Cp;: wydano drukiem dnia 1 J, 0/FR 1988 •» <""« 15, CZER, 1968 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46938 KI. 12 s KI. internat. B 01 f Instytut Chemii Ogólnej*) Warszawa, Polska BIBLIOTEKA Urzadu Patentowego wi*ui mutr.4*1'ty LrtB«f Sposób homogenizacji cieklych zawiesin surowców ilastych Patent trwa od dnia 14 lipca 1961 r.Podczas prowadzenia niektórych procesów przemyslowych zachodzi potrzeba 'sporzadzania zawiesin surowców ilastych (glin, lupków ila¬ stych, kaolinów itp.) w cieczach i przesylania tak sporzadzonych zawiesin przy pomocy pomp i rurociagów. Zazwyczaj surowce ilaste obok bardzo drobnych, koloidowych czastek zawiera¬ ja równiez czastki grubsze o srednicy kilku lub kilkunastu setnych czesci milimetra oraz za¬ nieczyszczenia grubych ziarn piasku, zwiru, okruchów skal itp. Przesylanie rurociagami przy pomocy pomp takich zawiesin natrafia na trud¬ nosci, gdyz grube czastki latwo sedymentujac zatykaja przewody, zwlaszcza w miejscach zmian kierunku lub zmniejszenia predkosci przeplywu. Obserwuje sie równiez wzmozona erozje urzadzen, np. wirników pomp wskutek erodujacego dzialania czesci grubszych zawiesin: Wiadomo jest, ze dodatek malej ilosci zwiaz¬ ków alkalicznych do zawiesiny gliny w wodzie *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Stanislaw Bretsznajder. zwieksza trwalosc tej zawiesiny oraz jej plyn¬ nosc, natomiast mala ilosc kwasu powoduje ko¬ agulacje i stracanie sie osadu.Znany sposób stosowania elektrolitów w pro¬ cesie szlamowania polega na dodawaniu elek¬ trolitu do uprzednio juz wytworzonej zawiesiny substancji ilastej w wodzie. Na ogól sa to za¬ wiesiny rzadkie o niewielkim stezeniu sub¬ stancji ilastej. Czesto dodaje sie substancje al¬ kaliczna np. Na2C03 (lub rzadziej NaOH) w ce¬ lu zwiekszenia plynnosci zawiesiny, co ulatwia osadzanie sie i oddzielenie grubszych czastek np. piasku itp. od koloidowych czastek gliny.Po sedymentacji dekantuje sie zawiesine czastek gliniastych i nastepnie aby oddzielic je od cie¬ czy dodaje sie np. elektrolitu kwasnego (H2SOA; alunu, siarczanu glinu itp.), przy czym naste¬ puje koagulacja drobnych czastek w wieksze i ich opadanie. Zageszczony szlam filtruje sie i uzyskuje w koncu produkt szlamowany.Znane jest równiez dodawanie elektrolitu do mas z gliny odlewanej do form. W tym przy¬ padku stosuje sie elektrolity rozrzedzajace np.NaaCOs, NaOH, które dodaje sie do uprzednio zarobionej gliny z woda. Dodawanie do tego ro¬ dzaju mas z gliny elektrolitów kwasnych, ko- agulujacych na ogól nie stosuje sie ze wzgledu* na HfBtsmmtnie" ca^j jp|«r, |rzez co traci ona t\mm\ mu iiwisiii^ stctowa- tde *ftEtota»H|&w JMftifeyeh ma tylka miejs« wówczas, o ile masy te zostana uprzednio spo- rzadzone i poddane pewnej mechanicznej lub fizykochemicznej preogóbcfe, np. po szlamowa¬ niu albo przy prasottmiMM Jtafctaltek w celu ich utrwalenia.We wspomnianych wyzej oraz w podobnych innych znanych sposobach stosowania efe&Ure*- litów daje slife yjtN&aiyt zasadnicza «echa zffa*- mienna, a rntEtiirtete, ze elektrolit dodaje sie zawsze do upiJBttfLio sporzadzonej zawiesiny w wodzie oraz ze nastepnie albo, jak np. przy szltnwwattia na ogól najpierw dodaje sie al- kalcsay elektrolit retraedzajacy (utrwalajacy roztwór koloidowy) a po szlamowaniu elektro¬ lit kwsiny, jwrzy czym elektrolity dobiera sie tak aby ma wzajemnie neutralizowaly, albo jak np. przy przygotowaniu masy z gliny odlewanej w formy dodaje sie alkaliczny elektrolit rozrze¬ dzajacy, albo tez, jak w przypadku mas pod¬ danych uprzednio pewnej mechanicznej lub fi¬ zykochemicznej przeróbce np. w celu utrwale¬ nia ksztaltu wyprasowanego dodaje sie elektro¬ lit kwasny.Celem wymalazku jest otrzymanie homoge¬ nicznej zageszczonej mieszaniny, w której by za¬ warte czastki nie wykazywaly tendencji do szybkiej sedymentacji. Usilowania uzyskania hooaageiiicznei trwalej zawiesiny przez doda¬ nie elektrolitu, po uprzednim sporzadzeniu za¬ wiesiny gliny w wodzie nie dawaly pozadanych rezultatów. W roztworze tworzyly sie bryly i tak zwane „klnekl", uniemozliwiajace pompowanie cieczy ecaz. dluzsze jej przechowywanie bez niebezpieczenstwa wytracenia sie stalych osa¬ dów* Okazalo st*„ ze niedogodnosci te mozna usu¬ nac o ile sposobem wedlug wynalazku do wody, jesocze praed roaraieszawaiem jej z glina* doda sie; kwasny elektrolit w dostatecznie duzym stejfcatór i nastepnie z. tak przygotowanym roz- twaeens miesza sse surowiec ilasty az de chwi¬ li, gdy znikna beylki statwwwiace zlepki czastek substancji ilastej. Przy takim sposobie poste¬ powania, kolejne niewielkie ilosci drobnej sub¬ stancji gliniastej przechodzac z bryl gliny w stan zawiesiny ulegaja natychmiast koagu¬ lacji i tworza drobne, jednorodne co do wiel¬ kosci czastki skoagulowane. W wyniku otrzy¬ muje sie ciecz zupelnie plynna i homogeniczna m jpdoeczesnie tak gesta, ze zawieszone w niej duze czastki nie wykazuja tendencji do szyb- Itfegst opadania. Z otrzymanej zawiesiny mozna pszj? pemocy sita lub przez sedymentacje, jednak PW mieco dluzszym okresie czasu niz dotych- oddzielic stanowiace zanieczyszczenia Ofssi grubsze takie, jak piasek, zwir, kamie¬ nie, okruchy skalne itp.P*$&y wykonane sposobem, wedftug wynalazku potwierdzily, ze w celu osiagniecia zadanego efHtta koagulacja most zachodzic szybko i ze jest konieczne duze stezenie elektrolitu. W dal¬ szych jednak badaniach, które istotnie Udosko¬ nalily wynalazek, okazalo sie, ze o ile jako dektrolit zastosuje sie równoczesnie koagulant silnie kwasny, taki jak kwas siarkowy oraz sól glinowa w postaci alunu lub siarczanu, to dzia¬ lanie koagulujace poteguje sie i wówczas wy¬ starcza uzycie roztworu o stosunkowo niewiel¬ kim stezenia kwasu i soli. Stwierdzono, ze dla uayskania opisanego efektu homogenizacji ciecz, sluzaca do sporzadzenia zawiesiny ilastej musi zawierac co najmniej 0,15% wagowych kwasu siarkowego i nie mniej niz 0,2% wagowych siarczanu glinowego lub 0,3% wagowych alunu glinowa-amonowego.Zawiesina substancji ilastej otrzymana opi¬ sanym sposobem homogenizacji jest niezwykle jednorodna. W odróznieniu od zawiesin w czy¬ stej wodzie nawet dosc grube czastki substancji ilastej pozostaja zawieszone w roztworze i po dluzszym czasie nie wykazuja tendencji do szyb¬ kiego opadania, dzieki czemu zhomogenizowa- na zawiesine mozna przesylac rurociagami bez obawy zatykania sie przewodów.W celu zorientowania w efektach, uzyskiwa¬ nych wedlug wynalazku podano w ponizszym przykladzie zestawienie trwalosci zawiesiny otrzymanej tym sposobem oraz otrzymanej rów¬ nolegle z tej samej gliny przy uzyciu samej wody.Przyklad: Z 200 kg gliny o skladzie gra- nulometrycznym: 0,6% ziarn o srednicy pow?$£J 1 mm 13,4% tt n tt Wfwkach 1—0,1 mm 28,8% „ „ „ u '' „ 0,1—0,01 mm 19,5% tt tt tt ¦; »» $t P»0l—-0,005 mm 37,7% tt tt tt sporzadzono zawiesine z UW Htrami wody. — 2 —Z tej samej ilosci tej gliny sporzadzono rów¬ noczesnie druga zawiesine stosujac nie wode, lecz 1000 litrów roztworu, zawierajacego 0,2% wagowych kwasu siarkowego i 0,35% wagowych alunu glinowo-amonowego.Po bardzo dokladnym wymieszaniu obie partie pozostawiono do odstania na przeciag 6 godzin, a nastepnie z pobliza dna pobrano próbki i oznaczono sklad granulometryczny za¬ wiesin.W przeliczeniu na sucha mase znaleziono: 1) W próbce z zawiesiny gliny w wodzie: 4,1% ziarn o srednicy powyzej 1 mm 22,8% „ „ „ w granicach 1—0,1 mm 73,1% „ „ „ ponizej 0,1 mm. 2) W próbce z zawiesiny gliny w roztworze kwasu siarkowego i alunu: 1,3% ziarn o srednicy powyzej 1 mm 16,9% , w granicach 1—0,1 mm 81,8% „ „ „ ponizej 0,1 mm.Z porównania przytoczonych wyników ana¬ liz granulometrycznych próbek, pobranych po 6-ciu godzinach widoczny jest homogenizujacy wplyw dodanego alunu i kwasu siarkowego.W zawiesinie sporzadzonej sposobem wedlug wynalazku opadanie frakcji grubych ziarn gliny odbywa sie znacznie wolniej, niz w zawiesinie takiej samej gliny w wodzie. W postepowaniu, opisanym w przykladzie nie stosowano wstepne¬ go oddzielania na sicie zwiru i kamieni od gli¬ ny, poniewaz uzyta glina prawie nie zawierala czastek o srednicach wiekszych od 2 mm. PL