Способ приготовления растворов флокулянтов

 

Изобретение относится к технологии получения растворов высокомолекулярных флокулянтов и может быть использовано при флотации и сгущении шламов. Способ заключается в том, что флокулянт загружают в растворитель при 35 - 55^oC, после чего повышают температуру растворителя и при перемешивании осуществляют растворение флокулянта при 50 - 75^oC. Изобретение позволяет снизить время приготовления флокулянта и повысить полноту его растворения и эффективность его действия. 2 табл.

Изобретение относится к технологии приготовления растворов флокулянтов, используемых для сгущения тонкодисперсных продуктов, флотации и осветления растворов при переработке различных видов полезных ископаемых, например калийных руд.

При переработке калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные легко шламующиеся водонерастворимые примеси, осуществляется предварительное флотационное выделение этих шламов из руды с последующим их сгущением и направлением на складирование. Для обеспечения процессов флотации и сгущения шламов в суспензию вводится раствор высокомолекулярного флокулянта - полиакриламида [1].

Технология приготовления растворов флокулянтов предусматривает введение флокулянта в растворитель (вода) и растворение флокулянта при перемешивании с получением раствора требуемой концентрации. Учитывая высокую стоимость высокомолекулярных флокулянтов, важным фактором их применения является создание оптимальных условий получения рабочих растворов, обеспечивающих высокую эффективность действия флокулянта на каждой стадии его применения.

В настоящее время приготовление водных растворов полиакриламида (ПАА) осуществляется путем загрузки его в воду при нормальной температуре и длительном перемешивании с получением рабочей концентрации раствора 0,1 - 0,15% [2].

Недостатком этого способа является большое время растворения, достигающее 24 - 30 ч, при этом в ряде случаев даже такое время растворения не обеспечивает полное растворение флокулянта. Это приводит к значительным затратам на устанавливаемое оборудование для приготовления флокулянтов и повышенным его расходам.

Известно, что процесс растворения может быть интенсифицирован путем повышения температуры воды, при которой ведется растворение. С этой целью рекомендуется осуществлять растворение при температуре 20 - 40^oC при максимально допустимом верхнем пределе - 50^oC (проспекты фирм-производителей полиакриламидных флокулянтов Dow Chemical Compahy и Kemira - прототип). Недостатком способа является все-таки еще значительное время растворения (15 - 20 ч).

Целью изобретения является разработка технологии приготовления рабочих растворов высокомолекулярных флокулянтов, предусматривающей снижение затрат на производство и повышение эффективности применения флокулянтов.

Поставленная цель достигается путем загрузки флокулянта в воду при температуре 35 - 55^oC с последующим повышением температуры воды и осуществления растворения флокулянта при температуре 50 - 75^oC.

Предложенный способ испытан на лабораторной установке с оценкой флокулирующей способности рабочих растворов ПАА в операции осаждения (сгущения) шламов и флотационной активности при применении ПАА для флотационного обесшламливания калийной руды.

Флокулирующая активность полученных растворов ПАА оценивалась по скорости осаждения глинистых шламов, выделенных из калийной руды и отмытых от солей до отрицательной реакции на ион хлора. Эффективность действия ПАА при флотации шламов определялась по величине извлечения нерастворимого остатка в пенный продукт. Для флотационных опытов использовалась калийная руда Соликамского месторождения следующего состава: KCl - 27%, NaCl - 71%, глинисто-карбонатный нерастворимый остаток - 2%.

Приготовление раствора флокулянта осуществляли путем загрузки пробы (1 г) в воду (1 л) с последующим растворением при механическом перемешивании (число оборотов лабораторной мешалки - 100 об/мин.). В процессе растворения периодически отбиралась проба на определение концентрации ПАА и после окончания растворения определялась флокулирующая активность полученного раствора и эффективность его действия при флотации шламов.

Пример 1. Аналог.

Пробу ПАА загружали в воду при нормальной температуре (20^oC) и проводили растворение при этой температуре.

Пример 2. Прототип.

Пробу ПАА загружали в воду при температуре 30 - 80^oC и проводили растворение при температуре, при которой была произведена загрузка флокулянта.

Пример 3. Предлагаемый способ.

Пробу ПАА загружали в воду при температуре 30 - 60^oC, затем осуществлялось повышение температуры до 50 - 80^oC и при этой температуре проводили растворение.

Результаты проведенных испытаний представлены в табл. 1, 2.

Результаты испытаний по кинетике растворения ПАА по известным и предлагаемому способам показали (табл. 1), что скорость растворения ПАА по предлагаемому способу значительно выше. В соответствии с этим, как видно из обобщенных данных по приготовлению ПАА и испытанию его в операциях флотационного обесшламливания калийных руд и осаждения (сгущения) шламов (табл. 2), при осуществлении загрузки флокулянта при температуре 35 - 55^oC и последующем осуществлении растворения при температуре 50 -75^oC обеспечивается полное растворение загруженного количества флокулянта при значительно меньшей продолжительности растворения, чем по известным способам.

Полученные по предлагаемому способу растворы флокулянта характеризуются большей флокулирующей активностью. Скорость осаждения глинистых шламов увеличивается на 20 - 30% (отн.), что позволяет уменьшить расход ПАА в операции сгущения шламов. Применение этих растворов для флотации шламов позволяет повысить селективность процесса флотационного обесшламливания калийных руд, потери хлористого калия (полезный компонент) со шламовым продуктом снижаются на 30 - 40% (отн.).

При загрузке флокулянта при температуре более 55^oC уменьшается полнота растворения флокулянта вследствие образования плохо растворимых коллоидных агрегатов полимера. Это обуславливает снижение флокулирующей и флотационной активности растворов ПАА.

Осуществление загрузки ПАА при температуре 35 - 55^oC и проведение последующего растворения при температуре более 75^oC не приводит к дальнейшему уменьшению времени растворения, но сопровождается дополнительными энергетическими затратами.

Предлагаемый способ приготовления растворов флокулянтов позволяет значительно снизить время приготовления ПАА, увеличить полноту растворения флокулянта и повысить эффективность его действия в операциях флотации и сгущения шламов.

Способ проверен в опытно-промышленных условиях на АО "Сильвинит" и подтвердил результаты лабораторных испытаний.

Способ может быть применен на горно-обогатительных предприятиях, в частности на фабриках АО "Сильвинит" и АО "Уралкалий".

Реализация его позволяет снизить эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

Способ приготовления флокулянта, включающий загрузку флокулянта в растворитель и его растворение при перемешивании, отличающийся тем, что флокулянт загружают в растворитель при 35 - 55^oC, после чего температуру растворителя повышают и осуществляют растворение флокулянта при 50 - 75^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2