Короткі теоретичні відомості
Каолін – це широко розповсюджена сировина України, яка може бути використана для виготовлення коагулянтів. Основний матеріал каолінів – каолініт Al2Si2O5(OH)4 або Al2O3·2SiO2·2H2O. Масова частка Al2O3 в каоліні-сирці (19,0÷40,0) %, а в збагаченому каоліні – (35,0÷42,0)%.
Деякі каоліни окрім каолініту містять також Аl(ОН)3 у вигляді гідраргіліту або гіббсіту, тому масова частка А12О3 в таких каолінах може підвищуватись до 45 %.
Природні каоліни при температурах до 393 Κ із сульфатною кислотою низької та середньої (до 60 %) концентрації майже не взаємодіють. Але попередня термічна обробка каоліну при температурі 853-923 Κ протягом півгодини призводить до перетворення каолініту в метакаолініт за реакцією:
Al2Si2O5(OH)4→ Al2O3·2SiO2+2H2O
| (1.1)
|
Високоактивний метакаолініт, що утворився при термообробці, легко взаємодіє навіть з порівняно розбавленою 20 %-ою сульфатною кислотою згідно з реакцією:
Al2O3·2SiO2+3H2S04=Al2(S04)3·aq+2SiO2+5H2O↑
| (1.2)
|
Вилучення А12О3 в розчин стехіометричною дозою 20 %-ої H2SО4 досягає при цьому 95 %, а кремнезем практично повністю залишається в твердій фазі. Розчинність SiО2 в розчині сульфату алюмінію не перевищує (0,1-0,2) г/дм3. Ступінь вилучення А12О3 в розчин збільшується від 14 % до 95 % зі збільшенням температури від 333 Κ до 377 К.
При спіканні каолінів зі сірчаною кислотою при температурі вище 473 Κ немає потреби в попередній термообробці каолінів. При цьому утворюється безводний сульфат алюмінію і відповідно підвищується вміст активного А12О3 в коагулянті:
Al2Si2O5(OH)4+3H2S04=Al2(S04)3 +2SiO2+5H2O↑
| (1.3)
|
Розроблено також метод двостадійної сульфатизації каолінів. На першій стадії із каоліну, сірчаної кислоти готують пасту 50 %-ої вологості, яку гранулюють при температурі 523 Κ і обпалюють при 853 К. Замість сірчаної кислоти для приготування пасти можна використовувати еквівалентну за сульфат-йоном кількість розчину сульфату алюмінію. Вилучення А12О3 в розчин здійснюють сірчаною кислотою, кількість якої розраховують для одержання коагулянту з концентрацією 13,5 % в перерахунку на А12О3.
Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 276 | Нарушение авторских прав
|