187328. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ásványi eredetű iszapok víztelenítésére
1 187 328 2 tartalmára számítva 0,1-1 kg/t mennyiségben vízben oldható 500 ezernél nagyobb, célszerűen 2-5 millió molekulasúlyú anionos, kationos és/vagy nemionos polimer vagy kopolimer flokkulálószert adagolunk a rendszerhez lassú keverés közben, és azután a rendszer szilárd részecskéit ülepítéssel, centrifugálással, szűréssel vagy más ismert módszerrel elkülönítjük a vizes közegtől. A 2 és 8 közötti HLB értékű tenzidként - amint ezt. fentebb már említettük - elsősorban hosszabb láncú zsírsavak polietilén-glikol-észterei, zsíralkoholok észterei vagy éterei többértékű alkoholok és zsírsav-észtereinek etilén-oxid-adduktjai és hasonlók alkalmazhatók. Ezeket a tenzideket általában vizes oldat, mégpedig az iszappal való jó elegyedés biztosítása érdekében híg, előnyösen 0,5-5 súly% koncentrációjú vizes oldat alakjában adjuk az iszaphoz, célszerűen az iszap intenzív keverése közben. A tenzidnek az iszaphoz való hozzákeverése után az iszapot célszerűen néhány perces további keveréssel kondicionáljuk. Ugyancsak előnyös - az iszap ülepíthetőségének javítása és ezzel a víztelenítés hatásfokának további növelése érdekében - az ülepítés vagy centrifugálás, ill. szűrés előtt vízben oldható flokkulálószert hozzáadni az iszaphoz. Flokkulálószerként elsősorban anionos, kationos vagy nemionos polimer vagy kopolimer alapú leg alább 500 ezer - célszerűen 2 és 3 millió közötti - molekulasúlyú flokkulálószert - célszerűen poli(ak ril-amid)- vagy poliakrilsav-származék polielektro Htot alkalmazhatunk, célszerűen az iszap szilárd anyag tartalmára számítva 0,1-1 kg/t mennyiségben. A flokkulálószert célszerűen híg, 0,1-1 súly%os vizes oldatban az iszap kíméletes keverése közben adjuk az iszaphoz. Különösen jó hatást érhetünk el azzal, ha a flokkulálószer oldatot az iszap ülepítéssel és dekantálással történő tömörítése után, a flokkulálószernek az iszap szilárd részecskéivel való filmszerű érintkezését biztosító körülmények között, célszerűen a csúszdán mozgatott betömörített iszapra való rápermetezés útján adjuk közvetlenül a szűrés vagy centrifugálás előtt az iszaphoz. A fent leírt módon tenzidekkel és adott esetben flokkulálószerrel kezelt iszap szilárdanyagának a folyadékfázistól való elkülönítése önmagában ismert módszerekkel - ülepítéssel, centrifugálással, vákuumszűrővel vagy présszűrővel végző szűrés vagy esetleg flotálás útján - történhet. A szilárdanyag elkülönítése - tehát az iszap tulajdonképpeni víztelenítése - a találmány szerinti eljárással 8—12 HLB értékű tenzidekkel és adott esetben flokkulálószerrel való kezelés útján sokkal könnyebben, gyorsabban és többszörösen megnövelt hatásfokkal megy végbe. A találmány szerinti eljárásnak az iszap szűrhetőségére, ill. vízteleníthetőségére gyakorolt ilyen nagyfokú hatása kísérletileg az iszapok e tulajdonságaira jellemző CST (capillar suction time) értékének meghatározásával is igazolható (vő: R. S. Galle: Optimizing the use of pretreatment chemicals - Solid-liquid separation equipment scale up: Upland Press Ltd., Croydon, England, 1976. 40-82. old.). A találmány szerinti eljárást ismertető példákban közölt kísérleti adatok mutatják, hogy az iszapok CST értéke a találmány szerinti kezelés hatására az eredeti érték 4-5-ödére, sőt, egyes esetekben a tizedénél is kisebb értékre csökkent, s egyben az iszap szürhetőségének és vízteleníthetőségének arányos mértékű növekedése következett be, azaz, az iszap víztartalma 10-15 súly%-kal is kevesebb lett. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alábbi példák mutatják be. 1. példa Kiindulási anyag: jordániai eredetű foszfátérc dúsítása során keletkezett iszap. A szilárdanyag összetétele: CaO 20 súly% MgO 3 súly% A1203 30 súly% Si02 47 súly% Az iszap P205-ben kifejezett nyersfoszfát tartalma 3 súly% volt. Granulometria eloszlása: 0,070 mm-ig 48 súly% 0,07 mm - 0,1 mm között 18 súly% 0,1 mm - 0,125 mm között 34 súly% Zagykoncentráció: 700 g/I, CST érték 52 sec. Alkalmazott tenzid: polietilénglikol-lurinát (HLB érték: 9,2) és oktil-maleinát (HLB érték: 11,6) elegye Az iszapot egy tartályba vezettük, ahol intenzív keverés közben 1 t szilárdanyagra számítva 10 kg fent nevezett tenzidelegy 0,6 súly'1;, koncentrációjú vizes oldatát adtuk hozzá, majd 10 perces további keverés után az így keletkezett iszapot a tartályból egy csúszdára vezettük, ahol 1 tonna szilárdanyagra számitva 0,25 kg metilezett poli(akril-amid) (molekulasúly: 2-5 millió) flokkulálószer 0,6 súly% koncentrációjú vizes oldatát permeteztük az iszapra. A csúszdáról az így keletkezett iszapot folyamatosan egy vákuumtárcsás szűrőgép szűrőtartályába továbbítottuk. A szűrést APmax=0,9 atm. vákuumai végeztük. A tenziddel és flokkulálószerrel kezelt iszap CST értéke 4 sec; 20 mm lepényvastagság esetén a szűrési teljesítmény óránként 2487 kg/m2 szilárdanyag. Ugyanezzel a szűrőberendezéssel 10 mm lepényvastagság esetén óránként 2790 kg/m2 szűrési teljesítményt értünk el. A szűrőről levett iszap nedvességtartalma 18,2 súly% volt. Összehasonlításul, ha ugyanezt az iszapot tenziddel és flokkulálószerrel való kezelés nélkül vittük ugyanerre a vákuumtárcsás szűrőre, azonos vákuummal 20 mm lepényvastagsággal végzett szűrés esetén az óránkénti szűrési teljesítmény 302 kg/m2, 10 mm lepényvastagság esetén 270 kg/m2 volt, a szűrőről levett iszap víztartalma pedig 32 súly% volt. Eddig ugyanezt az iszapot úgy víztelenítették, hogy tonna szárazanyag-tartalomra számítva 600-800 g flokkulálószert adagoltak a rendszerhez, majd centrifugával víztelenítették; CST értéket nem mértek, de a víztelenített iszap nedvességtartalma 35-50 súly% között volt, nem volt formatartó, és iszaptavakban tárolják. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
