Способ получения разжижителя цементно-сырьевых шламов

 

1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗЖИЖИТЕЛЯ ЦЕМЕНТНО-СЫРЬЕВЫХ ШЛАМОВ на основе сульфитно-дрожжевой .бражки , соде()жащей 47-52% сухих веществ, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения разжижающего действия 1{елевого продукта, обработку исходной бражки ведут действием 40%-ного водного раствора едкого натра при 130-170 С в замкнутой системе, 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что едкий натр используют в количестве 1-5% от абсолютно исходного вещества. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(5g С 07 G ЦОО

О) )ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3434617/23 — 04 (22) 12.05.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) Т. М. Иванова, В. Л. Попова, P. Г. Гнмашева; Н. Н. Давыдова, Г. А. Бабин и

Т. Е. Батракова (71) Пермский филиал Всесоюзного научноисследовательского института целлюлозно-бумажной промышленности и Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (53) 547.992.3.07 (088.8) (56) 1. Патент США У 3448096, кл. 260 — 124, 1969.

2. Технологический регламент получения концентратов сульфитно-дрожжевой бражки, 1977, Камский ЦБК (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗЖИ—

ЖИТЕЛЯ ЦЕМЕНТНΠ— СЫРЬЕВЫХ ШЛАМОВ на основе сульфитно-дрожжевой бражки, содержащей 47 — 52% сухих веществ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения разжижающего действия целевого продукта, обработку исходной бражки ведут действием

40%-ного водного раствора едкого патра при 130 — 170 С в замкнутой системе.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что едкий иатр используют в количестве 1 — 5% от абсолютно сухого исходного вещества.

10б2212

Изобретение относится к усовершенствованию способов получения разжижителей — ве. ществ, снижающих влажность цементно-сырьевых шламов — на основе производных лигнина, которые могут быть использованы в целлюлозно-бумажной промышленности при переработке отходов варки целлюлозы, в частности сульфитных щелоков.

Известен способ получения диспергатора. на основе сульфонатов лигнина, заключающий- 1О ся в том, что отработанный сульфитный щелок на натриевом или кальциевом основании варки древесины хвойных или лиственных пород с содержанием сухих веществ до 18% нагревают с едким натром в количестве 4—

10 г на литр щелока (в пересчете к абс. сухоь му веществу щелока расход М аОН составляет

3 — 7%). Время реакции 4 — 40 мин, температу.

pa — 200 — 225 С (1).

Недостатком указанного способа является высокая температура реакции и большие объемы обрабатываемого раствора иэ-за низкого содержания в нем сухих. веществ. Необходимость дальнейшего концентрирования полученного продукта может повлиять на эффектив- 25 ность его действия как разжижителя и затрудняет получение продукта с заданными свойствами. В процессе упаривания раствора лигносульфонатов происходит изменение их молекулярной массы, которая определяет диспергирующие (разжижающие1 свойства продукта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения разжижителя, применяемого в цементной промьппленности, путем упаривания сульфитнодрожжевой бражки, содержащей 10% сухих веществ. При добавлении 0 3% полученного концентрата влажность цементно-сырьевого шлама снижается на 1 — 2,5% (2).

Недостатком известного способа является низкий и нестабильный раэжижающий эффект получаемого продукта.

Е ель изобретения — получение раз жижителя с повышенным разжижающим действием.

Поставленная цель достигается способом получения разжижителя цементно-сырьевых цтламов на основе сульфитно -дрожжевой бражки, содержащей 47 — 52% сухих веществ, путем обработки исходной бражки действием 40 o ного водного раствора едкого патра при 130— о

170 С в замкнутой системе.

Едкий катр используют в количестве 1 — 5% от абсолютно сухого исходного соединения, Способ осуществляют следующим образом.

В определенное количество упаренной сульфитно-дрожжевой бражки с концентрацией сухих веществ 47 — 52% при непрерывном перемешиванив приливают едкий нато в виде

40%-ного раствора, Затем смесь помещают в герметически закрытую металлическую емкость и нагревают при 150+5 -С в тече9 ние 20 — 40 мин. Емкость после проведения реакции охлаждают. Полученный продукт представляет собой однородную густую текучую жидкость, по внешнему виду не отличающуюся от исхсдиого соединения.

Для проверки раэжижающего действия продукта его вводят в цементный шлам в количестве 0,3% сухого вещества. Разжижающий эффект оценивают по снижению содержания воды в цементном шламе с добавкой раэжижителя при растекаемости по способу МХТИ на текучестемере, равной растекаемости исход. ного шлама.

В таблице приведены примеры получения и результаты испытания полученного продукта.

1062212

Условия обработки

Количество

40 o- ного

NaOH

Температура, С

Концентрат бражки

Продолжительс дсбав кой (0,3%) литно гульфонатов исходного процент снижения жн ости шлама ность обработки, мин моль

r абсолютног сухого вещества

Исходный

0 0

30 150

30 150

30 150

30 130

30 170

30 100

0 0

39,1 37,1

39,1 34,4

39,1 34,2

39,1 34,6

39,1 35,1

2,0

192 — 212 100 1 0,01

4,7

100 5

0,05

4,9

100 2,5 0,025

100 2,5 0,025

100 2,5 0,025

100 2 5 0025

4,5

4,0

34,6

39,1

4,5

39,I . 36,4

2,7

192-212 100, 2,5 0,025

30 200 39,1 . 37,1

2,0

Характеристика лигносульфонатов

Содержание кислых групп, мг-экв/г, (метод ВЧ-титров) Содержание фракций, %

Кислотность (общая) Сильно кислые

so îH

СООН и

oso í (среднекислые) ОНфен. среднемолекурярной низковысокомолекулярной молекулярной

24,6

31,7

43,7

6,88

1,6

2,75

2,48

28,5

31,2

40,3

2,4

2,62

3,36

8,38

39,5

2,34

29,7

30,8

3,56

1,6

7,69

29,0

30,0

41,0

2,2

3,12

2,29 27,0

31,3

41,7

2,1

3,05

2,71

7,86

7,40

30,7

30,2

39,1

1,8

3,39

2,21

6,90

24,0

44,3

31,7

2,0

1,95

2,96 1,7

2,81

37,8

37,8

24,4

2,13

6,64

192 — 212

192 — 212

192 — 212

192 — 21 2

192-212

Влажность шлама

Продолжение таблицы

Составитель Л. Горбачева

Техред A.Áàáèíeö

Корректор Г. Решетник

Заказ 10153/25 Тираж 387

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При добавке 0,3% концентрата сульфнтнодрожжевой бражки, полученной по известному способу, влажность цементно-сырьевого шлама снижается на 1 — 2,5%.

Повышение эффективности действия технических лигносульфонатов как разжижителей цементно-сырьевого шлама обусловлено химическим изменением макромолекулы лигносульфонатов.

Иэ приведенных данных видно, что при щелочной обработке в интервале температуры нагревания 130 — 170 C происходит умеренное о укрупнение макромолекулы лигносульфонатов, о чем свидетельствует увеличение доли высокомолекулярной фракции с 24,6 до 27,0 — 30,7%.

Увеличение молекулярной массы лигносульфонатов способствует улучшению их адгезионных свойств по отношению к частицам шла:"а.

При щелочной оореботке происходит накопление карбоксильных групп лигносульфонатов 20 (эа счет окисления альдегидных групп). Суммарное количество СООИ- и 080 И-групп, определенное высококачественным титрованием, составляет 3,05 — 3,56 мг-экв/г, что на 11 — 299o (относит.) превышает содержание их в ливносульфонатах концентрата бражки до обработки, Об увеличении кислых функциональных груни свидетельствует также повышение общей кислотности с 6,88 до 7,4 — 8,4 мт — экв/r.

Увеличение количества полярных функцио- ЗО нальных .-рупп способствует улучшению поверхностной активности лигносульфонатов, Новышает электроотрицательный заряд частиц цемента при адсорбции лигносульфонатов, тем самым повышает эффективность действия лиг-.. носулъфонатов как разжижителей.

Обработка концентрата в присутствии щелочи при температурах 100 и 200 С (запредельных) практически не оказывает влияния на эффективность технических лигносульфонатов как разжижителей, так как при низкой температуре макромолекула аигносульфонатов не изменяется, а при высокой (200 С) происО ходит конденсация лигносульфонатов с получением нерастворимой в воде высокомолекулярной фракции, (Доля высокомолекулярной составляющей в данном опыте увеличивается до 37,8).

Такие изменения полимолекулярного состава лигносульфонатов нежелательйы, так как молекулы с высокой молекулярной массой (способные к потере водорастворимости) могут участвовать и образовании структуры с частицами цементно-сырьевого шлама и тем самым снижать разжижающее действие лигносульфонатов.

Проведение процесса получения разжижителя цементно-сырьевых шлаков по предлагаемому способу уменьшает влажность указанных шламов на 4,0 — 4,9%, т. е. разжижаю1цее действие целевого продукта увеличивается в 2-4 раза.