CC BY
66
№ 12 (69)
AuNi /ш. те:
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2019 г.
ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВА И СВОЙСТВ АНГРЕНСКОГО КАОЛИНА
МАРКИ АКФ-78
Муталов Шухрат Ахмаджанович
д-р хим. наук, профессор, ректор Ташкентского химико-технологического института,
Узбекистан, г. Ташкент
Атакузиев Темиржан Азимович
д-р хим. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт,
Узбекистан, г. Ташкент
Усманходжаева Ирода Тахирджановна
ст. преп. Ташкентский химико-технологический институт ,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Лутфуллаева Наргиза Бахадировна
ст. преп. Ташкентский химико-технологический институт,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: Lutfullaevanargiza23@,gmail.com
STUDY OF THE CHARACTERISTIC, COMPOSITION AND PROPERTIES OF ANGRENA
KAOLIN BRAND AKF-78
Shuhrat Mutalov
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Tashkent Chemical - Technology Institute,
Uzbekistan, Tashkent
Temirjan Atakuziev
Doctor of Chemical Sciences, Professor, Tashkent Chemical - Technology Institute,
Uzbekistan, Tashkent
Iroda Usmankhodjaeva
Senior Lecturer Tashkent Chemical - Technology Institute,
Uzbekistan, Tashkent
Nargiza Lutfullaeva
Senior Lecturer Tashkent Chemical - Technology Institute,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Разработан спосб получения сернокислого алюминия из каолина, определениы химические составы каолина марки АКС-78 и разработана технологическая схема процесса получения коагулянта из каолина. Такой коагулянт по совокупности физико-химических и технологических показателей не будет уступать очищенного сульфата алюминия, такой коагулянт не гигроскопичен, не слеживается и не пылит.
ABSTRACT
A method for producing aluminum sulphate from fortified kaolin was developed, chemical compositions of kaolin of the AKS-78 brand were determined, and a technological scheme for the process of producing coagulant from kaolin was developed. Such a coagulant in terms of physical, chemical and technological parameters will not be inferior to purified aluminum sulfate, such a coagulant is not hygroscopic, does not cake and does not dust.
Ключевые слова: коагуляция, дегидратация, полиакриламид, выщелачивание.
Keywords: coagulation, dehydration, polyacrylamide, leaching.
Вода играет решающую роль во многих жизни человека. В промышленности воду процессах, протекающих в природе, и в обеспечении используют как сырье и источник энергии, как
Библиографическое описание: Изучение характеристики, состава и свойств Ангренского Каолина марки АКФ-78. // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Муталов Ш.А. [и др.]. 2019. № 12(69). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/8517
№ 12 (69)
AuNi /ш. те:
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2019 г.
хладоагент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов и др.
Вследствие антропогенного воздействия природная вода загрязняется различными веществами, что приводит к ухудшению ее качества. В случае необходимости перед использованием воды в промышленности ее очищают в соответствии со специфическими требованиями данного
производства [1].
Современная экология, увы, оставляет желать лучшего - все загрязнения биологического, химического, механического, органического происхождения рано или поздно проникают в почву, водоемы. Запасы «здоровой» чистой воды с каждым годом становятся все меньше, в чем играет определенную роль постоянное использование бытовой химии, активное развитие производств. В стоках содержится огромное количество токсичных примесей, удаление которых должно быть комплексным, многоуровневым.
Одной из наиболее важных операций в современной технологии обработки воды является коагуляци-онная очистка. В последние годы увеличивается потребление коагулянтов для нейтрализации и обезвреживания сточных вод на предприятиях химической, авиационной, автомобильной, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности [2].
Большой интерес представляют кислотные, и в частности, сернокислотные методы переработки высокремнеземистого глиноземсодержащего сырья, которые позволяют относительно просто осуществлять селективное разделение глинозема и кремнезема на первом технологическом переделе -сульфатизации. В то же время при переработке алюминиевого сырья кислотными методами возникает ряд трудностей: отделение сернокислого раствора от высокоремнеземистого шлама, очистка сернокислых растворов от железа, сложность термических процессов при обжиге сернокислых солей алюминия, трудность регенерации серной кислоты, а также необходимость применения кислотоупорной аппаратуры.
Поэтому, переработка алюминийсодержащего сырья кислотными методами до сегодняшнего
времени не получила широкого распростронения в промышленности.
С ростом промышленности, городского и жилищного строительства значительно возрастает потребность народного хозяйства Узбекистана и соседних государств в коагулянтах, предназначенных для водоочистки. Используемый обычно для этой цели сульфат алюминия получают преимущественно из гидроксида алюминия, который является дефицитным и дорогостоящим продуктом. В связи с этим возникла настоятельная необходимость в разработке новых способов получения коагулянтов из недефицитных видов природного сырья, в частности из обогащенных каолинов Ангренского месторождения, запасы которых огромные.
Поэтому мы в качестве сырья используем первичный обогащенный каолин Ангренского месторождения для производства коагулянтов. Обозначение продукта AKF - 78, сертификация продукта O'zDsi 1056:2014 следующего химического состава %:
масовая доля % Al2Oз - до 32; масовая доля % Fe2Oз - 0,4-0,08; масовая доля % SiO2 - 47-55; масовая доля % TiO2 - 0,45. Нам необходимо было привести детальное исследование основных технологических процессов. В связи с этим основными направлениями нашего исследования были следующие: физико-химическое исследование по выщелачиванию высокоремнеземи-стого AKF - 78 серной кислотой, а также выделение оксида алюминия из сернокислых растворов в виде основных солей в процессе гидротермального гидролиза.
Нами разработан способ получения сернокислого алюминия из каолина, в котором в качестве сырья использованы обогащенные каолины Ангренского месторождения сорта А^-78.
Химический состав каолина марки А^-78, который использовался в работе в виде сырья следующие (табл. 1):
Таблица 1.
Химический состав каолина марки АКС-78
SiO2
TiO2
AbÜ3
Fe2O3
MgO
CaO
Na2O
K2O
п.п.п.
46,8
0,36
36,9
0,51
0,18
0,24
0,02
0,38
13,2
Также нами были проведены химический анализ каолина марки А^-78, который приведен в таблице 2.
№ 12 (69)
А1
ЛОА
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2019 г.
Таблица 2.
Химический анализ каолина марки АСТ-78
№ Наименование показателя Значение параметров
1 Потеря массы при прокаливании, % 11,86
2 Массовая доля оксида алюминия, (АЪОз), % 30,79
3 Массовая доля оксида железа (Бе20з), % 0,73
4 Массовая доля оксида титана (ТЮ2) 0,45
5 Массовая доля оксида кремния (8Ю2) 53,02
6 Массовая доля оксида кальция (СаО) 1,10
7 Массовая доля оксида магния (М§0) 0,98
8 Массовая доля оксида натрия (№20) 0,21
9 Массовая доля оксида калия (К20) 0,58
сумма 99,72
Нами были проведены рентгенографические исследования каолина марки AKF-78, которая изображена на рис. 1
1ÜD 90 8Ü ТО 6Q 50 4Ü 30
го
_к
о
Исследование процессов дегидратации каолина, сернокислотного выщелачивания обожженного материала, разделения полученной пульпы позволили разработать технологическую схему процесса получения коагулянта из каолина. Схема включает следующие основные операции - предварительную деградацию каолина в муфельной печи, измельчение обожженного материала и последующее сернокислотное выщелачивание 25 %-ной (масс. доли) серной кислотой в лабораторном реакторе, разделение полученной пульпы с применением полиакриламида, упарку и грануляцию сернокислого алюминия в лабораторном барабанном грануляторе - сушилке, в будущем планируется осуществлять сушку в барабанном грануляторе - сушилке (БГС) на предприятии «АММ0Р08-МАХЗАМ» в городе Алмалыке Ташкентской области.
Обжиг каолина в нашем случае осуществлялся в муфельной печи, где происходит удаление гигроскопической влаги и разрушение кристаллической решетки каолина с удалением гигроскопическй влаги и разрушение кристаллической решетки каолина с удалением выделяющейся влаги. При температуре 750оС
и времени обжига 30 минут, обеспечивается превращение АЪОз в кислотно-растворимую форму на 9596%.
Охлажденный в воздушном холодильнике дегидратированный каолин направляется на измельчение в лабораторную фарфоровую мельницу. Измельченный в мельнице каолин, просеивался в сите. Продукционный материал имел следующий фракционный состав, в мм:
- 1+0,5, состав % (масс); - 15-20, - 0,5+0,25 - 40% (масс); -0,25+0,15 мм, состав, % (масс) 20, - 0,15 состав 15-20 % (масс).
Измельченный дегидратированный каолин мы обрабатывали сернокислотным раствором в аппарате снабженной мешалкой и обогревом. Сюда добавляли 25%-ный раствор серной кислоты, для приготовления которой используются 93%-ная Н2804 и промывная вода. Норма расхода кислоты составляет 0,9 от стехиометрически необходимого количества, исходя из содержания кислоторастворимых оксидов А1, Fe и Т в каолине. Общее время кислотной переработки составляла 90 минут, температура в сосуде 102оС, затем фильтруется, в нее добавляется 1,8%-ный раствор полиакриламида, жидкость упаривают при 500600 оС, температура получения продукта 80-85оС.
А имУЕВБим:
№ 12 (69)_¿Д ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2019 г.
Гранулы готового продукта имели размер 0,25-10,0 Такой коагулянт по совокупности физико-хими-
мм, содержат 23% (масс) Al2SOз+Fe2Oз и 2 % (масс) ческих и технологических показателей не будет усту-нерастворимого остатка, серная кислота отсутствует. пать очищенного сульфата алюминия, такой коагулянт не гигроскопичен, не слеживается и не пылит.
Таблица 3.
Влияние температуры обжига на разложение каолина серной кислотой
Температура обжига, оС Состав растворов г/дм3 Химический состав шламов, % Извлече] тво ие в рас- р, %
Al2Oз Fe2Oз SiO2 Al2Oз Fe2Oз SOз SiO2 Al2Oз Fe2Oз
б/о 2,06 0 0,29 38,2 0,4 0,34 48,86 2,6 0
200 2,5 0,19 0,20 38,43 0,37 0,69 47,40 3,2 10,9
400 3,1 0,17 0,22 41,23 0,37 1,14 48,88 3,9 9,5
500 56,7 0,93 0,15 17,63 0,37 0,99 69,44 76,3 51,8
600 69,2 1,48 0,12 10,4 0,6 0,58 74,44 89,6 81,6
700 72,8 1,58 0,11 12,77 0,43 0,99 73,68 92,0 87,5
800 72,0 1,65 0,15 12,87 0,23 0,1 73,44 91,2 91,0
900 68,6 1,62 0,19 - - - - 86,7 89,6
1000 1,73 0,2 - - - - - 2,2 10,9
В настоящее время проводятся исследования по разработке технологической схемы процесса получения коагулянта из обогащенного каолина. Схема включает следующие основные операции - предварительную деградацию каолина во вращающейся барабанной печи, измельчение обожженного материала
и последующее сернокислотное выщелачивание 25%-ной, 50%-ной (масс.доли) серной кислотой и разделение полученной пульпы с применением по-лиакриламида в реакторах, расположенных последовательно, упарку и грануляцию сернокислого алюминия в барабанном грануляторе -сушилке (БГС)
Список литературы:
1. А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торочешников «Техника защиты окружающей среды» М.Химия, 1989 г.
2. Т.А. Хван «Промышленная экология» Серия «Учебники и учебные пособия» Ростов на Дону, Феникс, 2003
