Хімія і хімічні технології/7. Неорганічна хімія

 

Посторонко А.І.

Українська інженерно-педагогічна академія

Розділення дистилерної суспензії содового виробництва у присутності похідних поліакриламіду

При одержанні хлористого кальцію із відходів виробництва кальцинованої соди лімітованою стадією процеса є розділення дистилерної суспензії. Із-за присутності колоїдних домішок у суспензії швидкість її освітлення не задовольняє виробництво за якістю прозорої частини.

В роботі наведені результати дослідження інтенсифікації процесу седиментації виробничої дистилерної суспензії в присутності добавок похідних поліакриламіду, в якості яких були обрані аніонна (сосополімер А), катіонна (сосополімер К), сульфо–та амінопохідні. Синтез амінопохідних поліакрила-міду оснований на проведенні реакції в ланцюгах поліакриламіду за Манніхом [1]. Сульфопохідні одержували при дії на поліакриламід формальдегіду і сульфату натрію. В якості аніонного похідного застосовували сополімер акриламіду з акрілатом натрія з молекулярною масою 5,4·106 і вмістом іоногенних ланцюгів 29 мол. %, який був одержаний лужним гідролізом по [2]. Катіонною похідною служив сополімер акриламіду з гідрохлоридом диметиламіноетилметакрилата з молекулярною масою 3,5·106 і вмістом іоно-генних ланцюгів 21,5 мол. %, який одержували радикальною полімеризацією за методикою [3].

Досліди проводили в лабораторних умовах слідуючим чином: 250 мл суспензії після дистилера цеху кальцинованої соди Лисичанського содового заводу вносили в реакційну колбу, добавляли добавку похідної і перемішували 10 хвилин при температурах 27 і 90 °С. Після взаємодії суспензію виливали в циліндр ємкістю 250 мл, забезпечений міліметровою шкалою, і спостерігали розділення суспензії фіксуванням через визначені проміжки положення границі розділу фаз. За результатами відліку визначали для кожного даного моменту висоту прозорого шару і ступенів відстоювання. На основі седиментаційних кривих розраховували середні швидкості освітлення за весь період розділення. В роботі використовували 1·10-1 ÷ 1·10-6 мас. %% похідних поліакриламіду. Результати дослідів представлені в табл. 1–3. В табл. 2 і 3 концентрація добавок складала при 27 °С – 1·10-2, а при 90 °С – 4·10-3 мас. %%. Попередніми дослідами встановлено, що швидкість седиментації суспензії без добавок при 27 °С складала 0,20 м/год, а при 90 °С – 0,42 м/год. Велике значення для коагуляції зависей суспензії має концентрація добавок похідних, з збільшенням яких вище оптимальних відбувається стабілізація суміші. Із табл. 1 видно, що концентрація 1·10-2 ÷ 1·10-4 мас. %% є оптимальною для сополімера К та амінопохідної поліакриламіду, які і є найбільш ефективними коагулянтами у виробництві хлористого кальцію. Слід відмітити високу розподілюючу спроможність досліджених похідних поліакриламіду в перші хвилини відстоювання.

Так, при вмісту у суміші 2 · 10-3 мас. %% сополімеру А уже за одну хвилину відстоювання висота прозорого шару досягає кінцевої межі, яка прийнята за стандарт. При використанні добавок похідних прозорість дистилерної рідини набагато вища ніж без добавок. Наприклад, при введенні в суспензію 3·10-3 мас. %% сополімеру К вміст зависів в прозорій частини рідини складає 0,006 мг/л, а без добавки – 0,092 мг/л, що має вирішальне значення при вибору коагулянтів для виробничих умов, так як надлишкова кількість зависів у прозорій рідини приводить до засмічення гріючих поверхонь вакуум – випарювальних апаратів, що впливає на продуктивність виробництва.

                                                                                                             Таблиця 1

Швидкість розподілу дистилерної суспензії при 90 °С в присутності сополімера К

Час відстоювання суспензії,

хвилин

Концентрація сополімера К, мас. %%

1 · 10-5

1 · 10-4

1 · 10-3

1 · 10-2

Висота освітленого шару, см.

1

13,8

14,3

14,4

15,0

2

14,2

14,6

16,8

20,2

3

14,8

16,8

17,8

20,4

4

18,2

18,9

19,4

20,4

5

18,6

19,7

19,8

20,9

10

19,2

19,7

21,4

21,2

15

19,4

20,2

21,8

21,3

20

21,9

21,3

22,2

21,3

 

                                                                                                              Таблиця 2

Середня швидкість розділу дистилерної суспензії в присутності різних добавок

Назва добавки

Швидкість розділу суспензії, м/год

27 °С

90 °С

Поліакриламід

0,631

0,606

Гідролізований поліакриламід

0,681

0,654

Сульфопохідна

0,762

0,703

Амінопохідна

0,526

0,606

Сополімер А

0,495

0,528

Сополімер К

0,782

0,786

 

                                                                                                                 Таблиця 3

Ступінь освітлення дистилерної суспензії

Назва добавки

Ступінь освітлення, %

  27 °С

  90 °С

Поліакриламід

60,8

58,4

Гідролізований поліакриламід

75,4

60,2

Сульфопохідна

88,0

89,0

Амінопохідна

74,6

60,4

Сополімер А

78,2

62,2

Сополімер К

94,0

93,6

 

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 204 с.

2. Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Водорастворимые полимеры. Л.: Химия, 1979. - 144 с.

3. Подосинкін П.А., Посторонко А.І, Гризодуб А.П., Кальна З.П., Ляпіна А.Т. Очистка стічних вод після промивки елекетрофільтрів вапняних печей. //Хімічна промисловість, 1963, № 3, С. 82-84.

4. Ривный В.С., Посторонко А.И., Чаусова Г.С. Разделение дистиллерной суспензии в присутствии добавок поверхностно-активных веществ. //Сб. „Вопросы химии и химической технологии”. – Вып. 45. – Харьков.: Высшая школа, 1976. – С. 91-93.