать полученный из глинистого материала коагулянт, содержащий хлорид алюминия, нефелином. Нефелин- это щелочной алюмосиликат, его формула (Na, К)2 О* А12О3*2 SiO2.

В настоящее время в хвостохранилищах ПО «АПАТИТ» (Мурманская область) накоплено более 500 млн. тонн этого отхода, образующегося при выделении апатитового концентрата из апатит-нефелиновых руд.

Нашими исследованиями установлено, что нефелин легко разлагается разбавленными растворами кислот (даже 3-5 %) и в растворах хлорида алюминия с образованием ОХА различной степени основности от А1 (ОН) С12 до А1(ОН)2С1.

Одновременно с алюминием в раствор извлекается и кремниевая кислота, склонная к полимеризации в кислых растворах. На практике активную кремниевую кислоту обычно получают путем нейтрализации дорогостоящего жидкого стекла серной кислотой.

В предлагаемом нами способе получение активной кремниевой кислоты происходит одновременно с образованием ОХА.
Продолжительность созревания активной кремниевой кислоты составляет 20-30% от времени полного застудневания растворов. Контроль за процессом застудневания     кремниевой     кислоты          проводили     с     применением вискозиметрического метода. Для получения устойчивых растворов коагулянта, удобных к практическому использованию, необходимо их разбавлять водой до концентрации 6г/ л по А12О3 и 4,5 г/ л по SiO2.  При этих концентрациях коагулянт может хранится в течение 10-20 часов. Более концентрированные растворы (25-30 г/ л по SiO2) необходимо использовать через 2-3 часа после приготовления.

Проведен расчет материального и теплового баланса процесса получения алюмокремниевого коагулянта. Выполнен подбор основного и вспомогательного оборудования для проведения непрерывного процесса в каскаде ректоров. Приведены технические характеристики реакторов, питателей, сборников фильтрата. Технологическая схема получения алюмокремниевого коагулянта представлена на рисунке.

Из 0,65 тонны алюмосиликата и 0, 35 тонн нефелинового концентрата с содержанием 28,6% оксида алюминия может быть получено 3,27 метров кубических раствора АКК, содержащего 35-38 г/л оксида алюминия и 40-50 г/л диоксида кремния. Алюминий находится в растворе в виде 2/3-основного хлорида.

Изучен механизм коагуляции взвешенных веществ алюмокремниевым коагулянтом в модельных водных системах. Установлено, что присутствующие в коагулянте соединения алюминия и кремниевой кислоты проявляют аддитивные свойства, обусловливая его универсальность для очистки сточных вод различного состава в широком интервале рН ( 3-9 ).

Проведенные испытания показали высокую эффективность алюмокремниевого коагулянта при очистке сточных вод от взвешенных частиц, тяжелых металлов, соединений фтора, смол, масел, нефти и нефтепродуктов, коммунальных сточных вод, вод коксохимических производств. Показано, что алюмокремниевый коагулянт является не менее эффективным, чем один из лучших коагулянтов - полиоксихлорид алюминия. Определение размера частиц продуктов гидролиза полигидроксихлорида
алюминия и алюмокремниевого коагулянта, проведенное турбидиметрическим методом, показало, что последний образует более тяжелые и крупные хлопья, что способствует интенсификации очистки воды.

Эффективность очистки промышленных сточных вод коагулянтом-флокулянтом Таблица