Определение оптимальных условий выделения гуминовых кислот из торфа и бурых углей диспергационным методом

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 250 1975

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ТОРФА И БУРЫХ УГЛЕЙ ДИСПЕРГАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Д. Ф. КАРПОВИЧ, В. М, ВИТЮГИН, И. Н. ЛАНЦМАН

Технический прогресс в области металлургического производства предъявляет все более высокие требования к подготовке рудной мелочи и концентратов к металлургическому переделу, повышению качества гранулированных тонкозернистых материалов и дальнейшей интенсификации процессов их получения.

В настоящее время в качестве связующей добавки при гранулировании железорудного концентрата используется бентонит. Однако в доменном процессе последний является балластной составляющей, поэтому участие его в железорудной шихте оказывается нежелательным.

В качестве добавок, не вносящих балластных компонентов в оком-ковываемую шихту, могут быть использованы гуматы натрия. Доказано, что введение 0,2—0,3% углещелочного реагента во влажный кек железорудного концентрата повышает прочность и улучшает гранулометрический состав получаемых гранул.

Выбор метода получения гуматов натрия Литературный обзор существующих методов выделения гуминовых кислот и гуматов натрия из торфа и бурого угля [1—4] для конкретных производств показал, что наиболее экономичным является непрерывный высокоскоростной диспергационный метод [5], пригодный для поточного промышленного производства гуматов натрия.

Выбор объекта исследования В качестве источника получения гуминовых кислот были выбраны:

а) бурые угли (ирша-бородинский и назаровский) Канско-Ачинско-го бассейна, являющиеся самыми дешевыми углями открытой добычи р СССР;

б) торф Васюганского месторождения Томской области. Торф был выбран для сравнительного исследования эффективности выделения гуминовых кислот.

Характеристика объектов исследования Содержание гуминовых кислот

в ирша-бородинском буром угле — 20,84%, в назаровском буром угле — 26,25%,

в васюганском торфе — 39,00%.

Экспериментальная часть Исследования проводились на лабораторном одноступенчатом дис-пергаторе конструкции Хотунцева-Пушкина. Определение концентрации

f

I*

$ 20

I«

«

/ N.

г -—i j

Номце/г/тграция Л%

раствора гуматов натрия проводилось путем измерения их оптических плотностей [6]. Для замеров оптических плотностей использовался фото-электроколориметр ФЭК-М, длина рабочей грани 1,080 мм, синий светофильтр. Основными факторами, от которых зависит выход гуминовых кислот из твердых топлив являются: концентрация щелочи, соотношение твердого и жидкого в суспензии и число обработок последней в дисперга-торе»

Зависимость выхода гуминовых кислот из торфа и бурых углей от концентрации щелочного раствора, применяемого для извлечения, процентного содержания твердого в суспензии и числа обработок суспензии в диспер-гаторе представлены на рис. 1.

При определении выхода гуминовых кислот из торфа и 'бурых углей в зависимости от концентрации щелочного раствора проводилась трехкратная обработка торфа и бурых .углей при 6%-ном содержании твердого в суспензии (рис. 1, а).

При определении выхода гуминовых кислот в зависимости от концентрации торфа и угля в суспензии, для торфа концентрация щелочного раствора бралась равной 1%, для бурых углей — равной 2% при трехкратной обработке (рис. 1,6).

При определении зависимости выхода гуминовых кислот от числа обработок суспензии концентрация щелочного раствора для торфа была взята 1 %, для бурого угля — 2% ; концентрация торфа в суспензии — 6%, бурых углей—10% (рис. 1, в). Условия извлечения гуминовых кислот из ирша-бородинского и назаровского бурых углей идентичны. Кривые совпадают.

Таким образом, оптимальными условиями выделения гуминовых кислот являются: содержание твердого в суспензии для бурых углей 10^-15%, для торфа—-6%; концентрация щелочного раствора для бурых углей — 2%, для торфа—-4^-10. Причем маскималь-зии для бурых углей— 10ч-15, для торфа —4-ь 10. Причем максимальный выход гуминовых кислот из васю-ганского торфа составляет 38%, из ирша-бородинского и назаровского бурых углей — £¡5—90%.

I-

1 5

§ о

- (Г -с —

/

) -ч,

V ч

1

s

/о

/S

го

Концентрация лаемого ¿>

^ суеле/гыи %

!

I £

fiß

iä

б

¡у

/ 3

/О

'S

Число о^а&ито* (у еле* с* „

Рис. 1. Зависимость выхода гуминовых кислот из назаровского

Обсуждение результатов

Непрерывный диспергационный метод получения гуминовых кислот, по Г- М. Волкову, с заменой операций центрифугирования и осаждения

гуминовых кислот выпариванием диспергированной угле-щелочной суспензии с успехом может обеспечить потребности черной металлургии в гуматах натрия. Себестоимость 1 т гуматов по нашим расчетам составляет 77 р. 45 к. в пересчете на сухое вещество. Больший эффект адсорбционного понижения прочности частиц бурых углей по сравнению с торфом при диспергировании способствует более эффективному извлечению гуминовых кислот из бурых углей (85^90% против 38%).

Таблица 1

Технический анализ и теплотворная способность торфа и бурых углей

№ п/п Содержание, % „ ккал 0 кг

Материал У?? \Уа Ас

1 Васюганский торф 81,98 9,75 7,83 71,41 4800

о Ирша-бородинский бурый уголь 30,0 12,5 11,0 46,6 5366

3 Назаровский бурый уголь 38,6 14,5 14.3 46,0 4763

Учитывая менее благоприятные условия добычи и транспортировки торфа, чем бурого угля, предпочтение при использовании надо отдавать бурому углю.

ЛИТЕРАТУРА

1. Т. А. К у х а р е н к о, С. А. Шапиро. Основы технологии производства гуминовых кислот. Сб.: Гуминовые удобрения, теория и ¡пр-актика их ¡применения, М., 1957.

2. В. С. Баранов. Гуминовые растворы для бурения скважин в осложненных условиях. Гостоптехиздат, М., 1955.

3. В. А. Демьянова. Обработка глинистых растворов углещелочными препаратами. «Разведка недр», № 4, 1952.

,4. И. В. Геблер. О применении щелочных гуматов при в.нутрикотло.вой обработке воды. Изв. ТПИ, т. 64, 1948.

б. Г. М. Волков. О технологии производства гуминовых кислот. Тр. ии-та горючих ископаемых, № 12, 1961.

6. Е. М. Александрова, Н. Г. Лидия а.  Оптические свойства растворов гуматов и золей гуминовых кислот. «Химия и технология топлива», № 8, 1956.