Средство техническое
Изобретение относится к реагентным способам обработки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей и может быть использовано для межоперационной промывки и расконсервации деталей и изделий, изготовленных из черных и цветных металлов на предприятиях металлообрабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности. Описано средство техническое для очистки производственных стоков, характеризующееся тем, что средство представляет собой водный раствор, включающий гидроксид натрия в качестве эмульгатора, карбонат натрия в качестве моющей добавки, ортофосфат натрия в качестве корректирующей добавки, алкилбензолсульфонат натрия в качестве синтетического поверхностно-активного вещества и диоксид кремния в качестве пеногасителя в следующем составе, мас. %: гидроксид натрия 5-7, карбонат натрия 2,5-5, ортофосфат натрия 0,5-1,5, алкилбензолсульфонат натрия не более 0,5, диоксид кремния не более 0,3, вода - остальное. Технический результат - обеспечение качественного разложения СОЖ, снижение требований в отношении коррозионной стойкости оборудования, что позволит применять материалы, обеспечивающие возможность снижения стоимости оборудования. 3 пр.
Изобретение относится к реагентным способам обработки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано для межоперационной промывки и расконсервации деталей и изделий, изготовленных из черных и цветных металлов на предприятиях металлообрабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности.
Известно использование в практике очистки маслоэмульсионных сточных вод NaCl, H2SO4, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCl3, CaO, Al2(SO4)3, взятых в отдельности или в комбинации друг с другом. Под действием электролитов происходит снижение не только электрокинетического потенциала масляных эмульсий, но и разрушение структурно-механического барьера. Следует также учитывать то, что многовалентные катионы способны перезаряжать масляные глобулы с образованием неустойчивой системы - обратной эмульсии, поэтому определение оптимального расхода реагентов является основой для успешного их применения. Совместное применение различных реагентов позволяет значительно повысить эффективность очистки. В литературе отмечается, что для очистки маслоэмульсионных сточных вод используется двух- и трехступенчатая их обработка реагентами. Наиболее эффективным коагулянтом для очистки отработанных СОЖ, содержащих в своем составе ионогенные эмульгаторы, является сульфат алюминия Al2(SO4)3. (см. Соколов Л.И. Очистка эмульсионных сточных вод в машиностроении. - Инфра-Инженерия; Москва-Вологда, 2017. - с. 35-36). Применение сульфата алюминия в процессах обработки водных систем имеет ограниченный диапазон действия по показателю рН среды (5-7,5) и по температуре. Кроме того, при гидролизе сульфата алюминия образуются мелкие медленно оседающие хлопья, что требует дополнительных мер по очистке. Применение кислотных средств возможно на производствах с установленным оборудованием из высоколегированных сталей и других коррозионностойких дорогостоящих материалов.
Техническая задача, решаемая предлагаемым технологическим средством для очистки производственных стоков, заключается в обеспечении качественного разложения СОЖ, и при этом приводит к снижению требований в отношении коррозионной стойкости оборудования, что позволит применять материалы, обеспечивающие возможность снижения стоимости оборудования.
Заявляется, средство техническое, характеризующееся тем, что средство представляет собой водный раствор, включающий эмульгатор, моющую и корректирующую добавки, синтетическое поверхностно-активное вещество и пеногаситель в следующем составе, мас. %:
| гидроксид натрия | 5-7 |
| карбонат натрия | 2,5-5 |
| ортофосфат натрия | 0,5-1,5 |
| алкилбензолсульфонат натрия | не более 0,5 |
| диоксид кремния | не более 0,3 |
| вода | остальное. |
Средство получают последовательным введением в реактор с водой указанных ингредиентов при нормальных условиях и при перемешивании. В качестве эмульгатора применен гидроксид натрия, а моющими и корректирующими добавками являются карбонат натрия и ортофосфат натрия, алкилбензолсульфонат натрия и диоксид кремния добавлены соответственно как поверхностно-активное вещество (ПАВ) и пеногаситель. Соотношение ингредиентов получено экспериментально для целей качественного разложения СОЖ на предприятиях металлообработки. Заявляемое техническое средство приготавливают с водородным показателем рН от 7,5 до 14, общая щелочность средства составляет 10-20 в условных единицах "точки" (см. ГОСТ 9.402-2004, табл В1), плотность средства при 20°C от 1,010 до 1,200 г/см3. Массовая доля технического средства и режимы обработки стоков зависят от загрязнителей стоков. Массовая доля концентрата технического средства в рабочих растворах определяется в соответствии с технологией разложения, утвержденной на предприятии. Для межоперационной промывки и расконсервации деталей и изделий рекомендуется применять техническое средство в виде 1,75%-ного водного раствора.
Пример 1
Разложение отработанной СОЖ, характеристика среды: эмульсол 10-20% и вода, рН около 6.
Приготовлен концентрат технического средства при соотношении компонентов, мас. %:
| гидроксид натрия | 5 |
| карбонат натрия | 2,5 |
| ортофосфат натрия | 0,5 |
| алкилбензолсульфонат натрия | 0,2 |
| диоксид кремния | 0,3 |
| вода | остальное. |
Общая щелочность приготовленного средства, точки - 15.
Для разложения отработанной СОЖ в реактор помещают 1000 мл СОЖ и вводят 3 мл приготовленного технического средства при перемешивании в точке ввода при быстрых оборотах лопастной мешалки и температуре окружающей среды 23-25°C. Перемешивание осуществляют в течение 2-3 минут. Затем мешалку выключают. Содержимое реактора оставляют для отстаивания в течении 30 минут. После истечения указанного времени наблюдают образование мелких хлопьев. По окончанию процесса отмечается удовлетворительное хлопьеобразование, при котором процесс разложения прошел интенсивно с обильным выпадением осадка. Прозрачность жидкости в слоях ниже верхнего составила 10 см.
Пример 2
Разложение отработанной СОЖ, характеристика среды: эмульсол 10-20% и вода, рН менее 6.
Приготовлен концентрат технического средства при соотношении компонентов, мас. %:
| гидроксид натрия | 7 |
| карбонат натрия | 5 |
| ортофосфат натрия | 1,5 |
| алкилбензолсульфонат натрия | 0,5 |
| диоксид кремния | 0,3 |
| вода | остальное. |
Общая щелочность приготовленного средства (точки) - 20.
Для разложения отработанной СОЖ в реактор помещают 1000 мл СОЖ и вводят 4 мл приготовленного технического средства при перемешивании в точке ввода при быстрых оборотах лопастной мешалки и температуре окружающей среды 23-25°C. Перемешивание осуществляют в течение 2-3 минут. Затем мешалку выключают. Содержимое реактора оставляют для отстаивания в течение 30 минут. По окончанию процесса отмечается удовлетворительное хлопьеобразование. Получены следующие результаты: удовлетворительная степень расслоения жидкости с образованием верхнего слоя, включающего масла, механические примести. Прозрачность жидкости составила 10 см.
Применение ПАВ алкилбензолсульфоната натрия в пределах 0,5 мас. % (на практике 0,1-0,5) и в качестве пеногасителя диоксида кремния в пределах 0,3 мас. % (можно варьировать 0,1-0,3) определено экспериментально в ходе постановки опытов и исследования многочисленных опытных рецептур. Эти материалы обеспечивают в целом стабильность состояния технического средства. Указанное их количество в составе заявляемого технического средства принято как наиболее результативное и целесообразное.
На предприятия металлообрабатывающей отрасли средство доставляют в готовом виде. Так как отработанные СОЖ имеют разные характеристики, разные объемы суточной обработки, количество технического средства для разложения, добавляемого в емкость с отработанной СОЖ, подбирают индивидуально в зависимости от характера производства и определяют на основании предварительного анализа требуемого расхода следующим образом.
Пример 3
Определение дозы реагента "Средство техническое" для нейтрализации водной фазы разложенной СОЖ на очистных сооружениях производственных стоков, г. Тольятти; рН среды не более 6.
При постоянном перемешивании в течение 3 минут вводят реагент. После выключения мешалки содержимое сосуда оставляют для отстаивания в течении 30-40 минут до полного осаждения мелкодисперсной взвеси. Оптимальной считается дозировка технического средства, при которой очищенная вода имеет наибольшую прозрачность.
Определяют расход технического средства при пробном разложении. Пусть при плотности реагента 1,15 г/см3 было израсходовано на 1 дм3 СОЖ 7 мл технического средства или 8 г/дм3. Определяют требуемый расход на участке разложения на предприятии: доза реагента 8 кг/м3.
Экспериментальное применение средства для разложения отработанных эмульсионных СОЖ и производственных стоков подтвердило его высокую эффективность в качестве моющего средства. Разработанное средство относится к пожаро- и взрывобезопасным веществам и к 4 классу опасности по степени воздействия на организм человека, что в целом снижает негативное воздействие средства на окружающую среду. Заявляемое техническое средство с показателем по общей щелочности 10-20 позволяет применять его на предприятиях, где используется оборудование с пониженными требованиями к материалу оборудования (стальное и чугунное литье, медь и ее сплавы), то есть применяющих менее дорогостоящее оборудование.
В естественных условиях производства и хранения техническое средство не гидролизуется, не полимеризуется и не окисляется в присутствии других веществ и факторов.
Средство техническое для очистки производственных стоков, характеризующееся тем, что средство представляет собой водный раствор, включающий гидроксид натрия в качестве эмульгатора, карбонат натрия в качестве моющей добавки, ортофосфат натрия в качестве корректирующей добавки, алкилбензолсульфонат натрия в качестве синтетического поверхностно-активного вещества и диоксид кремния в качестве пеногасителя в следующем составе, мас. %:
| гидроксид натрия | 5-7 |
| карбонат натрия | 2,5-5 |
| ортофосфат натрия | 0,5-1, 5 |
| алкилбензолсульфонат натрия | не более 0,5 |
| диоксид кремния | не более 0,3 |
| вода | остальное |
