Линия для получения алюминийсодержащего сорбента
Полезная модель относится к области химических технологий, направленных на получение и использование сорбентов и касается конструкций установок для получения таких материалов. Линия для получения алюминийсодержащего сорбента из сырья, являющегося отходом при травлении алюминиевой ленты при производстве алюминиевых конструкций, содержащая соединенные в технологической последовательности резервуар с рубашкой обогрева и термоизоляцией для обработки алюминийсодержащего сырья раствором гидроксида натрия, листовой горизонтальный фильтр для фильтрации полученного раствора, резервуар с лопастной мешалкой для смешивания полученного фильтрата с раствором серной кислоты, ленточный фильтр-пресс, выполненный с возможностью регулирования скорости лент, для фильтрации полученного раствора, шнековый промывочный пресс для промывания водой от ионов натрия полученного в ленточном фильтр-прессе осадка, барабанную сушилку для сушки промытого осадка, муфельную печь для прокаливания, ленточный смеситель для обработки полученного порошкообразного оксида алюминия водным раствором поверхностно-активного вещества, барабанную сушилку для окончательной сушки полученного порошка.
Полезная модель относится к области химических технологий, направленных на получение и использование сорбентов и касается конструкций установок для получения таких материалов.
Известна установка для получения сорбента, которая содержит рабочую камеру, смеситель компонентов, дополнительную камеру с нагревательным элементом, патрубок которой соединен с полостью рабочей камеры, камеру сушки и аппарат для окончательной обработки материала и получения сорбента, камера оснащена источником нагрева материала и агрегатом упаковки полученного сорбента (RU 52576 U1, 10.04.2006). Установка позволяет использовать ее как универсальное технологическое средство для получения сорбентов из нескольких исходных материалов без перенастройки работы ее указанных основных агрегатов и вспомогательного оборудования.
Недостатком известной установка является невозможность ее использования для получения порошкообразного сорбента из сырья, являющегося отходом при травлении алюминиевой ленты при производстве алюминиевых конструкций.
Техническим результатом предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и создание линии, позволяющей получать порошкообразный сорбент из отходов травления алюминиевой ленты, с высокой экономической и экологической эффективностью.
Указанный технический результат достигается в линии для получения алюминийсодержащего сорбента из сырья, являющегося отходом при травлении алюминиевой ленты при производстве алюминиевых конструкций, содержащей соединенные в технологической последовательности резервуар с рубашкой обогрева и термоизоляцией для обработки алюминийсодержащего сырья раствором гидроксида натрия, листовой горизонтальный фильтр для фильтрации полученного раствора, резервуар с лопастной мешалкой для смешивания полученного фильтрата с раствором серной кислоты, ленточный фильтр-пресс, выполненный с возможностью регулирования скорости лент, для фильтрации полученного раствора, шнековый промывочный пресс для промывания водой от ионов натрия полученного в ленточном фильтр-прессе осадка, барабанную сушилку для сушки промытого осадка, муфельную печь для прокаливания, ленточный смеситель для обработки полученного порошкообразного оксида алюминия водным раствором поверхностно-активного вещества, барабанную сушилку для окончательной сушки полученного порошка.
В алюминиевом производстве при производстве алюминиевых конструкций используют следующий способ травления.
Травление алюминиевой ленты производится в травильном растворе, представляющем 10-20%-ный раствор едкого натра (NaOH) при температуре 50-80°С на протяжении 2 мин. При травлении интенсивно выделяется водород, отделяющий с поверхности нерастворимые загрязнения. Для улучшения внешнего вида деталей и более равномерного хода травления в травильный раствор на 100 г едкого натра добавляют 20 г поваренной соли или 20-50 г фтористого натрия (NaF). После травления для осветления поверхностей деталей применяют кратковременное погружение в концентрированную или разбавленную до 50% азотную кислоту.
Отработанный травильный раствор подают в реактор для обезвреживания кислотно-щелочных растворов. Вводятся вещества, повышающие рН до 8-9, а также минеральные вяжущие. При этом все соединения тяжелых металлов связываются в виде малорастворимых гидроксидов и образуется так называемый шлам - отход травления алюминиевой ленты.
На предложенной линии из отхода травления алюминиевой ленты получали алюминийсодержащий порошковый сорбент. Для чего брали алюминийсодержащее сырье (шлам) в виде пасты влажностью 55-60% (являющееся отходом травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций на Воронежском заводе строительных алюминиевых конструкций (ВЗСАК), содержащего 95-98% Аl2О3 (оксида алюминия), в количестве 1 кг и обрабатывали его в резервуаре с рубашкой обогрева и термоизоляцией путем добавления в него 7% - ного водного раствора гидроксида натрия (NaOH) в количестве 2 кг (дм3) перемешивали мешалкой и выдерживали при температуре 72°С в течение 5 часов до полного растворения алюминия из алюминийсодержащего сырья.
Резервуар для обработки гидроксидом натрия выполнен из конструкционной стали, оснащен регулируемыми по высоте опорами, с наклонным, конусным, плоским или сферическим днищем, перемешивающим устройством, моечной головкой, предохранительными клапанами, люком обслуживания и т.д. В основе конструкции используется одностенная емкость, дополнительно оснащенная с «рубашкой» обогрева. Данная конструкция обеспечивает эффективный теплообмен между теплоносителем и продуктом находящемся в рабочем объеме емкости Во избежание тепловых потерь (образования конденсата) и соблюдения мер безопасности рабочего персонала наружная поверхность обогревающей «рубашки» покрывается изоловым покрытием обеспечивающим надежную термоизоляцию. Резервуар оснащен шнековой мешалкой. В качестве теплоносителя используется горячая вода.
Полученный в резервуаре промежуточный раствор фильтровали в листовом горизонтальном фильтре, где в качестве фильтровального элемента используются фильтровальные листы с дренажной сеткой, экипированные фильтровальной тканью или сеткой. В процессе фильтрации был получен твердый осадок и фильтрат.
Фильтрат нейтрализовали 2 М раствором серной кислоты в резервуаре с лопастной мешалкой до получения рН 7,4 до выпадения осадка гидроксида алюминия (Аl2(ОН)3)
Полученный промежуточный продукт фильтровали в ленточном фильтр-прессе, выполненном с возможностью регулирования скорости лент с помощью преобразователей частоты переменного тока (что обеспечивает высокоэффективное обезвоживание осадка), для фильтрации полученного раствора с отделением осадка, гидроксида алюминия (Аl2(ОН) 3), и фильтрата.
Полученный в ленточном фильтр-прессе осадок промывали водой от ионов натрия в шнековом промывочном прессе.
Промытый осадок сушили в барпабанной сушилке до температуры 180°С при скорости нагрева 20°С/ч, прокаливали в муфельной печи в течение 5,5 часов до температуры 475°С при скорости нагрева 50°С/ч.
Полученный порошкообразный оксид аллюминия в ленточном смесителе обрабатывали водным раствором ПАВ ОП-10 с концентрацией 0,022% при температуре 40°С в соотношении оксида алюминия и раствора ПАВ 1:10 в течение 12 минут и высушивании при комнатной температуре.
Предложенное устройство позволяет позволяющей получать порошкообразный сорбент из отходов травления алюминиевой ленты, с высокой экономической (использование отходов) и экологической эффективностью (снижение загрязнения окружающей среды, поскольку позволяет избежать захоронения отходов).
Линия для получения алюминийсодержащего сорбента из сырья, являющегося отходом при травлении алюминиевой ленты при производстве алюминиевых конструкций, содержащая соединенные в технологической последовательности резервуар с рубашкой обогрева и термоизоляцией для обработки алюминийсодержащего сырья раствором гидроксида натрия, листовой горизонтальный фильтр для фильтрации полученного раствора, резервуар с лопастной мешалкой для смешивания полученного фильтрата с раствором серной кислоты, ленточный фильтр-пресс, выполненный с возможностью регулирования скорости лент, для фильтрации полученного раствора, шнековый промывочный пресс для промывания водой от ионов натрия полученного в ленточном фильтр-прессе осадка, барабанную сушилку для сушки промытого осадка, муфельную печь для прокаливания, ленточный смеситель для обработки полученного порошкообразного оксида алюминия водным раствором поверхностно-активного вещества, барабанную сушилку для окончательной сушки полученного порошка.
