PL136901B1 - Method of dewatering hardly flocculating precipitates - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odwadniania osadów trudnoflokulujacych, nadajacy sie szczególnie do odwadnia¬ nia osadów tworzacych slabe wiazania adsorpcyjne z flo- kulantami, powodujac w efekcie powstawanie flokul i nie¬ wielkiej wytrzymalosci mechanicznej, latwo ulegajacych destrukcji i z tego powodu nie podatnych na zabiegi konsoli¬ dujace w procesie odwadniania.Znane sa dwa podstawowe sposoby destabilizacji za¬ wiesin ciala stalego w wodzie, to jest koagulacja i flokukcja.Makroskopowy efekt koncowy obu zjawisk jest bardzo podehny i dlatego, szczególnie w przemysle terminy te casjtto stasuje gla zamiennie. Natomiast zjawiska mikro- steemm lezace H ich podstaw iA bardzo odmienne i dla* tego widie fizykochetniciiiych i mechanicznych wlasciwosci róifii #!f krancowo dla osadów 5flokukwanych i stooagulo- weaycfe.Koagulacja jest procesem ftgrefacji czastek fazy zdysper* grtfttfalsf na*t#ujecym w *yniku nnnk§szenia sie elektrycz¬ nego odpychania, dzialajacych miedzy czastkami ciala sta¬ lego o jednoimiennym elektrycznym ladunku powierzchnio¬ wym. Zmniejszenie sil elektrostatycznego odpychania mozna osiagnac przez zmniejszenie powierzchniowego ladunku elektrycznego, skompensowanie tego ladunku na niewielkiej, rzedu kilku nanometrów odleglosci od powierzch¬ ni przez jony wielowartosciowe przeciwnego znaku oraz zmniejszenie grubosci podwójnej warstwy elektrycznej.Efekty te osiaga sie przez odpowiednia zmiane stezenia jonów potencjalotwórczych w zawiesinie, wprowadzenie odpowiednich wielowartosciowych przeciwjonów do zawie¬ siny oraz przez zwiekszenie sily jonowej roztworu. 10 te 20 25 30 Flokulacja polega na polaczeniu czastek zawiesiny lan¬ cuchami weglowodorowymi flpkulanta, którego czasteczki ftdaorbujg sie na powierzchni róznych czastek, Powstale w ten sposób agregaty caprtek pierwotnych — tak zwane flokuly szybko tedyrnentuja. W przypadku zawiesin niejed¬ norodnych, zawierajacych rózne rodzaje zdysoergowanych cial Calych, stosuje sie czasem w praktyce przemyslowej najpierw koagulanty, a potw flok^aaty, co pozwaja na pewna oszczedno** flok^lantów, ctjo^az nje raa wiekszego wplywu na sile wiazania flokjalant — powierzchnia czastki.Cflrioitewaay wad zawiera w przesfraeaijLcli micAsy- c2#ste««kowycHdlii*iWeiwody- wilgotno^ takiego osadu mim prwkraczac 90%. Fikaly takie Latwo ulegaja de* stnrfM^podwptoropi^ wiaus^e powierzehais garna - czaj&i flokulanta sa d< milsiinmig ailiift **& iwl/f'yiitlYWf"M rorrhaniCTnf nriitoiBrinri'- nio lagodne, osad «|§ga zjlwwkom agleragtacji znaaym oa trzytfed % mm pemtowap Pi&nri747p.W praktyce spotyka sie jednak osady, na przyklad czy¬ sty kalcyt lub czysty dolomit, wykazujace niskie powino¬ wactwo wobec powierzchni stosowanych flokulantów.Zastosowanie odpowiednio wysokich dawek flokulanta wprawdzie pociaga za soba przyspieszenie szybkosci sedy¬ mentacji, otrzymane flokuly charakteryzuja sie jednak niska odpornoscia na bodzce mechaniczne, stad sa zupelnie niepodatne na zabiegi zmierzajace do ich aglomeracji.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze przez wprowadzenie na powierzchnie osadu srodka aktywujacego, adsorbujacego sie na tej powierzchni specyficznie (tzn. równiez za pomoca innych oddzialywan niz elektrostatyczne) i korzystnie two- 136 901136 901 3 rzacych trwale polaczenia z czastkami flokulanta* uzys¬ kuje sie znaczne zwiekszenie sil wiazania flokulant — osad.Zmc^y/lkowa^y osad latwo mozna po sflokulowaniu poddac skutecznej aglomeracji i konsolidacji, na przyklad przez zderzanie flokul z odpowiednimi przegrodami czy scianami naczynia. Jak, stwierdzono, aktywacja jest wtedy skuteczna, jezeH adsorpcja jonów aktywuj icych zachodzi na powierzchni osadu, co w zadsadniczy sposób odrózniaja od koagulacji.Jony koagulujace bowiem adsorbuja sie zawsze w warstwie przeciwjonów silami elektrostatycznymi. Ponadto koagu¬ lacja jako taka prowadzi do destabilizacji zawiesiny, zas aktywacja nie prowadzi do destabilizacji i w celu zdestabili¬ zowania ukladu konieczne jest wprowadzenie do zawiesiny flokulanta. Dzialanie aktywujace, jak sie okazalo, posiadaja przede wszystkim wielowartosciowe jony nieorganiczne, ich formy zhydroksylowane np. Fe(OH)2+, jony organiczne i czasteczki obojetne.Proces aktywacji przy uzyciu wymienionych srodków prowadzony jest przy scislej regulacji pH roztworu, ze wzgle¬ du na wplyw pH na adsorpcje jonów aktywujacych, a takze nawlasciwosci molekul flokulanta wroztworze.Istota wynalazkujest sposób odwadniania osadów trudno- flokulujacych, w którym do zawiesiny wprowadzacie roz¬ twór zawierajacy jony wielowartosciowe i roztwór flokulan¬ ta, charakteryzujacy sie tym, ze roztwory aktywujace, adsorbujace sie na powierzchni osadu specyficznie dodaje sie w ilosci nie przekraczajacej 10% w stosunku do masy od¬ wadnianego osadu w przeliczeniu na sucha mase. Jako roztwór adsorbujacy sie na powierzchni osadu specyficznie stosuje sie roztwór zawierajacy wielowartosciowe jony nieorganiczne Fe+3, Fe+2, Al +3, Cu +2, lub ichformy zhydro- lizowane, lub jony organiczne kwasów tluszczowych, lub czastki obojetne, takie jak Fe(OH)3, Zn(OH)2, Al(OH)3.Przyklad I. Do 11 zawiesiny zawierajacej 100 g/l wysokozdyspergowanego czystego zelaza klasy 60 um do¬ dano 50 ml suspensji, zawierajacej 10 g straconego wodoro¬ tlenku zelaza Fe(OH)3. Nastepnie zasada sodowa doprowa¬ dzono pH zawiesiny do 7 i dodano 80 ml wodnego roztworu flokulanta poliakryloamidowego** o ciezarze czasteczkowym 5 000 000 zawierajacym 1 g polimeru w 1 ml, co odpowiada dawce 800 g polimeru na tone zelaza. Sflokulowana za¬ wiesine poddano zabiegowi aglomeracji w urzadzeniu ro¬ tacyjnym zaopatrzonym w progi.Przyklad II. Do 1 1 suspensji o gestosci 100 g/l czys¬ tego weglanu wapniowego dodano 10 ml roztworu FeCl3 o stezeniu 0,07 m/l. Mieszajac zawiesine doprowadzono pH roztworu do wartosci 7,5 przez dodanie roztworu NaOH.Nastepnie wprowadzono wodny roztwór flokulanta poli- akryloamidowego o ciezarze czasteczkowym 7 000 000 za¬ wierajacy 50 mg polimeru w 50 ml roztworu, co wynosi 500 g polimeru na tone CaCC3. Sflokulowana zawiesine poddawano zabiegom jak w przykladzie I.P r z y k l a d III. Do 1 1 suspensji zawierajacej 150 g 4 weglika krzemu o uziarnieniu 60 um dodano, ciagle miesza¬ jac 23 mg olejami sodowego, co stanowi 150 g/t SiC, po czym dodano wodny roztwór polimeru zawierajacy 15 mg flokulanta poliakryloamidowego kationowego o ciezarze 5 czasteczkowym 7 000 000, co wynosi 100 g polimeru na tone SiC. Sflokulowany osad (szybko sedymentujacy) oddzielono od cieczy przez dekantacje. Osad ten nadawal sie do dalszych zabiegów odwadniajacych znanym sposobem.Przyklad IV. Do 1 1 zawiesiny zawierajacej 100 g/l 10 wysokozdyspergowanego czystego MgC03 o ziarnach 60 (im dodano 3 ml roztworu chlorku zelazowego o ste¬ zeniu 0,05 m/l i pH=9 (zelazo znajduje sie wówczas w posta¬ ci jonów Fe(OH)4). Nastepnie dodano wodny roztwór poliakryloamidu o ciezarze czasteczkowym 7 000 000 zawie- 15 rajacy 50 mg polimeru w 50 ml roztworu, co stanowi dawke 500 g polimeru na tone MgC03.Przyklad V. Do 1 1 suspensji czystego CaCOB o zawartosci 100 g/l dodano 10 ml roztworu FeCl2 o ste¬ zeniu 0,1 m/l i pH zawiesiny doprowadzono do wartosci 8, 20 dodajac NaOH. Do mieszaniny wprowadzono wodny roztwór flokulanta poliakryloamidowego o ciezarze cza¬ steczkowym 7 000C00 zawierajacego 50 mg polimeru na tone CaC03. Sflokulowana zawiesine poddano zabiegom jak w przykladzie I. 25 p r z y k l a d VI. Do 1 1 suspensji czystego CaC03 o zawartosci 100 g/l dodano 10 ml roztworu A1(N03)3 o stezeniu 0,1 m/l i pH zawiesiny doprowadzono do wartosci 8 dodajac NaOH. Do mieszaniny wprowadzono wodny roz¬ twór flokulanta poliakryloamidowego o ciezarze czastecz¬ ko kowym 7 000000 zawierajacego 50 mg polimeru na tone CaC03. Sflokulowana zawiesine poddano zabiegom jak w przykladzieI.Przyklad VII. Do 1 1 suspensji czystego CaC03 o zawartosci 100 g/l dodano 10 ml roztworu CuS04 o ste- 35 zeniu 0,1 m/l i pH zawiesiny doprowadzono do wartosci 8 dodajac NaOH. Do mieszaniny wprowadzona wodny roztwór flokulanta poliakryloamidowego o ciezarze cza¬ steczkowym 7 000000 zawierajacego 50 mg polimeru na tone CaCOa. Sflokulowana zawiesine poddano zabiegom 40 jak w przykladzie I.Zastrzezenie patentowe Sposób odwadniania osadów tnidnoflokulujacych, w któ- 45 rym do zawiesiny wprowadza sie roztwór aktywujacy zawie¬ rajacy jony wielowartosciowe i roztwór flokulanta, nasien¬ ny tym, zeroztwóraktywujacy,adsorbujacy sie na powierzch¬ ni osadu specyficznie dodaje sie w ilosci nie przekraczajacej 10 % w stosunku do masy odwadnianego osadu w przeli- 50 czeniu na sucha mase, przy czym zawiera on wielowarto¬ sciowejony nieorganiczne Fe+3, Fe+2,Al+3,Cu+3lub ich for¬ my zhydrolizowane, lubjonyorganicznekwasówtluszczowych lub czastki obojetne takie jak Fe(OH)3, Zn(OH)2, Al(OH)3.LDf Z-d % z* 203/1400/a«/», n. ftS+20 egz.Cena 100 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób odwadniania osadów tnidnoflokulujacych, w któ- 45 rym do zawiesiny wprowadza sie roztwór aktywujacy zawie¬ rajacy jony wielowartosciowe i roztwór flokulanta, nasien¬ ny tym, zeroztwóraktywujacy,adsorbujacy sie na powierzch¬ ni osadu specyficznie dodaje sie w ilosci nie przekraczajacej 10 % w stosunku do masy odwadnianego osadu w przeli- 50 czeniu na sucha mase, przy czym zawiera on wielowarto¬ sciowejony nieorganiczne Fe+3, Fe+2,Al+3,Cu+3lub ich for¬ my zhydrolizowane, lubjonyorganicznekwasówtluszczowych lub czastki obojetne takie jak Fe(OH)3, Zn(OH)2, Al(OH)3. LDf Z-d % z* 203/1400/a«/», n. ftS+20 egz. Cena 100 zl PL