Разработка технологии получения гранулированных коагулянтов

• Автор: Смирнов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Общие сведения о промышленных коагулянтах

1.2 Методы получения и гранулирования сульфата алюминия,

его свойства и применение

2 Цель и постановка задачи исследования

3 Исследование термической устойчивости плавов сульфата алюминия

4 Исследование свойств плавов сульфата алюминия 4Л Определение адгезии и смачивания плавов сульфата алюминия

поверхностей различных материалов

4.2 Определение температуры кипения и температурной депрессии плавов сульфата алюминия
4.3 Определение температуры кристаллизации плавов
сульфата алюминия
4.4 Определение плотности плавов сульфата алюминия
4.5 Определение вязкости плавов сульфата алюминия
5 Исследование гранулирования плавов сульфата алюминия на
поверхностях гранулирования
5.1 Описание лабораторной установки
5.2 Изучение влияния диаметра сопла фильеры на массу
получаемых гранул
5.3 Изучение влияния концентрации плавов сульфата алюминия
на массу получаемых гранул
5.4 Определение времени отверждения плавов сульфата алюминия
на поверхности гранулирования
5.5 Определение высоты установки фильеры над поверхностью гранулирования
5.6 Изучение истечения плавов сульфата алюминия из сопел
различных диаметров
6 Исследование гранулирования плавов сульфата алюминия в жидких
средах
6.1 Исследование гранулирования плавов сульфата алюминия в насыщенном растворе сульфата алюминия
6.2 Изучение взаимодействия изопропилового спирта с насыщенным раствором сульфата алюминия
6.3 Исследование гранулирования плавов сульфата алюминия в среде ИПС раствор сульфата алюминия
6.4 Исследование гранулирования плавов сульфата алюминия
в слое ИПС
7 Физикохимические свойства гранулированного сульфата алюминия
7.1 Свойства продуктов, полученных гранулированием
на охлаждаемую металлическую поверхность
7.2 Свойства продуктов, полученных гранулированием в слой ИПС
8 Рекомендуемые принципиальные технологические схемы
получения гранулированного сульфата алюминия
8.1 Принципиальная технологическая схема получения гранулированног о сульфата алюминия на ленточном грануляторе
8.2 Принципиальная технологическая схема получения гранулированного сульфата алюминия в грануляционной башне
Выводы
Список литературы


Использование солей магния позволяет сократить продолжительность хлопьеобразования. Снижение температуры очищаемой воды практически не уменьшает эффективность ее очистки. Соли кальция используют для обесцвечивания сточных вод производства сульфатной целлюлозы. Применяют в качестве коагулянтов оксихлорид циркония, сульфат циркония или их смесь с кремневой кислотой [8]. Большой эффект при очистке воды дает применение смешанных коагулянтов, представляющих собой смесь солей алюминия и железа. В этом случае значительно расширяется область оптимальных значений pH благодаря разнообразию продуктов гидролиза и физико-химических свойств последних ]. Для очистки природных и сточных вод в качестве коагулянта используют водную суспензию гидроксокарбоалюмината кальция [9]. Особенностью гидроксокарбоалюхмината кальция является способность образовывать с водой суспензию с однородной дисперсной фазой, обладающей большой активной поверхностью, причем размер частиц твердой фазы может регулироваться при производстве коагулянта. В последнее десятилетие в водоочистке наряду с минеральными начинают применяться органические коагулянты - водорастворимые катионные полимеры, которые в основном используются для очистки сточных вод и более полного обезвоживания осадков. Положительно заряженные макромолекулы органических коагулянтов взаимодействуют с отрицательно заряженными коллоидными частицами загрязнений в воде, вызывая их дестабилизацию и слипание частиц с образованием более крупных агрегатов. Стоимость органических коагулянтов выше, чем минеральных, однако при их применении возможна более глубокая очистка воды от коллоидных и взвешенных частиц. Кроме того, отказ от добавления минеральных коа1улянтов уменьшает солесодсржание в очищенной воде, что снижает нагрузку на ионитовые фильтры и уменьшает минерализацию сточных вод. Достоинством органических коагулянтов по сравнению с минеральными является возможность применения их в значительно меньших концентрациях, использование в широком интервале pH, а также отсутствие влияния их на кислотность среды []. В процессах очистки питьевой и технической воды, а также при обработке сточных вод водоочистные сооружения нашей страны используют преимущественно алюминийсодержащие коагулянты. Виды и состав основных коагулянтов на основе солей алюминия приведены в таблице 1 [6]. Коагулянт Формула Содержание, вес. Алюмокалиевые квасцы применяют в мясной, кожевенной, текстильной промышленности, в меньших количествах - в меховой, фармацевтической и прочих. Алюмоаммонийные квасцы служат сырьем в производстве камней синтетического корунда. Следует отметить, что при использовании алюмоаммонийных квасцов в качестве коагулянта и наличии в очищаемой воде свободного хлора наблюдается образование токсичных хлораминов [8]. Однако алюминиевые квасцы как коагулянты имеют ограниченное применение, по сравнению с другими алюминийсодержащими коагулянтами. Кроме того, содержащиеся в их составе сульфаты щелочных металлов, по существу, участия в очистке воды не принимают и засоляют ее [7]. Алюминат натрия - ЫаА2 - обычно используют в качестве добавки для интенсификации процесса коагуляции примесей воды сульфатом алюминия [7]. Алюминат калия, как более дорогой продукт, в качестве коагулянта не применяется [7]. При использовании этого коагулянта интенсифицируется хлопьеобразование и ускоряется осаждение коагулированной взвеси. Значительно уменьшается расход коагулянта при очистке малоцветных вод с малым содержанием солей взвешенных частиц [7]. В работе [] рассмотрено множество различных способов получения основных хлоридов алюминия: разложением минерального сырья недостатком соляной кислоты, обработкой хлорида алюминия недостатком щелочи, термогидролизом хлорида алюминия, обработкой растворов хлорида алюминия на слабоосновных ионитах, осаждением части анионов в виде нерастворимых соединений, растворением металлического алюминия в его хлориде, диафрагменным и бездиафрагменным электролизом. В качестве коагулянта известно использование дигидроксосульфата алюминия (ДГСА) - А(4)2(ОН)2- Н [7].