Способ очистки сульфатных растворов титана от мелкодисперсной фазы — SU 1088759 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9), (И) В 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ И ВИДЕТОЗЬСТЕ КО вН кий И очной 1958,Сумско(проУЛЬФАТ- ОДИСПЕР АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛАМ.ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Козулнн П.А., ГорловсОборудование заводов лакокраспромышленности. Л "Химия";с. 35-55.2, Патент ЧССР В 147669,кл. С 01 С 23/00, 193.3, Действующий регламентПО "Химпром", В 62-82, 1978тотип). 54) (57) 1. СПОСОБ ОЧИСТКИНЫХ РАСТВОРОВ ТИТАНА ОТ МЕЛ НОЙ ФАЗЫ, включающий фильтрацию движущегося вдоль перегородки потокафильтруемой суспенэии в присутствииПАВ поливинилового спирта, о т л ич а ю щ.и й с я тем, что, с целью ий, интенсификации процесса очисткипутем увеличения скорости фильтрации,сокращения времени намивки прекота А, и увеличения выхода готового продукта., фильтрацию осуществляют прискорости движения потока вдоль перегородки 1,0-10,0 м/с, а в качествеПАВ используют смесь полнвиниловогоспирта и сульфонола в массовом.соо отношении 1,0:О, 1-1,0.. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю-.щ и й с я .тем, что смесь .поливинилового спирта и сульфонола беретсяв количестве 5,0-15,0 г/м обрабаты. С- ваемого раствора сульфата титана.Изобретение относится к технологии получения сульфатным способом диоксида титана рутильной и анатазной модификаций," используемых в лакокрасочной промывпенности, в произ водстве волокон, бумаги, кожипласт масс.В производстве диоксида титана суль 4 атным способом растворы титана получают при взаимодействии ильмеиитового. концентрата с серной кислотой, после чего их очищают от частиц неразложивщегося сырья и нерастворимых алюмосиликатов путем отстаивания или фильтрации5.Фильтрацию проводят через фильтрующий слой (прекот), намываемый. иэ вспомогательного материала, на" пример древесной муки, на поверх.ность барабана барабанного вакуум 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 Я 30Известен 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- .0 3,0 г на 1 л раствора 12 .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 ПАВ - 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 Ф 180 по ГОСТ 16362"79 на барабанных вакуум-фильтрах БНР. При этом скорость потока фильтруемой суспенэии вдоль перегородки составляет 0,031-0,245 м/с, а регенера" ция фильтрующей перегородки осуществляется срезом со скоростью 3-4 мм/ч, скорость фильтрации ( 100- 110 л/мф чЯ.Недостатками данного способа являютсяф,низкая скорость фильтрации, не превышающая 110 л/м. ч, определяемая свойствами намывного слоя, сни" жение 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 1,0- 10,0 м/с, а в качестве ПАВ используют смесь поливиннлового спирта и суль фонола в массовом соотношении 1, О:О, 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 оборазующийся 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 опре" деленном соотношении 1,0:0,1-1,0 позволяет получить осадок такой структуры и вязкости, что с одной стороны частицы твердого не внедряют. ся в фнльтрующую перегородку и не снижают ее фильтрационные характе4; 1088759 Эристики, а с другой стороны можетосуществляться унос образующегосяслоя осадка потоком жидкости, врезультате чего происходит саморегенерация фильтра, Таким образом, получается необходимое сочетаниеструктурных и реологических свойствслоя эа счет флокулирующего действияодного из. ПАВ и снижения вязкостиосадка при действии другого ПАВ 10(сульфонола).Саморегенерация Фильтрующего слояприводит к повышению производительности за счет сокращения временинамывки 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 20желаемого эффекта. В первом случаеосадок хорошо структурируется, нообладая высокой вязкостью, не смывается потоком с фильтрующей перегородки, что приводит к его накоп- Ллению и падению скорости Фильтрации,Во втором случае осадок и не структурируется и не накапливается нафильтруемой перегородке, но мелкие,неструктурированные частицы твердо- З 0го, внедряясь в перегородку, обусловливают снижение ее пористости и,следовательно, падение скоростифильтрации,Введение ПАВ в количестве менее5 г/м приводит к исчезновению эффекта регенерации стенки и появлениетиксотропных свойств осадка. К такому же результату приводит изменение соотношения ПВС: сульфонол. При 40скорости потока менее 1 м/с наблюда"ется унос частиц со стенки при любомсоотношении ПАВ. Увеличение скоростипотока более 10 м/с и введение смесиПАВ в количестве более 15 г/м не 45приводит к дальнейшему росту скорости фильтрации.П р и м е р 1. Барабан лабораторного барабанного вакуум-фильтра экипируют тканью ТТ, на которую намывают слой древесной муки марки Т толщиной 20 мм, В сульфатный раствор титана добавляют 0,57. по весу поли- винилового спирта, взятого в виде 1,0 Х-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/мф ч.За время фильтрации 3,3 ч с намыв- ного слоя равномерно срезают 12 мм, а объем фильтруемой суспензии составляет 125,4 л, Расход древесной муки составляет при этом с учетом массы сброшенного прекота 0,91 кг или 4 0,18 кг/кг ТдО. Потери сульфата титана в пересчете на ТО составляют в . 100 г или 53 от массы отфкпьтрованного продукта.П р и м е р 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 г 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/мф. ч, Древесная мука в процессе не используется.П р и м е р 3, В условиях примера 2 в 100 мл растворатитанилсульфата перед фильтрацией вводят в виде водной суспензии 0,25 г поливинилового спирта и 0,25 г сульфонола, т,е. в соотношении 1:1.Раствор 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.П р и м е р 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 фильтрации остается постоянной и равной 165 л/меч.П р и м е р 5. В условиях примера 2 в .100 л раствора вводят 1,36 г поливинилового спирта,Раствор фильтруют при скорости 5,4 м/с и давлении 0,3 ИПа. Начальнаяскорость фильтрации в течение 5 мин составляет 151 л/м ч, через 0,5 ч 91 л/м. ч, через 1 ч 54 л/мф. ч П р и м е р 6. В условиях примера 2 в 100 л раствора вводят1088759 Способ по примеру1 1 Показатели Скорость фильтрации,л/мфч: начало процесса. 165 151 167165 91 120 157 110 150 100 146 155 0,5 ч 1,0 ч 2,0 ч 100 146 165 54 7 155 100 . 146 155 65 - 43 Расход фильтрующего материала на 1 кг готового иродукта, кг/кг О 0 О 0,18 О Время намывки и сбросапрекота в течение суток, ч 0 О О О Выход по готовому продукту из раствора поступающего на фильтрацию,й 76,6 788 79 эО 79 ь 78,6 Составитель В. ВилинскаяТехредМ,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. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул, Проектная,4 Ф13,6 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/мф.ч, через 0,5 ч от начала 120 л/мф.ч, через 1 ч 71 л/мфч, через 2 ч 43 л/мф 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.-403, 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 ф 800 тыс.руб. в год на объем производства 40000 т/год.

Смотреть

Способ очистки сульфатных растворов титана от мелкодисперсной фазы