Спосіб осадження суспензії

1 Спосіб осадження суспензії, що включає обробку неюногенним флокулянтом та наступний розподіл твердої і рідкої фаз відстоюванням, який відрізняється тим, що як неюногенний флокулянт використовують неюногенний внутрішньомолекулярний полікомплекс - прищеплений кополімер поліакриламіду до ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ прищеплених ланцюгів поліакриламіду в прищепленому кополімері змінюється від 38 до 49 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що флокулянт додають у КІЛЬКОСТІ 1 1 0 4 1 1 0 2 к г м 3 суспензії (3,3 10 6 - 3,3 10 4 кг на кг дисперсної фази) Винахід відноситься до способів осадження твердих частинок із водних суспензій нейоногенними флокулянтами, може використовуватись в процесах очищення природних, стічних та зворотних вод від завислих речовин, зокрема, від глинистих частинок, а також в процесах згущення рудних пульп і шламів в гірничодобувній та металургійній промисловостях Найбільш близьким до запропонованого по технічній суті та досягнутому результату є спосіб осадження частинок суспензії за допомогою нейоногенного високомолекулярного поліакриламіду Його реалізація дає високі показники швидкості осідання агрегованих частинок суспензії і ступеня освітлення рідини, але незадовільними залишаються такі параметри флокуляції, як тривалість початкового періоду первинної агрегації частинок та густина утвореного осаду В основу винаходу поставлено завдання підвищення флокулюючої здатності нейоногенної полімерної добавки, а саме значного покращення основних параметрів процесу флокуляції суспензії (підвищення швидкості основної стадії флокуляції, зниження тривалості початкового періоду первинної агрегації частинок, підвищення густини утвореного осаду) і ступеня освітлення рідини без збільшення питомої витрати флокулянту Поставлене завдання вирішується тим, що в суспензію твердих частинок, які осаджуються, додається в якості нейоногенного флокулянту внутрішньомолекулярний полікомплекс (ВПК) прищеплений кополімер поліакриламіду до ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту (ПВС-ПААм) Згідно винаходу, КІЛЬКІСТЬ прищеплених ланцюгів N в макромолекулі ПВС-ПААм змінюється від 38 до 49 і прищеплений кополімер вш додається в КІЛЬКОСТІ 1 1 0 4 - 1 1 0 2 К Г М 6 4 3 суспензії (3,3 10 - 3,3 10 кг на кг дисперсної фази) Винахід ілюструють приклади конкретного виконання з визначенням найбільш важливих параметрів процесу флокуляції Ефективність використання відомих і запропонованого способів осадження суспензії визначають на суспензії каоліну з розміром частинок Rcep - 6,5 мкм і концентрацією дисперсної фази ЗО кг м 3 В 5 циліндрів об'ємом 50 см 3 кожний засипають наважку каоліну, заливають ВІДПОВІДНИМ розчином флокулянту, закривають і інтенсивно струшують протягом 10-12 с Циліндри відкривають і вимірюють висоту освітленого стовпа по ЧІТКІЙ межі розподілу фаз через кожні 10-15 с В 6 циліндрі для порівняння знімають показники осадження суспензії без флокулянту Відомими способами в суспензію в якості нейоногенної полімерної добавки вводять високо о СО СО 23743 молекулярний поліакриламід (ПАА, = 1,2 10 Р =1,69 10 ч ланок), ПВС (Mv = 8 10\ Р = 1,82 10° ланок), або ВІДОМІ йоногенні флокулянти - Sanfloc N520 Р (Японія) та Praestol (Німеччина) Для реалізації запропонованого способу в суспензію додають нейоногенний внутрішньомолекулярний полікомплекс прищеплений кополімер ПВС-ПААм, в якому КІЛЬКІСТЬ прищеплених ланцюгів змінюється від 38 до 49 Для синтезу ПВС-ПААм використовують ПВС з M v = 8 104, акриламід та церійамонійнітрат До 0,16 г ПВС, розчиненого у 100 см 3 води, додають 0,0548 г церійамонійнітрату та 7,1 г акриламіду Реакція протікає в інертній атмосфері при кімнатній температурі Розчин переміщують протягом 24 годин і одержують прищеплений кополімер, в якому N дорівнює 38, a M v ПАА - 1 Ю 5 Для одержання ПВС-ПААм з N = 49 і тією ж самою молекулярною масою прищеплених ланцюгів до вихідного розчину ПВС додають 0,1096 г церійамонійнітрату і 14,2 г акриламіду Прищеплений кополімер ПВС-ПААм являє собою внутрішньомолекулярний полікомплекс, який утворюється в межах кожної макромолекули між основним ланцюгом ПВС і прищепленими ланцюгами ПАА за рахунок водневих зв'язків між спиртовими та амідними групами В табл 1 наведені приклади осадження суспензії каоліну відомими та запропонованим способами Приклади 1-5 свідчать про досить стабільну, але низьку флокулюючу здатність індивідуального нейоногенного ПВС Індивідуальний ПАА (приклади 6-10) суттєво перевищує ефективність дії ПВС за всіма показниками процесу флокуляції і ступенем освітлення рідини в області С > 5 10 s кг м 3, тобто в цій області концентрацій флокулянту значно більшою виявляється швидкість процесу осідання суспензії, зменшується початковий період первинної агрегації частинок, зменшується об'єм (зростає густина) утвореного осаду і падає оптична густина рідини над осадом В області С 1 10 3 ступінь освітлення рідини за допомогою ПВС-ПААм досить високий і мало чим відрізняється від такого ж для індивідуального ПАА Як свідчать дані табл 1, обидва зразки ПВСПААм за своєю ефективностю (за всіма без вийнятку показниками) значно перевищують при С 5 1 0 s к г м 3 зразок ПВС-ПААм з N = 38 зберігає своє провідне положення (приклад 14, 23 і 26), але зразок з N = 49 проявляє за основними показниками процесу флокуляції дещо нижчу флокулюючу здатність, ніж випробувані йоногенні флокулянти (приклади 19, 23 і 26) Ступінь освітлення рідини при осадженні суспензії з використанням зразків внутрішньомолекулярних полікомплексів ПВС-ПААм і в цій області концентрацій виявляється більш високим, ніж при використанні досліджених йоногенних флокулянтів Найкращі параметри процесу флокуляції і ступінь освітлення рідини за запропонованим способом спостерігаються для зразка ПВС-ПААм з N = 38 і концентрацією 1 10 2 кг м 3 суспензії (приклад 15 в табл 1) В цих умовах швидкість осідання частинок суспензії збільшується у 2,8 рази (у порівнянні з використанням ПАА, приклад 10), початкова стадія первинної агрегації частинок зовсім зникає, густина осаду підвищується у 3,6 рази, а оптична густина рідини над осадом зберігає дуже низьке значення (високий ступінь освітлення рідини), яке дорівнює значенню тієї ж величини при використанні у якості нейоногенного флокулянту ПАА Параметри процесу осадження суспензії відомими та запропонованим способами приклада СЮ3, кгм"3 1 0,1 2 0,5 3 1,0 4 Флокулянт № *ВІДН т ** ПАА см 3 1,1 12 44 0,29 1,0 12 43 0,27 1,7 11 41 0,28 5,0 2,2 11 39 0,26 5 ПВС с 10,0 2,5 11 38 0,24 6 0,1 2,3 53 48 1,21 7 0,5 3,3 33 41 0,90 8 1,0 3,9 22 35 0,20 9 5,0 5,2 7 24 0,03 10 10,0 12,7 5 18 0,03 23743 Продовження таблиці Флокулянт № СЮ 3 , приклада кг-м"3 ПВС-ПААм 11 0,1 (N=38) 12 13 *ВІДН т ** с см 3 2,6 14 39 0,55 0,5 4,4 13 ЗО 0,43 1,0 6,6 6 20 0,36 14 5,0 28,9 0 7 0,09 15 10,0 35,0 0 5 0,03 ПВС-ПААм 16 0,1 2,7 13 38 0,53 (N=49) 17 0,5 4,7 12 29 0,42 18 1,0 5,9 10 27 0,30 19 5,0 9,7 5 20 0,07 20 10,0 16,7 4 17 0,03 21 0,5 1,8 20 40 1,26 Sanfloc 22 3,2 1,25 13,7 5 0 25 5,0 13 0,49 24 0,5 1,7 23 41 1,30 25 1,0 2,9 9 29 0,84 26 Praestol 1,0 23 5,0 27,3 0 10 0,26 швидкість осідання суспензії у розчині флокулянту, віднесена до швидкості осідання суспензії у воді, * довжина початкової стадії первинної агрегації частинок, ** об'єм утвореного осаду через 1 хв після початку осідання, *** оптична густина рідини над осадом через 20 хв після початку флокуляції Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3