Способ обработки суспензии

 

Использование: при обезвоживании продуктов обогащения полезных ископаемых. Сущность: при обработке суспензий используют фосфогипс, термически обработанный при 120 - 250° С. Предварительно обработанный фосфогипс вводят в суспензию в присутствии растворимых соединений, содержащих одноименные с фосфогипсом ионы, а перед подачей в суспензию подвергают доизмепьчению. 6 табл. 3 злф-лы.

ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) Я}29617/02 (22) 27.1291 (46) 15.119Э Boa Ne 41-42 (71) Государственный научно-исследовательский институт горно-химического сырья (72) Смирнов Ю;М; Кузнецова ГГ„Холомянский ИЯ..

Бражник И;С„Герасимова ЕН„Климкина Т.И. . (73) Государственный науато-исследовательский институт горно-химического сырья (54) СПОСОБ 06РАБОТКИ СУСПЕНЗИИ

<в> El он МЯ22ЖХ1 (51) 5 С02F1 52 (37) Использование: при обезвоживании продуктов обогащения полезных ископаемых Сущность: при обработке суспензий используют фосфогипс, термически обработанный при 120 — 250 С. Предварительно обработанный фосфогипс вводят в суспензию в присутствии растворимых соединений, содержащих однОименные с фосфогипсом ионы, а перед подачей в суспензию подвергают доизмельчению. 6 табл„З зл.ф-лы

ЬЭ

СР

CO

ЬЭ

СР

2002706

Изобретение относится к способам обработки суспензий и может быть использовано при обезвоживании продуктов обогащения полезных ископаемых, а также при очистке сточных вод ат взвешенных веществ.

Известны способы обработки суспензий с использованием коагулянтов и флокулянтов, В качестве коагулянтов применяются такие распространенные реагенты, как серная кислота, известь, хлористый кальций, сернокислый алюминий, сернокислое железо и др., как отдельна, так и в сочетании друг с другом, или в сочетании с синтетическими полимерными флокулянтами.

Недостатком известных способов обработки суспензий являются невысокие технологические показатели, дефицит используемых реагентов, их высокий расход

И CTOMMQCTb, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ очистки жидкого навоза от взвешенных частиц. В качестве коагулянта в этом способе обработки суспензии ис. пользуется фосфогипс, являющийся отходом производства экстракционной фосфорной кислоты. Однако фосфогилс, используемый в этом способе, по сравнению с известными коагулянтами-электролитами отличается плохой растворимостью в воде, поэтому эффект его коагулирующего действия недостаточно высок, Высокая влажность < осфогипса обуславливает его неблагоприятные физические свойства и создает трудности при дозировке и транспортировке, особенно е холодное время года, т.е, он слеживается, смерзается, проявляет тиксотропн.ые свойства, обладает коррозионной активностью.

Целью изобретения является интенсификация процесса обработки суспензии за счет улучшения каагулирующего действия фасфогипса.

Поставленная цель достигается тем, чта в способе обработки суспензии предложено использовать фосфогипс, который предварительно нагревают до температуры фазовых превращений, обеспечивающей обезвоживание и повышение растваримасти фасфогипса, Наилучшие результаты достигаются при температуре 120 — 250 С.

Использование термически обработанного фасфогипса в присутствии растворимого электролита позволяет оптимизировать процесс и повысить результаты обработки суспензии. Кроме того, дополнительное доизмельчение обработанного фосфогипса перед использованием также позволяет повысить результаты обработки суспензии, Термическая обработка фасфогипса коренным образом изменяет физические свойства коагулянта, что улучшает условия его хранения, транспортирования, дозирования.

Сущность изобретения заключается в том, что процесс осуществляют с испальзо10 ванием фосфогипса, обладающего улучшенным коагулирующим действием. Фосфогипс

- отход производства экстракционной фосфорной кислоты, представляет собой серый мелкокристаллический комкующийся поро15 шок. общей влажностью до 40 . Основными примесями являются не прареагировавшие с кислотой фосфаты, полуторные окислы, соединения фтора и стронция, фосфорная кислота, органические вещества.

В зависимости от исходного фосфатного сырья может образовываться фосфогипс следующего химического состава, $: СаО—

31,5-37,2; ЯОз - 42,3 — 51,6: Р205общ. — 0,5— . 3,5; Р205водн. — 0,2-3,0: А120з — 0,2-0,6:

2 -> FezOg — 0,1-0,3; Si0z — 0.5-6,7; Н.о, — 11,417,9; F -0,1-0,4; Н20„,. — 18.1-ю,4.

Основную массу образующегося фосфогипса е настоящее время сбрасывают е отвалы. Транспортирование его в отвалы и

30 хранение связаны с большими капитальными и эксплуатационными затратами, достигающими 407 стоимости сооружений и эксплуатации основного производства. В настоящее время на отвалах предприятий находится порядка 200 млн.т фасфогипса и . его количество ежегодно продолжает увеличиваться, оказывая отрицательное экологическое воздействие на окружающую среду.

С этим связана актуальность и значение

40 проблемы изыскания новых возможностей использования фосфогипса в народном хозяйстве, Известно, чта улучшение коагулирующего действия фосфогипса происходит при

45 нагревании до температуры фазовых превращений, когда с поверхности частиц сначала удаляются гидратные оболочки, связывающие отдельные зерна фосфогипса в аморфную массу, затем дигидрат кальция

50 теряет кристаллизационную воду, превращаясь в полугидрат и растворимый ангидрит, Растворимость образующихся продуктов фазовых превращений значительно выше, чем растворимость исходного фосфогипса. Так, растворимость дигидрата кальция, составляющего основную часть фосфогипса, составляет всего лишь 2,14 гlл, а растворимость полугидрата увеличивается уже до 8,0 г/л. За счет увеличения растворимости продуктов фазовых превращений

2002706 при различных температурах в интервале от

25 80 Сдо328ОС.

Результаты опытов приведены в табл,3, П р им е р6. Фосфогипс, обработанный отстаивают и фильтруют

55 ботку; варительно обработанный при температуре зирования и транспортирования; значительно улучшается коагулирующее действие фосфогипса.

Экспериментально установлено, что оптимальный интервал температур нагревания, при котором появляется наиболее высокое коагулирующее действие фосфогипса, составляет 120-250 С. При нагревании фосфогипса до температуры ниже

120 С не происходит заметного улучшения указанного свойства, поскольку растворимость образующихся продуктов еще незначительна. Нагревание фосфогипса свыше

250 С нецелесообразно в связи с тем, что растворимые формы продуктов фазовых превращений переходят в нерастворимые и коагулирующее действие фосфогипса снижается:

Кроме того, выявлено, что совместное использование при обработке суспенэий подвергнутого термическому воздействию фосфогипса и растворимого соединения— неорганического коагулянта (Н 304, СаСЬ, Рег{ЯОд)з, Св(ОН)2 и др.); содержащего одноименные с фосфогипсом ионы, существенно улучшает результаты обработки суспензий.

Это обьясняется по.-видимому тем, что растворимость сульфата кальция и продуктов фазовых превращений повышается при введении в раствор ионов, одноименных с ионами решетки фосфогипса;

Дополнительное дойзмельчение предварительно обработанного .фосфогипса перед использованием в процессе обработки суспензии также позволяет повысить .результаты сгущения.и фильтрования суспензий. В данном случае. увеличение удельной поверхности фосфогипса за счет доизмельчения повышает растворимость фосфогипса и связанное с ней коагулирующее действие.

Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие. но неограничивающие применение предлагаемого способа. Исследования по обработке суспензии проведены в лабораторных условиях по известной методике на флотационных концентратах руд Хибинского массива, Ковдорского. Кингисеппского и Егорьевского месторождений. а также на сброженном осадке Люберецкой станции аэрации.

Пример 1, В суспензию фосфоритового концентрата, содержащую 25-50% твердого, в качестве коагулянта вводят фосфогипс крупностью мельче 0,3 мм, имеющий влажность 32%. затем перемешивают, отстаивают и фильтруют.

Результаты опытов приведены в таблице 1.

Пример 2. В суспенэию фосфоритоеого концентрата вводят фосфогипс, пред5

180 С, перемешивают, отстаивают и фильтруют.

Результаты экспериментов представлены в табл.1.

Пример 3. В суспензию фосфоритового концентрата вводят предварительно обработанный при температуре 180 С фосфогипс в присутствии растворимого соединения в соотношении 1:1, перемешивают, отстаивают и фильтруют, Результаты опытов предста вле н ы в табл.1.. .Пример 4, В суспензию уплотненного сброженного осадка Люберецкой станции аэрации вводят фосфогипс предварительно обработанный при температуре 180 С, перемешивают, отстаивают и фильтруют.

Результаты экспериментов приведены в табл.2,Пример 5. Проводят серию опытов по обработке суспензии апатитового концентрата Ковдорского месторождения, в котором используют фосфогипс. обработанный при температуре 180 С. доизмельчается до крупности мельче 0,05 мм и подаются в суспензию апатитового концентрата Ковдорского месторождения. перемешивают, Результаты опытов приведены в табл.4.

Пример 7. Проводят опыты сгущения апатитового концентрата, выделенного из руды Хибинского месторождения, в котором используют фосфогипс, обработанный при температуре 180ОС.

Результаты приведены в табл.5, Пример 8. В табл.б приведены сравнительные опыты сгущения и фильтрования

Ковдорского апатитового концентрата с использованием в качестве коагулянтов фосфогипса и обработанного путем нагревания при температуре 180 С с доизмельчением до крупности — 0,05 мм фосфогипса отдельно и в сочетании с сернокислым железом.

Предлагаемый способ обработки суспензии имеет следующие преимущества по сравнению с известным способом: повышается скорость и удельная нагрузка при сгущении и фильтровании; снижается влажность кека, и следовательно, затраты на его последующую обраиспользование термически обработанного фосфогипса облегчает условия его до2002706 улучшение коагулирующего действия (56) Авторское свидетельство СССР фосфогипса позволяет расширить область М 1119986, кл. С 02 F 1/52, 1984. его применения, Таблица1

Показатели фильтрования флотационных концентратов

Расход коагулянта, гт рН фильтрата

Влажность кека, сернокислое железо фосфогипс серная кислота хлористый кальций

Ковдорский:флотационный концентрат плотность 40

0,0058 0,168 9,4 33,4 23,1

0,0090 0,210 9,2 40,3 23,0

8.9 41 7 22,2

500

250

2 .. 0,0330 0,965

Кингисеппский флотационный концентрат плотность 45

5000

2000

Хибинский апатитовый концентратплотность 50

2000

1000

Егорьевский флотационный концентрат плотность 25

О;0038 0,115 8,25

О,ОО36 0,112 8,3

0,0060 0,175 8,2

2000

35,7

33,0

25,6

Таблица2

Показатели фильтрования уплотненного сброженного осадка

Люберецкой станции аэрации фосфогипс термически обработанный

2ОО0

50QO 10GOO

: 2000

Скорость фильтрования см /см с. 0,024

0;013

0,027

0,03О

0;026

0,025

0,049

0;046

0,053 0,055

0.064

Удель- ная нагрузка при фильтровании, г/см с

1,81

1,02

2,01

2.41 t,8

1,91

0,277

0,271

0,285

0,290

0,321

7,9

7,9

7,5

7,2

7,0

8,0

8,2

8,35

8,2

8,0

8,25

Содержание

Са в фильтрате, мг/л

17О,1

54,0

173,7

481,0

213,8

267,2

184,3

91,3

18О,3

265,1

164,8

16,9

17,9

16,1

15,4

15,1

16,4

15,3

14,4

15,1

15,0

14,1

10.2002706

ТаблицаЭ

Таблица4

Влияние крупности фосфогипса на показатели фильтрования

Ковдорского апатитового концентрата

Таблицаб

Показатели сгущения Хибинского апатитового концентрата

Влияние температуры нагревания фосфогипса на показатели фильтрования

Ковдорского апатитового концентрата

2002706

Таблицаб

Показатели обезвоживания Ковдорского апатитового концентрата

2. Способ по и. 1, отличающийся тем,., что фосфогипс нагревают до 1.20- 250 С.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем,что предварительно. обработанный фосфогипс вводят в суспензию в присутствии растворимых соединений, содержащих од10 ноименные с фосфогипсом ионы.

4. Способ по пп. 1- 3, отличающийся тем, что предварительно обработанный фосфогипс перед подачей в суспензию подвергают доизмельчению.

Форму ла изобретения

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ СУСПЕНЗИИ, .включающий введение фосфогипса, перемешивание, отстаивание и последующее разделение жидкой и твердой фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет улучшенйя коагулирующего действия фосфоги пса, последний предварительно нагревают до температуры фазовых превращений, обеспечивающей обезвоживание фосфогипса.

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 321 1

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Ю.Смирнов

Редактор Е.Полионова Техред M.Moðãåíòàë Корректор H.Ìèëàêîâà