К.т.н. Посторонко А.И.

Украинская инженерно-педагогическая академия, г. Харьков

Влияние поверхностно-активных веществ на коагуляцию суспензии шлама рассолоочистки

Промышленные дисперсии и сточные воды являются сложными многокомпонентными системами и часто содержат различные поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые потенциально могут оказать влияние (зачастую трудно предсказуемое) на эффективность применения водорастворимых полимеров в качестве коагулянтов. Кроме того, ПАВ могут специально вводиться в дисперсные системы совместно с коагулянтами в целях направленного регулирования их флоккулирующей активности. Представляется целесообразным оценить влияние ПАВ различной природы на коагуляцию суспензий шлама рассолоочистки в производстве кальцинированной соды.

В опытах использовали сырой рассол Райгородского месторождения. Очистку рассола проводили в лабораторных условиях. В работе использовали 1%-ные растворы коагулянтов, которые затем разбавляли рассолом до нужной концентрации. В качестве коагулянтов использовали полиакриламид (ПАА), гидролизованный полиакриламид (ГПАА), сульфо- и аминопроизводные ПАА, метилольное производное ПАА, окисленный ПАА, политриметиламино-акриламид, привитой сополимер ПАА с полиакрилатом натрия, привитой сополимер ПАА с полиметилакрилатом, алкилдиметилбензиламмонийхлорид фракции С₁₇ – С₂₀, алкилдиметилбензиламмонийхлорид фракции С₁₀ – С₁₃, алкилтриметиламмонийхлорид фракции С₁₂ – С₁₄ и ДМ-4.

Опыты проводились следующим образом. 250 мл сырого рассола вносили в реакционную колбу, добавляли расчетное количество коагулянта, включали мешалку и перемешивали содержимое колбы в течение 5 мин. Затем проводили очистку рассола от солей кальция и магния каустифицированной жидкостью. После очистки рассола содержимое колбы переносили в градуированный мерный цилиндр и наблюдали отстой.

Исследования показали, что действие коагулянтов на осветление рассола неодинаково. Весьма эффективным коагулянтом можно считать сульфопроиз-водную ПАА, причем действие ее эффективнее при малых дозах. За 8 мин. остаивания высота осветленного слоя достигает 200 мм при концентрации добавки 0,4 мг на 250 мл рассола, без добавки за это же время рассол почти не осветляется. Большие концентрации стабилизируют суспензию, и она намного хуже разделяется, чем без добавки.

Представляет интерес использование полиариламида и гидролизованного ПАА, так как оба реагента выпускаются отечественной промышленностью. Эффект ниже, чем при применении сульфопроизводной ПАА, однако их можно рекомендовать для применения в производстве.

Практически подобный эффект действия наблюдается и при использова-нии привитых сополимеров ПАА с полиакрилатом натрия и полиметилакрилом

Установлено, что оптимальными концентрациями добавок являются 0,008 – 0,040%-ные растворы коагулянтов.

Для промышленности можно рекомендовать ДМ-4, представляющий собой четвертичную аммониевую соль диметилдиалкиламмонияхлорида фракции С₇ – С₉.

Результаты влияния этого реагента на скорость осветления суспензии показаны на рис.1, из которого следует, что ДМ-4 – эффективный коагулянт. Если без обработки коагулянтом за 12 мин осветления высота осветленного слоя составляет 180 мм, то при добавке 0,005%-ного раствора коагулянта она составляет 230 мм, а при добавке 0,050%-ного раствора коагулянта – 246 мм.

Исследуемая добавка интересна и тем, что прозрачность рассола после осветления увеличивается в 3,7 раза против существующей технологии на производстве.

Изучена зависимость высоты осветленного слоя рассола во времени от концентрации алкилдиметилбензиламмонийхлорида фракции С₁₇– С₂₀, который также можно использовать для ускорения осаждения взвешенных СаСО₃ и Mg(OH)₂ при отстаивании рассола.

Рисунок 1. Влияние ДМ-4 на осветление рассола.

Концентрация добавки: 1-0,05%; 2-0,005%; 3-0,001%; 4-без коагулянта.

Таким образом, установлена возможность увеличения скорости осветления суспензии, выходящей из реактора, в производстве очистки рассола содового производства путем использования целого ряда коагулянтов.

Наиболее эффективными коагулянтами можно считать четвертичные аммониевые соли ДМ-4 и алкилдиметилбензиламмонийхлорид С₁₇- С₂₀, а также сульфопроизводную полиакриламида.

Исследования показали, что при использовании ДМ-4, алкилдиметил-бензиламмонийхлорида фракции С₁₇-С₂₀, а также сульфопроизводной полиа-криламида можно увеличить скорость разделения суспензии в 1,5-2,0 раза.

Полученные результаты могут быть рекомендованы для внедрения на содовых заводах Украины.