RU2255898C1 - Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта - Google Patents

Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта Download PDF

Info

Publication number
RU2255898C1
RU2255898C1 RU2004120708/15A RU2004120708A RU2255898C1 RU 2255898 C1 RU2255898 C1 RU 2255898C1 RU 2004120708/15 A RU2004120708/15 A RU 2004120708/15A RU 2004120708 A RU2004120708 A RU 2004120708A RU 2255898 C1 RU2255898 C1 RU 2255898C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coagulant
solid
aluminum
hmta
aluminum chloride
Prior art date
Application number
RU2004120708/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Н.У. Быкадоров (RU)
Н.У. Быкадоров
И.А. Новаков (RU)
И.А. Новаков
В.Ф. Каблов (RU)
В.Ф. Каблов
С.С. Радченко (RU)
С.С. Радченко
О.К. Жохова (RU)
О.К. Жохова
Д.А. Кондруцкий (RU)
Д.А. Кондруцкий
Original Assignee
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2004120708/15A priority Critical patent/RU2255898C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2255898C1 publication Critical patent/RU2255898C1/ru

Links

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам получения коагулянта на базе основных хлоридов алюминия. Данный коагулянт может быть использован для очистки природных и сточных вод от взвесей и обладает дезинфицирующими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам, позволяющим получать питьевую воду в экстремальных условиях при индивидуальном применении в виде таблеток. Твердый хлоралюминийсодержащий коагулянт получают из жидкого коллоидного раствора гидроксохлорида алюминия с динамической вязкостью 90-180 Па·с, который подвергают взаимодействию с гесаметилентетраамином в массовом соотношении 1:(0,01-0,10) соответственно. Процесс получения твердого коагулянта протекает при комнатной температуре без затраты энергии в течение короткого времени. Из полученного продукта легко получить таблетки, что удобно для индивидуального применения в экстремальных условиях при получении питьевой воды. 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения коагулянта на базе основных хлоридов алюминия. Данный коагулянт может быть использован для очистки сточных и природных вод от взвесей и обладает дезинфицирующим действием по отношению к болезнетворным организмам, позволяет получать питьевую воду в экстремальных условиях при индивидуальном применении.
Известен способ получения гидроксохлорида алюминия (ГОХА), заключающийся в обработке металлического алюминия хлороводородной кислотой различной концентрации (А.С. СССР, №618343, кл. С 01 F 7/56, опубл.05.08.78).
Однако в этом случае получается жидкий ГОХА, который обладает повышенной коррозионной активностью за счет свободной хлороводородной кислоты, образующейся вследствие гидролиза ГОХА. Это требует применения специальной возвратной упаковочной тары и вызывает неудобства при использовании ГОХА в качестве коагулянта в экстремальных условиях.
Для устранения этих неудобств необходимо перевести коагулянт в более удобную твердую форму.
Известен способ получения твердого ГОХА путем периодического нагрева до 70°С с последующим охлаждением до 0°С водного раствора хлорида алюминия. С течением времени при 30-40°С выделяется твердый ГОХА (Патент №49-43478, Япония, опубл. 21.11.1974).
Недостатком этого метода являются большие энергетические затраты на нагрев и охлаждение. Кроме того, резко возрастает время получения конечного продукта.
Известен также способ получения твердого ГОХА путем кипячения раствора хлорида алюминия в течение 2-4 часов с последующей сушкой распылением (Патент №390471, США, опубл. 09.09.70).
Недостатком этого метода является применение специального оборудования для слишком жидкого продукта, высокие энергетические затраты и длительное время перевода ГОХА из жидкого состояния в твердое.
Наиболее близким является способ получения твердого ГОХА путем обработки жидкого коллоидного раствора гидроксохлорида алюминия хлоридами или сульфатами металлов или природным бишофитом (Патент Ru №2122973, МКИ С 01 F 7/ 00, 7/56, опубл.10.12. 98, бюл.№34).
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известных способов, относятся следующие:
во-первых, при использовании хлоридов и сульфатов металлов, а также природного бишофита в качестве гелеобразующих компонентов наблюдается увеличение солесодержания в очищаемой воде, приводящее к стабилизации частиц взвести за счет адсорбции, что требует дополнительного расхода ГОХА;
во-вторых, уменьшается интервал дозировок, что приводит либо к стабилизации дисперсии, либо к резкому возрастанию скорости гидролиза ГОХА за счет увеличения ионной силы раствора на стадии ввода коагулянта и перемешивания. Образующиеся флокулы из продуктов гидролиза ГОХА и дисперсной фазы очищаемой воды разрушаются, трудно оседают в отстойниках. Это приводит к уменьшению производительности фильтров. Кроме того, резко сокращается время цикла работы фильтров;
в-третьих, некоторые хлориды и сульфаты металлов и природный бишофит, введенные в ГОХА для перевода его в твердое состояние, сообщают ему гигроскопичность, что приводит к слеживаемости при длительном хранении в неблагоприятных условиях.
В предлагаемом изобретении решается важная задача получения твердого основного хлорида алюминия, применяемого в качестве коагулянта и обладающего высокой противомикробной и противобактериальной активностью при очистке природной воды в экстремальных условиях.
При реализации предлагаемого способа получения твердого ГОХА получают следующий технический результат:
во-первых, процесс получения твердого ГОХА идет при значительно меньшей концентрации гексаметилентетрамина, который является структурирующим агентом, что снижает стоимость конечного продукта, а также дополнительно не вносит в очищаемую воду веществ, ухудшающих качество очистки;
во-вторых, полученный твердый продукт обладает сильным противомикробным и противобактериальным действием, поскольку предлагаемый реагент применяют в медицине как дезинфицирующее вещество;
в третьих, полученный твердый коагулянт обладает более высокой флокулирующей активностью (более крупные хлопья, чем при применении солей и природного бишофита). Это связано с тем, что при гидролизе полученного коагулянта высвобождается четырехзарядный катион, который служит дополнительным коагулирующим агентом;
в-четвертых, структурирующий агент в кислой и нейтральной средах обладает большим положительным зарядом по сравнению с применяемыми электролитами, что позволяет уменьшить концентрацию структурирующего агента по сравнению с прототипом.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что берут жидкий коллоидный раствор гидроксохлорида алюминия с динамической вязкостью 90-180 Па·с и подвергают взаимодействию с гексаметилентетрамином (ГМТА) в массовом соотношении 1:(0,01-0,10) соответственно.
При добавлении к коллоидному раствору ГОХА ГМТА в различных количествах, наблюдается возрастание вязкости ГОХА, и при добавлении оптимальной дозы ГМТА (заявляемые соотношения) он переходит в твердое состояние. Выделение дисперсионной среды (вода) не происходит.
В процессе образования твердого алюминийсодержащего коагулянта из коллоидных растворов ГОХА при добавлении ГМТА происходит образование комплексных соединений между атомами азота из ГМТА и ионами алюминия, при этом происходит структурирование по типу гелей.
Процесс получения твердого коагулянта протекает при комнатной температуре без затраты энергии в течение короткого времени. Из полученного продукта легко получать таблетки, что удобно для индивидуального применения в экстремальных условиях при получении питьевой воды.
Жидкий хлоралюминийсодержащий коагулянт с динамической вязкостью 90-180 Па·с получают растворением металлического алюминия в хлороводородной кислоте. В колбу емкостью 2 л вносят 1,5 л 10% хлороводородной кислоты и порциями добавляют гранулированный алюминий до тех пор, пока динамическая вязкость не станет равной 90-180 Па·с. Температура процесса растворения 70-95°С.
Способ осуществляется следующим образом.
Полученный коллоидный раствор ГОХА переводят в твердое состояние путем добавления ГМТА при перемешивании для равномерного его распределения по объему.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
ПРИМЕР 1. В этом примере обусловлено получение твердого ГОХА путем перевода его из жидкого коллоидного состояния в твердое под действием ГМТА
В стакан емкостью 100 мл вносят 20 г жидкого коллоидного раствора ГОХА с различной динамической вязкостью и добавляют в него различное содержание ГМТА согласно табл.1. Температура смешения 20°С.
Как видно из табл.1, переход ГОХА из жидкого состояния в твердое под действием ГМТА происходит при значительно меньших концентрациях, чем в случае присутствия солей металлов по прототипу.
Выбор интервала концентраций вводимого ГМТА (1:0,01) ограничивается по нижнему пределу большим временем перехода ГОХА в твердое состояние; по верхнему пределу (1:0,10) лимитируется тем, что при использовании полученного продукта в качестве коагулянта для очистки природной воды возможно превышение ПДК по ГМТА (ПДКГМТА=0,5 мг/л).
Figure 00000001
Пример 2. В этом примере обусловлено применение ГМТА в сильно кислой среде по сравнению с прототипом. Процесс структурирования гидроксохлорида алюминия протекает в более кислой среде, тогда как в прототипе этот процесс не наблюдается. Это важное свойство позволяет проводить структурирование даже тогда, когда часть гидроксохлорида алюминия находится в виде низкомолекулярных соединений. Вводимый структурирующий агент способен связывать ионы водорода, давая при этом четырехзарядный катион (ГМТА), который и является действующим началом перевода гидоксохлорида алюминия из жидкого состояния в твердое.
В сильно кислой среде сульфаты и хлориды металлов, а также природный бишофит не переводят ГОХА в твердое состояние. Добавленный ГМТА связывает ионы водорода, рН повышается и ГОХА под действием образующегося многозарядного катиона [C6Hl2N4(H+)4]+4 переходит в твердое состояние (табл.2).
Как видно из табл. 2, время перехода в твердое состояние резко снижается при выбранном значении рН и динамической вязкости ГОХА в случае структурирования ГМТА. В этих условиях хлорид натрия не структурирует ГОХА.
Таблица 2
Влияние рН раствора ГОХА на время перехода в твердое состояние по сравнению с прототипом
№п/п Динамическая вязкость, Па·с рН Время перехода из жидкого состояния в твердое, мин
1 100* 3,5 400
2 140* 3,5 150
3 180* 3,5 12
4 100** 3,5 Не переходит
5 140** 3,5 Не переходит
6 180** 3,5 48 часов
* соотношение ГОХА:ГМТА=1:0,1
** соотношение ГОХА:NaCl=1:0,1 (по прототипу)
Исходя из приведенных примеров следует:
во-первых, способ получения твердых хлоралюминийсодержащих коагулянтов, заключающийся в смешении жидкого коллоидного раствора ГОХА с ГМТА, позволяет получить твердый ГОХА при меньшей концентрации структурирующего агента;
во-вторых, получение продукта возможно при меньшем значении рН;
в-третьих, полученный продукт обладает обеззараживающим действием из-за наличия ГМТА;
в-четвертых по сравнению с прототипом при очистке воды солесодержание в ней не увеличивается, поскольку ГМТА не диссоциирует на ионы.

Claims (1)

  1. Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта из жидкого коллоидного раствора путем превращения его в твердое состояние, отличающийся тем, что берут жидкий коллоидный раствор гидроксохлорида алюминия с динамической вязкостью 90-180 Па·с и подвергают его взаимодействию с гексаметилентетраамином в массовом соотношении 1:(0,01-0,10) соответственно.
RU2004120708/15A 2004-07-06 2004-07-06 Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта RU2255898C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120708/15A RU2255898C1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120708/15A RU2255898C1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2255898C1 true RU2255898C1 (ru) 2005-07-10

Family

ID=35838329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004120708/15A RU2255898C1 (ru) 2004-07-06 2004-07-06 Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255898C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. The variation of flocs activity during floc breakage and aging, adsorbing phosphate, humic acid and clay particles
US6312604B1 (en) Lanthanide halide water treatment compositions and methods
He et al. Defluoridation by Al-based coagulation and adsorption: Species transformation of aluminum and fluoride
CN112850867B (zh) 一种深度除氟药剂及其制备方法
CN104724803B (zh) 一种混凝剂的制备方法及其应用
CN112794420B (zh) 一种高效低成本的除氟药剂及深度除氟方法
JPS61271084A (ja) 飲料用殺菌浄水剤
CN102153183A (zh) 纳米氧化铁-阳离子聚电解质耦合多元复合絮凝剂
CZ2011502A3 (cs) Adsorbenty pro odstranování arzenu a selenu z vod
CN109292936B (zh) 聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用
CN102502670A (zh) 一种制备聚硅酸盐絮凝剂的新方法
RU2255898C1 (ru) Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта
CN110745926A (zh) 一种去除水体中磷的混凝剂的制备方法
CN1974418B (zh) 基于载银酸性沸石的海水脱盐剂及其制备方法
JP2732067B2 (ja) 水処理用凝集剤
Elfoulani et al. Removal of dissolved and colloidal matter from surface waters by composite flocculant aluminum salt-sodium alginate
CN103922451A (zh) 环保型聚硅酸改性蒙脱石复合自来水絮凝剂
CN113955818A (zh) 一种复合型聚合氯化铝铁水处理剂的制备方法
CN111995016A (zh) 一种去除腐殖酸的混凝剂及其制备方法与应用
CN1974417A (zh) 海水淡化用海水脱盐剂
CN111072116A (zh) 一种复合型无机高聚物铁系絮凝剂及其制备与应用
RU2478575C1 (ru) Способ получения твердого хлоралюминийсодержащего коагулянта
RU2250877C1 (ru) Способ очистки природных и сточных вод
US20230070956A1 (en) Floculant formulation based on chitosan compatible with disinfection products and method of preparation
WO2023181430A1 (ja) 金属塩凝集剤

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080707