Способ очистки сульфатных растворов титана от мелкодисперсной фазы

Способ очистки сульфатных растворов титана от мелкодисперсной фазы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ ТИТАНА ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ, включакяций фильтрацию движущегося вдоль перегородки потока фильтруемой суспензии в присутствии ПАВ поливинилового спирта, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью интенсификации процесса очистки путем увеличения скорости фильтрации, сокращения времени намывки прекота и увеличения выхода готового продукта , фильтрацию осуществляют при скорости движения потока вдоль пере городки 1,0-10,0 м/с, а в качестве ПАВ используют смесь поливинилового спирта и сульфонола в массовом со отношении 1,0:0,1-1,0. 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что смзсь поливиниел лового спирта и сульфонола берется в количестве 5,0-15,0 г/м обрабатываемого раствора сульфата титана.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (19) сЭу(и) 3С59 В 01 D 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3550332/23-26 . (22) 09 ° 02.83 (46) 30.04.84. Бкщ. )) 16 (72) Г.Г. Пацеля, P.M. Садыков, Ю.А. Антонов, В.П . Марченко, В.П. Щипакина, Ю.Н. Усачев, А.Н. Кий, Л.И. Травников и M.Ï. Козлов (53) 541.18,02.025 (088.8) (56) 1. Козулнн П.А., Горловский И,А.

Оборудование заводов лакокрасочной .промьппленности. Л., "Химия"; 19ф8, с. 35-55.

2. Патент ЧССР В 147669, кл. С 01 G 23/00, 1973.

3. Действующий регламент Сумского

ПО "Химпром", В 62-82, 1978 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТ НЫХ РАСТВОРОВ ТИТАНА ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ, включающий фильтрацию движущегося вдоль перегородки потока фильтруемой суспенэии в присутствии

ПАВ поливинилового спирта, о т л ич а ю щ.и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса очистки путем увеличения скорости фильтрации, сокращения времени намивки прекота и увеличения выхода готового продукта-, фильтрацию осуществляют при скорости движения потока вдоль пере городки 1,0-10,0 м/с, а в качестве

ПАВ используют смесь полнвинилового спирта и сульфонола в массовом.соотношении 1,0:О, 1-1,0. . 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю-. шийся .тел, что смесь .поливинилового спирта и сульфонола берется в количестве 5,0-15,0 г/м обрабатываемого раствора сульфата титана.

1088759

Изобретение относится к технологии получения сульфатным способом диоксида титана рутильной и анатазной модификаций," используемых в лакокрасочной промьиипенности, в производстве волокон, бумаги, кожи пласт-масс.

В производстве диоксида титана сульфатным способом растворы титана получают ври взаимодействии ильмеиитового. концентрата с серной кислотой, после чего их очищают от частиц неразложивщегося сырья и нерастворимых алюмосиликатов путем отстаивания или фильтрации .. E5 Фильтрацию н через фильтрующий слой (прекот), намываемый. иэ вспомогательного материала, например древесной муки, на поверхность барабана барабанного вакуум- >0 фильтра. По мере накопления осадка на поверхности фильтрующего слоя его срезают ножом, при этом толщина фильтрующего слон непрерывно уменьшается и при достижении им определенной толщины процесс фильтрации прекращают и намывают новый, слой. Время работы прекота состав» ! ляет 14 ч, время намывки нового слоя. вспомогательного материала 1,5 ч f1) Зо

Известен способ очистки титансодержащих растворов с применением

ПАВ в качестве флокулянта, добавляемых к фильтруемой суспензии в количестве 5-50 мг на 1 л раствора в виде 0,2-7,0%-ного водного раствора акрилового полимера или сополиме" ра и носителя флокул-волокнистых материалов, например древесной муки, бумаги, целлюлозы в количестве 0,5- . >

3,0 г на 1 л раствора (2) .

Недостатки указанного способа— необходимость проведения вспомогательных операций при намывке слоя, потери продукта с остатками вспомогательного материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сульфатных растворов титана в присутствии ПА — поливинилового спирта (ПВС), подаваемого в очищаемый раствор в количестве 0,5% (3-5 дм на 1 м раствора). Фильтрация осуществляется через намывной фильтрующий слой нз древесной муки марки Т или If 180 по ГОСТ 16362-79 на барабанных ьакуум-фильтрах БНР-45.

При этом скорость потока фильтруемой суспенэии вдоль перегородки составляет 0,031-0,245 м/с, а регенерация фильтрующей перегородки осуществляется срезом со скоростью

3-4 мм/ч, скорость фильтрации (100110 л/м ч )f3) .

Недостатками данного способа являются, низкая скорость фильтрации, не превышающая 110 л/м . ч, определяемая свойствами намывного слоя, снижение производительности фильтров, связанное с затратами времени на намывку нового и сброс старого прекота, потери солей титана (до 5,2%) в пересчете на готовый продукт,возникающие в переходные периоды от намывки к фильтрации. .Цель изобретения — интенсификация процесса очистки путем увеличения .скорости фильтрации, сокращения времени намывки прекота и увеличения выхода готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что фильтрацию движущегося вдоль перегородки потока фильтруемой суспензии в присутствии ПАВ осуществля" ют при скорости движения потока 1,010 0 м/с, а в качестве ПАВ используют смесь поливиннлового спирта и суль. фонола в массовом соотношении

1,0;0, 1-1,0.

Кроме того, смесь поливинилового спирта и сульфонола берут в количест-, ве 5 0-15,0 г/мз обрабатываемого раствора сульфата титана.

В предлагаемом способе скорость фильтрации увеличивается по сравнению с известным за счет постоянной регенерации фильтрующей перегородки от накапливающихся на ней частиц твердой фазы фильтруемой суспензии.

Частицы осадка смываются с перегород" ки потоком суспензии, движущимся со скоростью 1,0-10,0 м/с. Однако оба разующийся на перегородке осадок имеет высокую плотность и находится в пристеночном пограничном слое, где скорость движения суспензии существенно ниже, чем в глубине потока, Применение смеси ПАВ (поливинилового спирта и сульфонола) в определенном соотношении 1,0:0,1-1,0 позволяет получить осадок такой структуры и вязкости, что с одной стороны частицы твердого не внедряются в фнльтрующую перегородку и не снижают ее фильтрационные характе4;

1088759

3 ристики, а с другой стороны может осуществляться унос образующегося

Э слоя осадка потоком жидкости, в результате чего происходит саморегенерация фильтра. Таким образом, по- 5 лучается необходимое сочетание структурных и реологических свойств слоя эа счет флокулирующего действия одного из. ПАВ и снижения вязкости осадка при действии другого ПАВ (сульфонола).

Саморегенерация фильтрующего слоя приводит к повышению производительности за счет сокращения времени намывки прокота, поскольку в предлагаемом способе нет необходимости срезать фильтрующий слой вместе с осадком, а затем намывать новый.

Раздельное использование сульфонола и ПАВ не позволяет достичь 20 желаемого эффекта. В первом случае осадок хорошо структурируется, но обладая высокой вязкостью, не смывается потоком с фильтрующей перегородки, что приводит к его накоп- Л лению и падению скорости фильтрации, Во втором случае осадок и не структурируется и не накапливается на фильтруемой перегородке, но мелкие, неструктурированные частицы твердо- g0

ro внедряясь в перегородку,.обусловливают снижение ее пористости и, следовательно, падение скорости фильтрации.

Введение ПАВ в количестве менее

5 г/м приводит к исчезновению эффекта регенерации стенки и появление тиксотропных свойств осадка. К такому же результату приводит изменение соотношения ПВС: сульфонол. При 40 скорости потока менее 1 м/с наблюдается унос частиц со стенки при любом соотношении ПАВ. Увеличение скорости потока более 10 м/с и введение смеси

ПАВ в количестве более 15 г/м не 45 приводит к дальнейшему росту скорости фильтрации. !

П р и и е р 1. Барабан лабораторного барабанного вакуум-фильтра экипируют тканью ТТ-182, на которую намывают слой древесной муки марки Т толщиной 20 мм. В сульфатный раствор титана добавляют 0,5Х по весу поливииилового спирта, взятого в виде

1 0Х-ного водного раствора, и фкльтруют через намывной слой при вращении барабана со скоростью 8,8 об/мин, что соответствует скорости движения жидкости вдоль перегородки 0,14 м/с.

Скорость фильтрации в течение всего опыта остается постоянной и составляет 100.л/м ч.

За время фильтрации 3,3 ч с намывного слоя равномерно срезают 12 мм, а объем фильтруемой суспензии сос» тавляет 125,4 л, Расход древесной муки составляет при этом с учетом массы сброшенного прекота 0,91 кг или 4 0,18 кг/кг Т О . Потери сульфата титана в пересчете íà Ti0 составляют . 100 г или 5Х от массы отфкпьтрованного продукта.

Пример 2. На лабораторной установке фильтрацию проводят из потока раствора титанилсульфата той же партии, что и в примере через стенку трубчатого фильтрующего элемента под давлением 0,3 МПа.

В 100 л фильтруемого раствора вво" дят в виде водной суспензии 1,36 г поливинилового спирта и 0,14 r сульфонола в соотношении 1,0:0,1-1,0.

Раствор фильтруют при скорости потока 1,0 м/с. Скорость фильтрации в этом случае постоянна и состав" ляет 146 л/м . ч. Древесная мука в процессе не используется.

Пример 3. В условиях при мера 2 в 100 мл раствора титанилсульфата перед фильтрацией вводят в виде водной суспензии 0,25 r поливинилового спирта и 0,25 r сульфонола, т.е. в соотношении 1:1.Ðàñòâîð фильтруют при скорости потока 2,7 м/с. и давлении 0,3 ИПа в элементе.Скорость фильтрации в течение процесса фильтрования остается постоянной и равной 155 л/м ч.

Пример 4. В условиях примера 2 в 100 л раствора титансульфона,та вводят 0,67 г поливинилового спирта и 0,33 г сульфонола. Раствор фильтруют при скорости потока

5,2 м/с и давлении 0,27 МПа. Скорость фкпьтрации остается постоянной и равной 165 л/м ° ч.

Пример 5. В условиях примера 2 в .100 л раствора вводят

1,36 r поливинилового спирта.Раствор фильтруют при скорости 5,4 м/с и давлении 0,3 MIa. Начальная скорость фильтрации в течение 5 мин составляет 151 л/м ч, через

0,5 ч 91 л/м ° ч, через 1 ч 54 л/м ° ч

Пример 6. В условиях примера 2 в 100 л раствора вводят

1088759

Способ по примеру

2 J 3

Показатели

Скорость фипътрации, л/Ms ° ч:

l начало процесса.

165 151 167

165 91 120

157

110

150

100 146

155

0э5 ч

1,0 ч

2,0 ч

100

146

165 54 7!

155

100 . 146

155

165 — 43

Расход фильтрующего материала на 1 кг готового иродукта, кг/кг

0 0

0,18

Время намывки и сброса прекота в течение суток, ч

0 0

Выход по готовому продукту из раствора, поступающего на фильтрацию,X

76,6

78,8 79,0 79, 1

78,6

Составитель В. Вилинская

ТехредМ.Гергель Корректор А. Ильин

Редактор А. Мотыль

Заказ 2755/5

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

13,6 г сульфонола. Раствор фильтруют под давлением 0,3 МПа и при скорости потока 5,5 м/с. Скорость фильтрации за первые 5 мин составля,ет 167 л/м .ч, через 0,5 ч от начала 120 л/м . ч, через 1 ч 71 л/м ° .ч, через 2 ч 43 л/м ч.

Результаты показателей фнльтрации и выхода готового продукта по известному (примеру 1) и предлагаемому способу (примеры 2"6) представлены в таблице.

Как видно из данных, приведенных . в таблице, предлагаемый способ позволяет увеличить скорость фильтра" ции на 30-40Х сократить. время на сброс отработанного и намывку нового прекота на 2 ч и.увеличить выход готового продукта на 2,0-2,57.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа за счет увеличения выхода готового продукта на 2,03 составит 800 тыс.руб. в год на объем производства 40000 т/год.