RU2683082C1 - Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant - Google Patents
Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683082C1 RU2683082C1 RU2018120250A RU2018120250A RU2683082C1 RU 2683082 C1 RU2683082 C1 RU 2683082C1 RU 2018120250 A RU2018120250 A RU 2018120250A RU 2018120250 A RU2018120250 A RU 2018120250A RU 2683082 C1 RU2683082 C1 RU 2683082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cao
- calcium
- sio
- inorganic coagulant
- coagulant
- Prior art date
Links
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 title claims abstract description 7
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 7
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 title claims abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 abstract description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 abstract description 5
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 7
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 7
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- WVEXRFDJWLAXJU-UHFFFAOYSA-N [Ca].[Ca].[Ca].[Ca] Chemical compound [Ca].[Ca].[Ca].[Ca] WVEXRFDJWLAXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- -1 amino acid salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IQDXNHZDRQHKEF-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dicalcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O IQDXNHZDRQHKEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/24—Alkaline-earth metal silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта, используемого для очистки сточных вод, содержащих глинистые соединения, а также для осаждения оборотной воды после обогащения алмазоносной сапонитовой руды.The invention relates to a technology for the production of calcium-aluminum-silicate inorganic coagulant used for the treatment of wastewater containing clay compounds, as well as for the precipitation of recycled water after enrichment of diamondiferous saponite ore.
Известен способ получения алюминийсиликатного неорганического коагулянта (К.В. Ткачев, А.К. Запольский, Ю.К. Кисиль; под ред. К.В. Ткачева. Технология коагулянтов / - Л.: Химия, 1978. - 184 с.) из нефелинового сырья и серной кислоты за счет разложения водным раствором серной кислоты, содержащей 40…70 мас. % в шнековом смесителе нефелина, при температуре 100-105°С, с получением сухой рассыпчатой массы, которую выщелачивают горячей водой при Ж:Т=3 После взаимодействия, нефелина с серной кислотой длящейся до 1,5 ч, плав сульфата алюминия кристаллизуют при охлаждении, подвергают грануляционной сушке или разбавляют и в виде раствора используют для очистки воды.A known method of producing aluminum-silicate inorganic coagulant (KV Tkachev, AK Zapolsky, YK Kisil; edited by KV Tkachev. Technology of coagulants / - L .: Chemistry, 1978. - 184 S.) from nepheline raw materials and sulfuric acid due to decomposition with an aqueous solution of sulfuric acid containing 40 ... 70 wt. % in a screw mixer nepheline, at a temperature of 100-105 ° C, to obtain a dry friable mass, which is leached with hot water at W: T = 3 After interaction, nepheline with sulfuric acid lasting up to 1.5 hours, the aluminum sulfate melt crystallizes upon cooling , subjected to granulation drying or diluted and in the form of a solution used for water purification.
К недостаткам способа относиться то, что в сульфатно-алюминиевом коагулянте содержится свободная серная кислота в размере 0,67 мас. % и взвесь тонкодисперсной фракции оксида кремния, поэтому применение данного коагулянт для очистки воды негативно скажется на качестве очищаемой воды и приведет к повышению норм вредных веществ в воде.The disadvantages of the method include the fact that in the sulfate-aluminum coagulant contains free sulfuric acid in the amount of 0.67 wt. % and a suspension of a finely divided fraction of silicon oxide, therefore, the use of this coagulant for water purification will negatively affect the quality of the water being purified and will lead to an increase in the norms of harmful substances in the water.
Известен способ получения алюмосиликатного коагулянта (патент РФ №2088527, опубл. 27.08.1997) при котором в качестве сырья для получения коагулянта используют любое алюмосиликатсодержащее сырье, в том числе нефелиновый концентрат, хвосты апатитовой флотации или иные нефелинсодержащие минеральные материалы. Обработку алюмосиликатсодержащего сырья проводят серной или ее смесью с соляной кислотой (6-14 мас. %) при их массовом соотношении (80:20) (99:1).A known method of producing aluminosilicate coagulant (RF patent No. 2088527, publ. 08/27/1997) in which any aluminosilicate-containing raw materials, including nepheline concentrate, apatite flotation tailings or other nepheline-containing mineral materials are used as raw materials for producing coagulant. The processing of aluminosilicate-containing raw materials is carried out with sulfuric or its mixture with hydrochloric acid (6-14 wt.%) At their mass ratio (80:20) (99: 1).
Недостатком способа является то, что при уменьшении общей концентрации кислот (менее 6 мас.) происходит кристаллизация из раствора гидроксида алюминия. При превышении общей концентрации кислот (более 14 мас.) происходит реакции поликонденсации диоксида кремнезема, что приводит к резкому снижению срока годности полученного коагулянта, и потере его коагулирующей способности. Если соотношение серной и соляной кислот будет меньше 80:20, то это приведет к ускоренной желатинизации полученного коагулянта и уменьшению его срока годности.The disadvantage of this method is that with a decrease in the total concentration of acids (less than 6 wt.) There is crystallization from a solution of aluminum hydroxide. When exceeding the total concentration of acids (more than 14 wt.), The reaction of polycondensation of silica occurs, which leads to a sharp decrease in the shelf life of the obtained coagulant, and the loss of its coagulating ability. If the ratio of sulfuric and hydrochloric acids is less than 80:20, this will lead to accelerated gelation of the obtained coagulant and a decrease in its shelf life.
Известен способ получения коагулянта для очистки природных и сточных вод его получение и способ его использования (патент РФ №2195434, опубл. 27.12.2002). Технология получения коагулянта для очистки природных и сточных вод, заключается в активации белого шлама, применяемого в качестве коагулянта для обескремнивания в технологическом процессе получения глинозема, высушивании и размельчении его, в котором в соответствии с изобретением в качестве исходного продукта для получения коагулянта используется белый шлам состава масс. %: Al2O3-8…30%, СаО-30…55%, Fe2O3-0,1…1%, Na2O-0,1…2%, SiO2-0,5…5%, SO2-0,1…2%, MgO-0,1…2%. Белый шлам является промежуточным продуктом производства глинозема, который активируют, обрабатывая необходимым объемом 2%-ного водного раствора бикарбоната натрия и сульфата натрия (в соотношении 1:1) в течение не менее 5 мин, после чего полученную смесь отфильтровывают (или отстаивают), а полученный осадок высушивают и измельчают до порошкообразного состояния, который затем используют в качестве коагулянта для очистки природных и сточных вод в виде водной суспензии.A known method of producing a coagulant for the purification of natural and waste water, its preparation and method of its use (RF patent No. 2195434, publ. 27.12.2002). The technology for producing a coagulant for purification of natural and waste waters consists in the activation of white sludge, used as a coagulant for desiliconization in the technological process for producing alumina, drying and grinding it, in which, in accordance with the invention, a white sludge of the composition is used as a starting product for producing coagulant mass %: Al 2 O 3 -8 ... 30%, CaO-30 ... 55%, Fe 2 O 3 -0.1 ... 1%, Na 2 O-0.1 ... 2%, SiO 2 -0.5 ... 5 %, SO 2 -0.1 ... 2%, MgO-0.1 ... 2%. White sludge is an intermediate product for the production of alumina, which is activated by treating with the required volume of a 2% aqueous solution of sodium bicarbonate and sodium sulfate (in a 1: 1 ratio) for at least 5 minutes, after which the resulting mixture is filtered (or settled), and the resulting precipitate is dried and ground to a powder state, which is then used as a coagulant for the purification of natural and waste water in the form of an aqueous suspension.
Недостатком данного способа является, то что при применении белого шлама для очистки природной и сточной воды содержащейся в белом шламе остатки щелочи, сопутствуются почти полным щелочным гидролизом биологической части с образованием солей аминокислот, ряда белковых производных, аминоспиртов, что в свою очередь может превысить показатели ПДК и СанПиНов воды.The disadvantage of this method is that when white sludge is used to purify natural and waste water, alkali residues contained in white sludge are accompanied by almost complete alkaline hydrolysis of the biological part with the formation of amino acid salts, a number of protein derivatives, amino alcohols, which in turn can exceed the MPC and SanPiNov water.
Известен способ получения композиционного сорбента на основе силиката кальция (патент РФ №2481153, опубл. 10.05.2013) Сорбент представляет собой термообработанную смесь саморассыпающегося шлака на основе силикатов кальция и гидроалюмосиликатов из ряда глин и гидрослюд. Сорбент содержит (в пересчете на оксиды) мас. %: Si02-28…31%; СаО-40…53%; Al2O3-7…9%; MgO-6…8%; K2O-0,5…1,0%; Na2O-0,5…1,0%; Fe2O3-1,0…3,0%.A known method of producing a composite sorbent based on calcium silicate (RF patent No. 2481153, publ. 05/10/2013) Sorbent is a heat-treated mixture of self-scattering slag based on calcium silicates and hydroaluminosilicates from a number of clays and hydromica. The sorbent contains (in terms of oxides) wt. %: Si0 2 -28 ... 31%; CaO-40 ... 53%; Al 2 O 3 -7 ... 9%; MgO-6 ... 8%; K 2 O-0.5 ... 1.0%; Na 2 O-0.5 ... 1.0%; Fe 2 O 3 -1.0 ... 3.0%.
Недостатком данного способа является невысокая эффективность при использовании сорбента указанного состава, поскольку основной фазой в нем является, малоактивный двукальциевый силикат в виде γ-Ca2SiO4.The disadvantage of this method is its low efficiency when using a sorbent of the specified composition, since the main phase in it is a low-activity dicalcium silicate in the form of γ-Ca 2 SiO 4 .
Известен способ получения силиката кальция (авторское свидетельство СССР №960119 опубл. 28.09.1982), принятый за прототип, включающий смешение кальцийсодержащего материала с кремнеземистым материалом и термообработку смеси, осуществляющуюся с использованием алюмосиликатной породы, смешение которых ведут из расчета получения весовых отношений в шихте, весовых отношений в шихте CaO:SiO2 равного 4…25:1, а СаО:Al2O3 равного 1,5…20:1.A known method of producing calcium silicate (USSR author's certificate No. 960119 publ. 09/28/1982), adopted as a prototype, comprising mixing a calcium-containing material with a siliceous material and heat treatment of the mixture using aluminosilicate rock, the mixing of which is based on the calculation of obtaining weight ratios in the charge, weight ratios in the mixture CaO: SiO 2 equal to 4 ... 25: 1, and CaO: Al 2 O 3 equal to 1.5 ... 20: 1.
Недостаток данного способа заключается в том, что синтезируемый неорганический кальцийалюмосиликатный коагулянт обладает низкой коагуляционной активностью и практически не влияет на скорость седиментации (осаждения) минералов, в том числе сапонита в водной фазе (до 0,1 см/сут.).The disadvantage of this method is that the synthesized inorganic calciumaluminosilicate coagulant has low coagulation activity and practically does not affect the rate of sedimentation (deposition) of minerals, including saponite in the aqueous phase (up to 0.1 cm / day.).
Техническим результатом изобретения является повышение коагуляционной активности кальцийалюмосиликатного неорганического коагулянта и повышение скорости седиментации сапонита.The technical result of the invention is to increase the coagulation activity of calciumaluminosilicate inorganic coagulant and increase the rate of sedimentation of saponite.
Технический результат достигается тем, кальцийсодержащий материл в качестве которого используют известняк, смешивают с кремнеземсодержащим минералом, в качестве которого используют каолинит из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 3,0 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1, полученную смесь обжигают при температуре от 1285 до 1300°С не менее 10 минут, полученный материал размалывают до остатка на сите 0,08 мм 8…12%, остальная фракция составляет 88…92% прошедшее через сито с размером от 0,08 до 0,02 мм.The technical result is achieved by the fact that the calcium-containing material, which is used as limestone, is mixed with a silica-containing mineral, which is used as kaolin based on the calculation of the weight ratio of CaO: SiO 2 equal to 3.0 and, CaO: Al 2 O 3 equal to 1.4 ... 2 , 1, the resulting mixture is fired at a temperature of 1285 to 1300 ° C for at least 10 minutes, the resulting material is ground to a sieve residue of 0.08
Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:
фиг. 1 - диаграмма состояния системы СаО-А12О3-SiO2;FIG. 1 is a state diagram of a CaO-A1 2 O 3 -SiO 2 system ;
фиг. 2 - результаты рентгеноструктурного анализа полученного коагулянта.FIG. 2 - the results of x-ray analysis of the obtained coagulant.
Способ осуществляется следующим образом. Для получения коагулянта кальцийсодержащий материал (известняк) смешивают с кремнеземсодержащим минералом в качестве, которого используется каолинит.The method is as follows. To obtain a coagulant, a calcium-containing material (limestone) is mixed with a silica-containing mineral as kaolinite.
При этом усреднение шихты производят таким образом, чтобы получить весовое отношение CaO:SiO2 равное 2,6…3,1 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1.Moreover, the averaging of the mixture is carried out in such a way as to obtain a weight ratio of CaO: SiO 2 equal to 2.6 ... 3.1 and CaO: Al 2 O 3 equal to 1.4 ... 2.1.
Обеспечение таких соотношений в шихте дает возможность получать в конечном продукте трехкальциевый силикат 3CaO⋅SiO2 алюминат кальция состава 3СаО⋅Al2O3 за счет протекания следующих реакций:Providing such ratios in the mixture makes it possible to obtain 3CaO⋅SiO 2 tricalcium silicate in the final product with calcium aluminate of the composition 3CaO⋅Al 2 O 3 due to the following reactions:
3 СаО+SiO2=3 СаО SiO2 (М.м.)3 CaO + SiO 2 = 3 CaO SiO 2 (M.m.)
3 СаО SiO2=168+60=2283 CaO SiO 2 = 168 + 60 = 228
3 СаСО3+SiO2=3 СаО SiO2+CO2 3 CaCO 3 + SiO 2 = 3 CaO SiO 2 + CO 2
6 СаСО3+2 SiO2 2H2O=2(3 СаО SiO2)+1,7СаО Al2O3+CO2+H2O6 CaCO 3 + 2 SiO 2 2H 2 O = 2 (3 CaO SiO 2 ) + 1,7 CaO Al 2 O 3 + CO 2 + H 2 O
Установлено, что при таком соотношении соединений 3 CaO⋅SiO2 и 1,7 СаО⋅Al2O3, часть Al2O3 (0,1…0,3%) находится в трехкальциевом силикате, что является причиной его повышенной активности (таблица 1).It was found that with this ratio of
Выбор весовых отношений обусловлен соотношением компонентов СаСО3 и алюмосиликатной породы используемых для синтеза трехкальциевого силиката.The choice of weight ratios is determined by the ratio of the components of CaCO 3 and aluminosilicate rock used for the synthesis of tricalcium silicate.
При отношении CaO:SiO2 ниже, чем три в исходной шихте остается часть несвязанного кремнезема алюмосиликатной породы и выход трехкальциевого силиката кальция будет отвечать повышению выхода двухкальциевого силиката, что приведет к снижению активности.When the CaO: SiO 2 ratio is lower than three, part of the unbound silica of aluminosilicate rock remains in the initial charge and the yield of tricalcium calcium silicate will correspond to an increase in the yield of dicalcium silicate, which will lead to a decrease in activity.
При дозировке выше, чем весовое отношение CaO:SiO2, равное 3,1, в шихте останется значительная часть свободной извести. Что касается весового отношения СаО:Al2O3, то при дозировке СаО к Al2O3 ниже 2,6 выход алюмината кальция незначителен, а при весовом отношении СаО:Al2O3 выше чем 2,1 в спеке останется свободная окись кальция.At a dosage higher than the weight ratio of CaO: SiO 2 equal to 3.1, a significant part of the free lime will remain in the charge. As for the weight ratio of CaO: Al 2 O 3 , when the dosage of CaO to Al 2 O 3 is below 2.6, the yield of calcium aluminate is negligible, and when the weight ratio of CaO: Al 2 O 3 is higher than 2.1, free calcium oxide will remain in the cake .
После приготовления шихты ее подвергают термообработке при от 1285 до 1300°С не менее 10 минут. Тип печи выбирается в зависимости от температурного режима. В результате термообработки, получают трехкальциевый силикат. Для придания большей гидравлической активности полученный материал размалывают до остатка на сите 0,08 мм 8-12%, остальная фракция составляет 88…92% - прошедшее через сито с размером от 0,08 до 0,02 мм. При размоле материала ниже 8% остатка на сите 0,08 мм активность материала возрастает значительно, в случае остатка выше 12% резко снижается.After preparation of the charge, it is subjected to heat treatment at from 1285 to 1300 ° C for at least 10 minutes. The type of furnace is selected depending on the temperature regime. As a result of the heat treatment, tricalcium silicate is obtained. To give greater hydraulic activity, the resulting material is ground to a sieve residue of 0.08 mm 8-12%, the remaining fraction is 88 ... 92% - passed through a sieve with a size of from 0.08 to 0.02 mm. When grinding the material below 8% of the residue on a sieve of 0.08 mm, the activity of the material increases significantly, in the case of a residue above 12%, it sharply decreases.
Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2Н2О) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 2,6 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1250-1275°С в течении 12 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 95% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.Example 1. When mining limestone (CaCO 3 ), the resulting rock is mixed with a silica-containing mineral kaolin (Al 2 O 3 ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 2 H 2 O) based on the calculation of the weight ratio CaO: SiO 2 equal to 2.6 and, CaO: Al 2 O 3 equal to 1.4 ... 2.1. The averaged carbonate rock is calcined at 1250-1275 ° C. for 12 minutes. After firing, the material is grinded to obtain a sieve residue of 0.08 mm; the sieve residue is 8%. In this case, the final material contains 95% tricalcium silicate. To check its activity, saponite-containing water is treated last.
Пример 2. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 2,8 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1275-1285°С в течении 10 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 96% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.Example 2. In the extraction of limestone (CaCO 3 ), the resulting rock is mixed with a silica-containing mineral kaolin (Al 2 O 3 ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 2H 2 O) based on the calculation of the weight ratio of CaO: SiO 2 equal to 2.8 and, CaO: Al 2 O 3 equal to 1.4 ... 2.1. The averaged carbonate rock is calcined at 1275-1285 ° C. for 10 minutes. After firing, the material is grinded to obtain a sieve residue of 0.08 mm; the sieve residue is 8%. In this case, the final material contains 96% tricalcium silicate. To check its activity, saponite-containing water is treated last.
Пример 3. При добыче известняка (СаСО3) полученную породу смешивают с кремнеземсодержащим минералом каолином (Al2O3⋅2SiO2⋅2Н2О) из расчета получения весового соотношения CaO:SiO2 равное 3,0 и, СаО:Al2O3 равное 1,4…2,1. Усредненную карбонатную породу подвергают обжигу при 1285-1300°С в течении 10 минут. После обжига материал размалывают до получения остатка на сите 0,08 мм остаток на сите 8%. При этом в конечном материале содержится 100% трехкальциевого силиката. Для проверки его активности последним обрабатывают сапонитсодержащие воды.Example 3. In the extraction of limestone (CaCO 3 ), the resulting rock is mixed with a silica-containing mineral kaolin (Al 2 O 3 ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 2 H 2 O) based on the calculation of the weight ratio CaO: SiO 2 equal to 3.0 and CaO: Al 2 O 3 equal to 1.4 ... 2.1. The averaged carbonate rock is calcined at 1285-1300 ° C. for 10 minutes. After firing, the material is grinded to obtain a sieve residue of 0.08 mm; the sieve residue is 8%. In this case, the final material contains 100% tricalcium silicate. To check its activity, saponite-containing water is treated last.
Химический состав и количественные соотношения неорганических соединений, используемые для синтеза коагулянта представлены в таблице 2.The chemical composition and quantitative ratios of inorganic compounds used for the synthesis of coagulant are presented in table 2.
Химический состав полученного коагулянта из примера 3 приведен на фиг. 2. Результаты его физико-химических испытаний на сапонитсодержащей воде приведены в таблице 3.The chemical composition of the obtained coagulant from Example 3 is shown in FIG. 2. The results of its physico-chemical tests on saponite-containing water are shown in table 3.
Представленные примеры позволяют сделать вывод, что активность калыдийалюмосиликатного коагулянта определяется особенностями кристаллической структуры силикатов кальция и их химическим взаимодействием с водными растворами.The presented examples allow us to conclude that the activity of Kalidiyaluminosilicate coagulant is determined by the features of the crystalline structure of calcium silicates and their chemical interaction with aqueous solutions.
Преимущество изобретения состоит в том, что использование данного способа получения коагулянта позволяет достичь значительную активность коагулянта для процесса осаждения, за счет того, что при взаимодействии с водой кальцийалюмосиликатный коагулянт выделяет Са(ОН)2 - создающий щелочную среду в водной пульпе (сапонитовая пульпа), что является условием для разрушения двойного гидратного слоя, препятствующего осаждению кристаллов (сапонита).The advantage of the invention is that the use of this method of producing coagulant allows to achieve significant coagulant activity for the precipitation process, due to the fact that when interacting with water, calcium-aluminosilicate coagulant releases Ca (OH) 2 - creating an alkaline environment in an aqueous pulp (saponite pulp), which is a condition for the destruction of the double hydration layer, which prevents the deposition of crystals (saponite).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120250A RU2683082C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120250A RU2683082C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2683082C1 true RU2683082C1 (en) | 2019-03-26 |
Family
ID=65858665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120250A RU2683082C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683082C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743229C1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-02-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for depositing saponite pulp by means of alkali metals sulfates and belite |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU960119A1 (en) * | 1980-10-13 | 1982-09-23 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Method of producing calcium disilicate |
| RU2091309C1 (en) * | 1994-09-29 | 1997-09-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Урал-Коагулянт" | Method of producing the coagulating agent - aluminium hydroxosulfate |
| RU2102322C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Урал - Коагулянт" | Method for producing coagulant based on aluminium hydroxochlorosulfate |
| RU2195434C2 (en) * | 2000-11-08 | 2002-12-27 | Санкт-Петербургский государственный университет | Coagulant for cleaning natural and waste water, method of production and use of such coagulant |
| WO2003011769A2 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | The Procter & Gamble Company | Water treatment compositions |
| RU2458945C1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-20 | Шавкат Ахмедович Хасанов | Method of producing mixed aluminium dihydroxochloride coagulant and silicic acid coagulant |
| RU2481153C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Calcium silicate-based composite sorbent |
| RU2558122C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining mixed coagulant from mineral raw material |
| RU2624326C1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of producing alumosilicious coagulant |
| RU2669272C1 (en) * | 2018-01-15 | 2018-10-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for thickening saponite suspension |
-
2018
- 2018-05-31 RU RU2018120250A patent/RU2683082C1/en active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU960119A1 (en) * | 1980-10-13 | 1982-09-23 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Method of producing calcium disilicate |
| RU2091309C1 (en) * | 1994-09-29 | 1997-09-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Урал-Коагулянт" | Method of producing the coagulating agent - aluminium hydroxosulfate |
| RU2102322C1 (en) * | 1996-07-09 | 1998-01-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Урал - Коагулянт" | Method for producing coagulant based on aluminium hydroxochlorosulfate |
| RU2195434C2 (en) * | 2000-11-08 | 2002-12-27 | Санкт-Петербургский государственный университет | Coagulant for cleaning natural and waste water, method of production and use of such coagulant |
| WO2003011769A2 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | The Procter & Gamble Company | Water treatment compositions |
| RU2458945C1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-20 | Шавкат Ахмедович Хасанов | Method of producing mixed aluminium dihydroxochloride coagulant and silicic acid coagulant |
| RU2481153C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Calcium silicate-based composite sorbent |
| RU2558122C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining mixed coagulant from mineral raw material |
| RU2624326C1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of producing alumosilicious coagulant |
| RU2669272C1 (en) * | 2018-01-15 | 2018-10-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for thickening saponite suspension |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2743229C1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-02-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for depositing saponite pulp by means of alkali metals sulfates and belite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2857361A1 (en) | Phosphorus recovery material, method for producing phosphorus recovery material, and phosphorus recovery method | |
| BRPI0509625B1 (en) | ALKALLY ACTIVATED HYDRAULIC BINDER AND PROCESS FOR PRODUCTION OF AN ALKALLY ACTIVATED HYDRAULIC BINDER. | |
| RU2683082C1 (en) | Method for obtaining calcium aluminosilicate inorganic coagulant | |
| JP4827045B2 (en) | Water purification material and method for producing water purification material | |
| JPS61263636A (en) | Calcium silicate series water treating agent | |
| RU2535254C1 (en) | Method of complex processing of serpentine-chromite crude ore | |
| US3909406A (en) | Clarifying agents for water | |
| RU2550188C1 (en) | Method for producing silicate sorbent | |
| RU2039711C1 (en) | Method for production of coagulant | |
| CN113316562B (en) | Method for producing hydraulic binders | |
| RU2739197C1 (en) | Method of removing cations of heavy metals from aqueous phase | |
| RU2655556C1 (en) | Method of producing binder | |
| US2031898A (en) | Method of decolorizing gypsum | |
| JP3351467B2 (en) | Dephosphorizing material | |
| CN106365478B (en) | A method of utilizing ardealite calcine by steps sulphate aluminium cement co-producing sulfuric acid | |
| JP3957660B2 (en) | Method for synthesizing reactive oxygen species inclusion materials | |
| JP2001259414A (en) | Phosphorus recovering material | |
| RU2195434C2 (en) | Coagulant for cleaning natural and waste water, method of production and use of such coagulant | |
| SU960119A1 (en) | Method of producing calcium disilicate | |
| RU2023668C1 (en) | Method of calcium sulfate producing | |
| SU1761671A1 (en) | Method for producing potassium sulfate and alumina from cynnyrite | |
| EP0451112A1 (en) | Process for zeolite production | |
| RU2560412C2 (en) | Method of aluminate solutions desiliconisation | |
| JP4246648B2 (en) | Method for producing zeolitic modified soil | |
| SU434063A1 (en) | METHOD OF OBTAINING CLINKER OF ALUMINUM-GRAND METAL |