PL23437B1 - Sposób stracania zawiesin. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu stracania zawiesin w celu wydzielenia z nich materjalu zawieszonego.Sposób niniejszy dotyczy zwlaszcza stracania zawiesin wodnych, których wiel¬ kie ilosci napotyka sie w przemysle, jak np. z wód szlamowych w plóczkach wegla, wód sciekowych, wód odplywowych z far- biarn oraz wód z zawiesina gliny, lupku, sadzy z kominów, miazgi papierowej i tym podobnych. W zawiesinach tych czastki materjalu zawieszonego czesto znajduja sie czesciowo w stanie koloidalnym lub pólkoloidalnym, wskutek czego wydzie¬ lanie czastek tych w celu odzyska¬ nia wzglednie oczyszczenia cieczy, w której sa one zawieszone, przedsta¬ wia znaczne trudnosci. Innemi zawiesi¬ nami, których stracanie napotyka na po¬ dobne trudnosci, sa jeszcze: ciecze odpado¬ we, woda zanieczyszczona z wszelkiego ro¬ dzaju zakladów przemyslowych, z zakla¬ dów prazenia rud oraz z zanieczyszczonych olejów (t, j. olejów, zawierajacych pyl,kurz lub inne czastki); naleza do nich rów¬ niez zawiesiny, stracone zapomoca odczyn- * tfik^w chemicznych w jos|$ci koloidalnej, kjtóry^jedri^ o- trzyfriany przez dodanie^ wodorotlenku wapnia do wody twardej; zawierajacej dwuweglan magnezu, a drugim — koloidal¬ ny siarczan baru, stracony chlorkiem baru z kwasnych lub obojetnych roztworów siar¬ czanów; osady te sa w stanie bardzo mial¬ kiego rozdrobienia i bardzo trudne do fil¬ trowania. ^ 7;; i yi p ? rc'"', ] r -:: v Powszechnie przyjety sposób wydziela¬ nia czastek zawiesiny z cieczy polega na tern, ze osadza sie zaWiefcine^ a nastepnie ciecz odlewa sie lub filtruje. W zastosowa¬ niu jednak do duzych ilosci zawiesin, za¬ wierajacych znaczna ilosc czastek o posta¬ ci koloidalnej litb pólkoloidalnej, sposób ten posiada wiele wad, gdyz wymaga dlu¬ giego czasu lub znacznych powierzchni, po-, trzebnych na urzadzenie zbiorników lub sadzawek, przyczem jest tylko czesciowo skuteczny.Celem niniejszego wynalazku jest ula¬ twienie oddzielania zawieszonych czastek z zawiesin przez oddzialywanie na zawie¬ sine zelem, wywolujacym stracanie sie platków, co powoduje skupianie sie zawie¬ szonych czastek w platki lub klaczki i przyjmowanie stanu, który pozwala na la¬ twe usuniecie ich z osrodka, w którym sa one zawieszone, przez osadzanie, filtrowa¬ nie lub przez osadzanie i filtrowanie.Wedlug sposobu niniejszego w celu wy¬ dzielania zawieszonych czastek nalezy do zawiesin dodawac zelu w platkach, otrzy¬ manego przez poddawanie dzialaniu ciepla mieszaniny materjalu amylowego i soli obo¬ jetnej, oraz mieszanie dopóty, az komórki materjalu amylowego zaczna pekac, a ca¬ losc utworzy gesta i kleista mase ciastowa- ta.Podczas przyrzadzania zelu w platkach stwierdzono, ze najlepiej jest stosowac sól lub mieszanine soli, które wchlona celulo¬ zowe tlonki komórek amylowych, to zna¬ czy utworza mase, która posiada budowe zelu i postac wyraznie lepkiego roztworu, przyczem stwierdzono, ze do tego celu naj¬ lepiej nadaje sie zwlaszcza mieszanina chlorku wapnia i chlorku cynku.Próbowano juz przyrzadzac zele amy- lowe, wywolujace stracanie sie platków, np. przez polaczenie fizyko-chemiczne ma¬ terjalu amylowego z wodorotlenkami w temperaturze, która zapobiega pekaniu blo¬ ny komórek (np. patent angielski Nr 322798) i przez elektryczne pobudzanie ko- -mórek amylowych w temperaturze, dosta¬ tecznej jedynie do rozszerzania sie komó¬ rek, lecz nie wywolujacej ich pekania (np. patent angielski Nr 405038). Proponowano równiez przyrzadzac mieszanine, nadajaca sie do stracania w platkach cial stalych i do innych celów, przez prazenie krochmalu do temperatury zblizonej, lecz nizszej od temperatury, w której nastepuje zweglanie, zmielenie wyprazonego krochmalu i od¬ dzialywanie roztworem amonjaku (patent angielski Nr 157887). Wynalazek niniej¬ szy rózni sie od powyzszych sposobów tern, ze materjal amylowy podgrzewa sie i mie¬ sza z sola obojetna az do wywolania pe¬ kania komórek materjalu amylowego i o- trzymania gestego ciasta przezroczystego, posiadajacego budowe kleista. Ciasto to za¬ chowuje swe dzialanie, wywolujace straca¬ nie sie platków, zasadniczo bez ogranicze¬ nia i przed uzyciem mozna je latwo roz¬ cienczyc w wodzie. Doswiadczenia wskazu¬ ja, ze wszystkie zele amylowe, wywolujace stracanie sie platków, znane dotychczas, nie zachowuja swego dzialania, powoduja¬ cego stracanie sie platków, lecz musza byc uzyte natychmiast po ich otrzymaniu, jezeli maja dzialac zupelnie skutecznie.Wedlug sposobu niniejszego przy wy¬ twarzaniu zelu, powodujacego stracanie sie platków, do krochmalu, np. krochmalu ziemniaczanego w zimnej wodzie dodaje sie, mieszajac stale, goracego roztworu soliobojetnej. Temperature okolo 70 — 150° przy stalem mieszaniu utrzymuje sie az do utworzenia gestego ciasta o kleistej budo¬ wie. Zel tworzy sie szybciej w wyzszych temperaturach. Ciasto to daje sie przecho¬ wywac przez dlugi czas, nie tracac swych wlasciwosci, wywolujacych stracanie sie platków. Przed uzyciem, nalezy ciasto roz¬ cienczyc w wodzie i dodac w malej ilosci do danej zawiesiny. Wkrótce po dodaniu zelu zawiesina przyjmuje postac klaczków lub platków, które szybko opadaja i które mozna latwo usunac.Kazdy materjal amylowy mozna przy¬ rzadzic w celu otrzymania ciasta, przyczem najlepszy jest materjal, otrzymany np. ze zboza, kukurydzy, ryzu, ziemniaków, mate- rjalu wlóknistego lub celulozowego, zawie¬ rajacego krochmal lub skrobie. O ile do¬ tychczas udalo sie stwierdzic, obecnosc protein, np. glutenu lub gliadyny (kleju roslinnego), polaczonych zwykle z kroch¬ malem, nie wywiera zadnego wplywu na wytwarzanie odpowiedniego ciasta.Azeby blonki celulozowe materjalu amylowego mogly byc rozlozone zupelnie, obojetna sól lub mieszanina soli powinna posiadac wlasciwosci nastepujace.Sól powinna rozpuszczac sie w wodzie z utworzeniem roztworu, posiadajacego lepkosc przynajmniej 3,3 razy wieksza od lepkosci wody.Temperatura wrzenia roztworu, posia¬ dajacego niezbedna lepkosc, powinna wa¬ hac sie przynajmniej w granicach 130 — 135°.Cieplo czasteczkowe rozcienczenia soli w wodzie powinno byc dodatnie i nie wiek¬ sze niz 35C€ koloryj na gramo-czasteczke.Stwierdzono, ze nastepujace sole spel¬ niaja wszystkie te warunki i daja korzystne wyniki. Chlorek wapnia + chlorek cynku, chlorek cynku, chlorek wapnia + chlorek rteci oraz chlorek magnezu + chlorek rteci.Nadaja sie do tego celu równiez rodan¬ ki litu, wapnia, magnezu, strontu, manganu i ceru same lub w polaczeniu z chlorkiem wapnia, a takze sole podwójne: rodanek sodowo-manganowy, rodanek barowo-man- ganowy i rodanek sodowo-cynkowy.Nalezy zaznaczyc, ze zwykle roztwory wodne tych soli dzialaja jako srodki do rozkladania celulozy tylko w razie spelnie¬ nia wyzej podanych warunków.Sam wodny roztwór chlorku wapnia nie rozklada zupelnie dobrze celulozy, ponie¬ waz cieplo rozcienczenia chlorku wapnia jest zbyt duze, wobec czego otrzymuje sie z materjalem amylowym stosunkowo nie¬ staly materjal zelatynowy. Dodanie chlor¬ ku cynku, chlorku rteci albo rodanku zmniejsza cieplo rozcienczenia ponizej za¬ strzezonego maximum z tym wynikiem, ze roztwór mieszaniny rozklada teraz blonki celulozowe, tworzace komórki krochmalu, a otrzymany zel jest staly.Stwierdzono, ze szczególnie dobry zel, powodujacy stracanie sie platków, mozna przyrzadzac z krochmalu, chlorku wapnia i chlorku cynku np. w sposób nastepujacy. 10 gramów krochmalu ziemniaczanego miesza sie z 20 cm3 wody. Mieszanine te przy stalem mieszaniu dodaje sie do roz¬ tworu, skladajacego sie z 5 gramów chlor¬ ku wapnia (bezwodnego) i 3 gramów chlor¬ ku cynku (bezwodnego) wj 20 gramach wo¬ dy, a calosc miesza sie gwaltownie w tem¬ peraturze 70 — 150°. W tej mieszaninie wi¬ dac dwie wyrazne zmiany. Przedewszyst- kiem mieszanina przybiera postac gesta i bardzo ciastowata, która wskazuje na okres, w którym pekaja komórki krochma¬ lu, a nastepnie po dalszem mieszaniu w tej temperaturze materjal ciastowaty przyj¬ muje stopniowo przezroczysta postac klei¬ sta i staje sie zelem. Caly przebieg trwa 15 — 20 minut.Wzgledne stezenie krochmalu, chlorku wapnia i chlorku cynku mozna zmieniac po stwierdzeniu, ze wielkosc platków lub klaczków, utworzonych w zawiesinie, zmie- — 3 —nia sie w odpowiedni sposób. Stezenia chlorku wapnia nie nalezy zwiekszac zbyt znacznie, poniewaz bardzo duze stezenia daja zel, który jest za gesty, z trudnoscia miesza sie z woda i jest niestaly w wiek- szem rozcienczeniu.Obecnosc chlorku cynku podtrzymuje zel, powodujacy stracanie sie platków, któ¬ ry daje wieksze i ciezsze platki niz przy u- zyciu samego chlorku wapnia. Oprócz tego obecnosc chlorku cynku podtrzymuje roz¬ klad peknietych blonek komórkowych i za¬ pobiega rozkladowi oraz stracaniu kroch¬ malu.Rozumie sie, ze stezenia tych zwiazków, jak równiez temperature i czas, potrzebny do zupelnego otrzymania zelu, nalezy zmie¬ niac w celu dostosowania do uzytego mate- rjalu amylowego.Stwierdzono, ze zel, wywolujacy stra¬ canie sie platków, otrzymany wedlug wy¬ nalazku, jest zdolny do wywolywania stra¬ cania sie platków natychmiast po jego wy¬ tworzeniu, lecz zdolnosc ta stopniowo zmniejsza sie w pierwszym dniu, a nastep¬ nie ciagle wzrasta w ciagu szesciu dni, az zostanie osiagniety pewien stopien latwego stracania platków, który utrzymuje sie za¬ sadniczo.Niekiedy (np. przy stracaniu platków z zawiesin w wodzie ze scieków, zawieraja¬ cej czastki zywnosci, takie jak zawiesina maczki kostnej) nie jest pozadane stosowa¬ nie zelu, zawierajacego chlorek cynku, w celu unikniecia zanieczyszczenia tych plat¬ ków cynkiem. Wtenczas materjal amylowy mozna doprowadzic do wytworzenia zelu tylko chlorkiem wapnia, aby zas zapobiec rozkladowi i straceniu krochmalu, do zelu dodaje sie 0,1 — 0,5% zwiazku organiczne¬ go, jak np. olejku aromatycznego (np. olej¬ ku cytrynowego, olejku czosnkowego) lub fenolowego zwiazku wodorotlenowego (np. fenolu lub krezolu) liib aldehydów alifa¬ tycznych alb aromatycznych (np. benzalde¬ hydu lub formaldehydu). Jest to konieczne, poniewaz sam chlorek wapnia, chociaz po¬ siada zadana lepkosc i temperature wrze¬ nia, to jednak jego roztwór wodny posiada cieplo rozcienczenia zbyt duze w celu roz¬ lozenia wszystkich peknietych komórek ziarn krochmalu. W tym celu wlasnie do¬ danie tych zwiazków zapobiega rozklado¬ wi oraz stracaniu tych komórek.Mozna równiez dodawac srodków o- chronnych przy stosowaniu roztworów in¬ nych soli, lecz stwierdzono, ze przy stoso¬ waniu roztworu, który rozklada blonki ce¬ lulozowe materjalu amylowego, otrzymuje sie cialo stale, przyczem dodanie srodka ochronnego nie jest konieczne.Jakkolwiek stwierdzono, ze zel, powo¬ dujacy stracanie sie platków, straca sku¬ tecznie wszelkie zawiesiny, posiadajace wartosc p^od 3 do 12, jednak okazalo sie, ze przezroczystosc osrodka rozpraszajace¬ go otrzymuje sie znacznie latwiej, jezeli za¬ wiesina jest nieco alkaliczna lub obojetna, np. posiada pH od 7 do 10. Stwierdzono równiez, ze stracanie platków jest zupel- niejsze i ciecz pozostaje bardziej przezro¬ czysta, gdy zawiesine zalkalizuje sie przed oddzialywaniem na zawiesine zelem.Zadana alkalicznosc mozna otrzymac przez dodanie wodorotlenków lub tlenków potasowców i metali ziem alkalicznych, np. wodorotlenków sodu i potasu oraz tlenków i wodorotlenków wapnia i baru.Nalezyte stracanie platków zawdzie¬ czac nalezy glównie bardzo wysokiemu stanowi rozproszenia zelu. Stwierdzono, ze w razie mieszania nieznacznej.ilosci zelu w duzej ilosci wody w wodzie tej tworzy sie koloidalna zawiesina zelu, przyczem kazda czastka zawieszona posiada znaczny ladu¬ nek elektryczny, udzielony jej wskutek absorbcji jonów. Wobec tego widac, ze czastki zawiesiny skupiaja sie na po¬ wierzchni zawieszonych czastek zelu i ca¬ losc opada razem jako platki.W celu wykonywania sposobu niniej¬ szego zel, powodujacy stracanie sie plat- — 4 —ków, rozciencza sie najpierw w wodzie tak, aby roztwór byl bardzo ciekly i stracal skutecznie platki. Zmieszanie z woda na¬ lezy przeprowadzic starannie, dodajac naj¬ pierw, przy ciaglem mieszaniu, ilosc wody, równa okolo 50% rozcienczonego zelu.Zwykle w ciagu 2 minut woda zostaje gwal¬ townie pochlonieta przez zel z bardzo ma- lem obnizeniem lepkosci. Potem dodaje sie stopniowo wiecej wody, mieszajac stale, az otrzyma sie zadane rozcienczenie. Jeze¬ li rozcienczanie uskutecznia sie zbyt szyb¬ ko, to zel tworzy brylki, które brudno jest rozcienczyc; wtenczas roztwór trzeba po¬ zostawic na 30 minut, a wtedy brylki pecz¬ nieja i rozpuszczaja sie szybko.Przed dodaniem zelu srodowisku roz¬ praszajacemu nadaje sie nieznaczna alka¬ licznosc (np. pH 8 — 10) zapomoca wody wapiennej lub wodorotlenku sodu, poczem miesza sie, dodajac jednoczesnie malych ilosci roztworu zelu, az doprowadzi sie do najwiekszego stracania platków.Przy plókaniu wegla dodaje sie wapna w celu podtrzymania procesu stracania sie platków z zawiesiny. Przy stosowaniu ni¬ niejszego wynalazku do takich rozproszyli nalezy miec na uwadze, ze moze zdarzyc sie niekiedy, iz rozproszymy te moga juz zgóry byc dostatecznie alkaliczne.W wiekszosci przypadków stwierdzono, ze istnieje wlasciwy zakres pH w kazdych rozproszynach, badz wegla, badz innego mineralu, w którym to zakresie stracanie platków moze byc najkorzystniej przepro¬ wadzone, i ze pozadane jest ustalenie tego zakresu na poczatku zapomoca odpowied¬ nich prób.Gatunki wapna lub jego równowaznika oraz zelu, którego nalezy dodac w celu sku¬ tecznego stracenia platków, beda zmienia¬ ly sie wraz z rodzajem zawiesiny; w wo¬ dach sciekowych z plóczki wegla stwier¬ dzono, ze ilosc zelu, równowazna 96 — 192 g nierozcienczonego zelu na 4543 litry zawiesiny, spowoduje najlepsze stracanie sie platków zawieszonych cial stalych, da¬ jac czastki o srednicy okolo 4 —» 4,5 mm.Woda z duza iloscia czastek zawieszo¬ nych, np. woda z plóczki wegla, wymaga dodania pewnej ilosci wapna i zelu, któ¬ rych mozna w razie potrzeby dodac ca¬ la ilosc, albo tez mozna ich dodawac od czasu do czasu w proporcjonalnych ilo¬ sciach.Sposób niniejszy nadaje sie zwlaszcza do oczyszczania wód sciekowych z plóczek wegla, które zawieraja zarówno wegiel, 'jak i gline; oprócz tego powoduje to nie tylko skutecznie stracanie sie platków, utworzo¬ nych z wiekszych czastek, zawartych w wo¬ dzie odplywowej, lecz równiez stracanie platków mulu. Obecnie w plóczkach wegla do jego plókania stosuje sie wielokrotnie te sama wode, np. w plóczce Baum'a, a wode odplywowa lub jej czesc oczyszcza sie przy koncu dniówki lub gdy ilosc zawie¬ szonych cial stalych staje sie tak wielka, ze dzialanie wody w plóczce nie jest dosta¬ tecznie skuteczne.Na postepowanie takie wplywaja zwy¬ kle dwa czynniki: ograniczony doplyw wo¬ dy i wielkosc urzadzenia do oczyszczania wody, jezeli nalezy uniknac zanieczyszcze¬ nia rzeki, do której odprowadza sie wode odplywowa. W celu jednak przyspieszenia wydzielania czastek zawiesiny sposobem niniejszym mozna zastosowac w praktyce obieg ciagly, w którym straca sie materjal zawieszony, oczyszcza sie wode zapomoca srodka zgeszczajacego i doprowadza sie ja ^powrotem do plókania. W ten sposób moz¬ na zmniejszyc ogólna ilosc wody, a tern samem wielkosc urzadzenia do oczyszcza¬ nia (np. filtru), oraz powierzchnie, po¬ trzebna na zbiorniki lub sadzawki.Inna wazna cecha sposobu niniejszego sa mozliwosci, jakie daje on przy czescio- wem stracaniu platków. Z wody odplywo¬ wej z plóczki wegla wieksze czastki wegla mozna oddzielac zapomoca mniej czynne¬ go srodka, stracajacego platki, np. wapna, — 5 —i zuzytkowac te czastki jako paliwo, pod¬ czas gdy gline i mul mozna nastepnie od¬ dzielic zapomoca zelu wedlug sposobu ni¬ niejszego.Sposób niniejszy mozna skutecznie sto¬ sowac do wszelkiego rodzaju zawiesin, po¬ danych wyzej, jak równiez do osadów ko¬ loidalnych lub prawie koloidalnych, otrzy¬ manych przez dodanie lugu do roztworów wodnych, np. twardej wody, zawierajacej dwuweglany magnezu lub wapnia. Doda¬ nie zelu powoduje stracanie sie platków dokladnie rozdzielonego osadu tak, ze osad ten szybko sie osadza i daje sie latwo prze- filtrowac.Utworzone platki lub klaczki sa sztyw¬ ne i wskutek wiekszych naprezen po¬ wierzchniowych opieraja sie gwaltownemu mieszaniu i ponownemu stracaniu, nie ule¬ gajac zniszczeniu. Oprócz tego platki lub klaczki posiadaja te wlasciwosc, ze wysy¬ chaja z latwoscia na filtrze bez wzgledu na to, czy stosuje sie rozprezanie powietrza, czy tez tego zabiegu nie stosuje sie, wsku¬ tek czego czastki zawiesiny pozostaja w stanie grubszego proszku, wolnego od mu¬ lu lub szlamu, wystepujacego przy uzyciu innych zelów. Po przefiltrowaniu scieków kanalizacyjnych pozostaje gesty osad na papierze filtracyjnym, który pozostaje wil¬ gotny i szlamowaty nawet po kilku godzi¬ nach. Jezeli natomiast wedlug wynalazku najpierw spowoduje sie stracenie sie plat¬ ków, a potem dopiero wody sciekowe prze- fiitruje, to otrzymuje sie osad na filtrze, który bardzo predko wysycha i moze slu¬ zyc do dalszego uzytku. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób stracania zawiesin i oddzie¬ lania od nich czastek cial stalych, znamien¬ ny tern, ze do zawiesiny dodaje sie zelu, powodujacego stracanie sie platków i o- trzymanego przez poddanie dzialaniu cie¬ pla w wyzszej temperaturze mieszaniny materjalu amylowego i obojetnej soli oraz mieszanie, az komórki materjalu amylowe¬ go pekna, a calosc utworzy gesta i kleista mase ciastowata.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie zel, który otrzymu¬ je sie przez dodanie wodnego ciasta kroch¬ malu do goracego roztworu wodnego obo¬ jetnej soli lub mieszaniny soli przy gwal- townem mieszaniu ciaglem oraz przez o- grzewanie mieszaniny, az komórki kroch¬ malu zaczna pekac, a calosc utworzy ge¬ ste ciasto kleiste.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie zel, dodany do wodnego roztworu obojetnej soli lub mie szaniny soli, posiadajacej dodatnie cieplo rozcienczenia, nie wieksze niz 3500 kalo- ryj na gramo-czasteczke, i dajacej roztwór, którego lepkosc jest 3,3 razy wieksza od lepkosci wody, oraz temperature wrzenia przynajmniej 130 —135°.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie obojetna sól chlorku wapnia, zmieszanego z chlorkiem cynku lub chlorkiem rteci.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze przed traktowaniem zawie¬ sinie nadaje sie jej odczyn zasadowy.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze do rozpuszczonego w zimnej wodzie krochmalu dodaje sie przy stalem mieszaniu goracego roztworu obo¬ jetnej soli lub mieszaniny soli w celu otrzy¬ mania mieszaniny, zawierajacej prawie równe czesci wagowe krochmalu i soli, po- czem miesza sie gwaltownie mieszanine, utrzymujac temperature 50 — 150°, az o- trzyma sie materjal ciastowaty, który jest przezroczysty i posiada kleista budowe.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamien¬ ny tern, ze 10 czesci wagowych krochmalu, rozpuszczonego w zimnej wodzie, dodaje sie przy ciaglem mieszaniu do roztworu 5 czesci wagowych chlorku wapnia (bezwod¬ nego) i 3 czesci wagowych chlorku cynku — 6 —(bezwodnego) w temperaturze 10 -^ i5óó, przyczem utrzymuje sie te temperature i ciagle mieszanie tak dlugo, az otrzyma sie ciastowaty materjal, który jest przezro¬ czysty i posiada kleista budowe,
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze do zelu dodaje sie srodka ochronnego, np. olejku aromatycznego, fe¬ nolu, aldehydu alifatycznego lub aldehydu aromatycznego, Emlyn Anthracite Colliery Limited. Zastepca: Inz. S. Pawlikowski, rzecznik patentowy. t)ruk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL