Жаппарова Ж.М.

Казахский национальный технический униветситет имени К.И.Сатпаева,

Республика Казахстан

Получение сульфатного коагулянта из отхода производства

Одним из методов очистки природных и сточных вод является реагентная коагуляция. В качестве коагулянтов, наряду с другими, применяют сульфат алюминия.

В Казахстане производство реагентов-коагулянтов практически отсутствует. Сульфат алюминия производится ОАО «Алюминий Казахстана» (г. Павлодар) из чистого гидрата алюминия, что лишь на 50-60 % покрывает потребность Казахстана в коагулянтах и имеет высокую себестоимость продукта. Транспортировка на дальние расстояния также отражается на конечной цене продукции, иногда стоимость возрастает на 50 % и более.

В качестве исходного сырья для получения реагентов–коагулянтов могут использоваться как чистые химические соли, так и природные руды. Получение коагулянтов из отходов местного производства является актуальным, так как решается вопрос комплексного использования некондиционного сырья и отходов производства.

Известен способ получения [Авторское свидетельство СССР № 524771 опубликован бюллетень 15.08.76 г. № 30 МКИ С01F 7/74] раствора сульфата алюминия, включающий выщелачивание дегидратированного измельченного каолина 20-27 % серной кислотой в течение 90 минут, отделение раствора от нерастворимого осадка фильтрацией в присутствиии полиакриламида. Степень извлечения АI2О3 в раствор составляет 86-90 %.

Недостатком этого способа является высокие энергетические затраты и большой расход серной кислоты.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности является способ получения [Авторское свидетельство СССР № 524772 опубликован бюллетень 15.08.76г. № 30 МКИ С01F 7/74] сернокислого алюминия из глин, включающий получение и обжиг пластинок в интервале температур 600-800 °С и выщелачивание при 110-120 °С, обезвоживание и кристаллизацию в кипящем слое при температуре выше 120 °С.

Недостатком данного способа является предварительный обжиг каолина для получения пластинок при высоких температурах, что требует высоких энергетических затрат и увеличивает стадию производства.

Целью предлагаемого изобретения является получение сульфатного коагулянта для очистки сточных вод и фильтрационных вод полигонов твердых бытовых отходов из отхода керамического производства под действием серной кислоты и разработка физико-химических и технологических основ процессов кислотного разложения.

Идея работы состоит в теоретическом обосновании разработки физико-химических, технологических и экологических основ получения коагулянта.

Для решения поставленной цели определены следующие основные задачи:

- изучение процесса кислотного разложения обожженных отходов Капчагайского фарфорового завода минеральными кислотами с целью максимального извлечения Al2O3, Fe2O3;

- определение оптимальных технологических режимов процесса производства коагулянта.

В результате проведенной исследовательской работы была установлена технология производства коагулянта, и получена продукция, отвечающая всем товарным требованиям.

Процесс получения коагулянта осуществляется в одну стадию: дробленный и измельченный каолиновый отход разлагают 85 % - ной серной кислотой при соотношении Ж:Т = 1:1, затем полученную пастообразную смесь подвергают кратковременному нагреву острым паром до 160-170 °С в течение 12 минут, за счет экзотермической реакции процесс становится самопроизвольным и масса разогревается до 190 °С. Степень извлечения АI2О3 в раствор составляет 90 %.

В результате решается вопрос утилизации отхода производства, получения товарной продукции - сульфатного коагулянта с минимальными энергозатратами и уменьшением продолжительности нагрева массы до 12 минут.

Преимуществом предлагаемого способа получения сульфатного коагулянта является:

утилизация отхода - использование в качестве исходного сырья отхода фарфорового производства;

сокращение процесса за счет отсутствия ступени предварительного обжига каолина;

значительное сокращение энергозатрат;

уменьшение времени нагрева сырьевой смеси до 12 минут;

низкая себестоимость товарной продукции.

Технический результат: получение коагулянта используемого для очистки сточных и фильтрационных вод. Применение в качестве сырья отхода местного производства позволит решить вопрос утилизации отхода и получение товарной продукции с низкой себестоимостью.