Способ центробежного отстаивания и фильтрации высокодисперсных суспензий

 

ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕтКНИЯ

К АВТОРСкамУ СвиДЕтЕЛьСтВУ

Подписная группа № 40

T. А, Малиновская, М. Е, Щербакова и Г. А. Елисеева

СПОСОБ ЦЕИТРОБЕЖИОГО ОТСТАИВАНИЯ И ФИЛЬТРАЦИИ

ВЫСОКОДИСПЕРСИЫХ СУСПЕКЗИ й

Заявлено 20 февраля 1960 г. за № 655561/23 и К».;нгтет и» левам из»брет< ний и открытий при Совете Министров СССР

Ону» IHI<»BBHQ в «Бюллетене изооретений» № 26 <а 1960 г.

Известен способ предварительной обработки суспензий поливалентными электролитами для образования агрегатов более крупного размера. а также широко распространены процессы разделения с спензий методами фильтрации и отстаивания в центробежном поле.

Характерной чертой большинства суспензий органических красителей и их полупродуктов является их высокая дисперспость (от 1 — 2 до

5 — 10 р), Л|лсперсной средой обычно бывают концентрированные растворы электролитов з сочетании с непрореагирозазшими органическими веществами и полупродуктами реакции.

Высокая дисперсность таких суспензий видна при фильтрации Iix через оумажный фильтр, на котором не остается осадка (что является одним из методов оценки качества диспсрг1лровання).

HpoIIccc фильтрации или IlciiTробежного отстаивания указанных суспензий протекает весьма медленно. Скорость процессов находится в зависимости от размеров частиц суспензип и поэтому эти процессы могут быть интенсифицированы путем увеличения размера частиц за счет их предварительной агрегации.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что, с целью интенсификации процесса фильтрации и центробежного отстаивания для разделения высокодисперсных суспензий, например органических красителей и их полупродуктов, путем агрегации частиц указанных суспензий, к последним предварительно добавляют полиакриламид или полиакрилонитрил, или полиакриловую кислоту, или продукты их час7ичного гидролиза.

Применение предлагаемого способа позволяет ускорить процессы фильтрации и отстаивания, благодаря чему достигается интенсификация процесса разделения зысокодисперсных суспензий и без потерь красителя.

Способ заключается в следующем.

При агрегации частиц суспензий с применением раствора высокополимерной водорастворимой смолы могут быть три случая.

1. В случае мелкодисперсных систем (с размером частиц 1 — 3 и в суспензию сначала добавляют поливалентный электролит, который подоирают B зависимости от знака заряда частиц, затем раствор высокополимерной водорастворимой смолы. В качестве таких смол применяют полиакриламид, полиакрилнитрил или полиакриловую кислоту.

Эти смолы применяют также для интенсификации процессов связан-: ных с обогащением руд, а также для улучшения структуры почв и улучшения очистки воды.

После описанной обработки мелкие частицы суспензий агрегируются, за счет чего скорость процессов фильтрации и центрооежного отстаиванйя увеличивается. Количество дооавляемого раствора высокополимерной смолы и степень его разоавления должны быть таковы, чтобы обеспечить равномерную агрегацию частиц суспензии без увеличения вязкости дисперсной среды.

2. В случае, когда дисперсность красителей и полупродуктов ниже указанной в п. 1 и когда дисперсная среда является достаточно сильным электролитом, предлагается производить агрегацию частиц непосредственно обработкой ее раствором высокополимерпой смолы, Все сказанное в п. 1 о количестве добавляемого раствора смолы относится к п. 2.

3. В случае диспергированных красителей и пигменто; для сгущения суспензий предлагается производить такую же обработку, как и в п. 1 с той разницей, что добавляемый поливалентный электролит должен быть взят в количестве, соответствующем порогу агрегации, а высокополимерная смола в количестве, обеспечивающем агрегацию.

При таком способе достигается как возможность сгущения суспензий центробежным отстаиванием, так и легкость последующей дезагрегации, необходимой для окрашивания вискозы в массе.

Пример 1. Сгущение диспергированного пигмента желтого

2 К, с последующей дезагрегацией частиц.

Суспензия диспергированного пигмента содержала 8,8 "о твердой фазы (пигмента) с размером частиц 1 — 2 р и 10 р диспергатора НФ (от веса пигмента).

Суспензия не расслаивалась при 2-месячном стоянии и при фильтровании ее через бумажный фильтр, весь пигмент проходил через фильтр, только окрашивая последний. К 1000 лл суспензии при перемешивании добавляли 200 мл раствора соли Al(No )> с концентрацией

1,7 г Л1 на литр раствора и 200 ял раствора частично гидролизованного полиакриламида с концентрацией 0,25 г на литр раствора. Частицы при этом агрегировались до размеров 5 — 20 р

Затем суспензию обраоатывали на сверхцентрифуге при факторе разделения 10 000. Полученная паста содержала 30 — 35% твердой фазы, причем жидкая фаза совершенно не содержала пигмента.

Для дезагрегации паста замешивалась с 40%-ным диспергатором

НФ (от веса сухого пигмента). После перемешивания в течение двух часов почти все агрегаты распались.

Для получения пасты по дисперсности, не отличающейся от исходной суспензии, паста диспергировалась на вибромельнице в течение часа, Пример 2. Интенсификация и механизация процесса разделения суспензии красителя прямого черного 8. Исходная суспензия красителя содержала 8 — 10% твердой фазы с размером большинстг,а частиц

2 — 3 ри небольшим количеством агрегатов до 10р

При отстойном разделении исходной суспензии красителя в пробирочной центрифуге с фактором разделения 1000 в течение пяти линут не наолюдалось осветлепия слоя фильтрата. При добавлеHYH к суспензии /; (по объему) раствора Al(N0;)з с концентрацией 1,7 г/л А1, а затем /;, (по объему) раствора :;олиакрпламида с ко щснтрацией

0,25 г/л суспензия агрегировалась до размера частиц 100 и

При отстаивании агрегированпой суспенз fH в пробирочной центрифуге с фактором разделения 1000 твердая фаза практически полностью отстаивалась за 1 — 2 минуты (высота осветительного слоя составляла 30 — 40 ял при общей высоте суспензии 60 лм).

Таким образом, процесс разделения суспензии может быть ocvществлен на обычной отстойной центрифуге при высокой производительности агрегата и без потерь красителя.

Пример 3. Интенсификация центробежного отстаивания суспензии I-аминоантрахинона, полученного непрерывным методом.

Исходная суспензия 1-аминоантрахинона содержала 8 — 9% твердой фазы с размером частиц 2 — 5 I, При разделении на пробирочной центрифуге с фактором разделения 1000 исходной суспензии, разбавленной водой (для получения сравнимых показателей с результатами разделения агрегированной суспензии) высота осветительного слоя

-a одну минуту составляла 4 — 5 л м. При добавлении к суспензии /д (по объему) раствора частично гидролизованного полиакриламида с концентрацией 0,2 — 0,25 г/л твердая фаза суспензии агрегировалась до размера частиц 10 †1 р .

При фуговании агрегированной суспензии на пробирочной центрифуге с Фактором разделения 1000 высота осветленного слоя за одну минуту составляла 20 — 25 мл.

Предмет изо бр етения

1. Способ центробежного отстаивания и фильтрации высокодисперсных суспензий, например органических красителей и их промежуточных продуктов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем агрегации мелких частиц указанных суспензий, к последним предварительно добавляют полиакриламид или полиакрилочитрил, или полиакриловую кислоту, или продукты их частичного гидролиза.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щийс я тем, что, с целью образования агрегатов более крупного размера, к суспензиям предварительно добавляют поливалентные электролиты.