Влияние гидроокисей щелочных металлов на грануляцию активной окиси магния Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

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

Том 250 ' 1975

I

ВЛИЯНИЕ ГИДРООКИСЕЙ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ГРАНУЛЯЦИЮ АКТИВНОЙ ОКИСИ МАГНИЯ

И. Н. ЛАНЦМАН, >П. Д. ХАЛФИНА, В. М. ВИТЮГИН, Н. Ф. СТАСЬ, М. С. ЛАНЦМАН, 3. А. ГАФАРОВА

(Представлена научным семинаром кафедры общей химической технологии)

Для получения сорбентов на основе окислов металлов чаще всего используют методы осаждения гидроокисей и карбонатов в водной среде в виде аморфных гелей, ^з которых термическим разложением получают адсорбционно-активные окислы. Однако такой технологический процесс связан с трудностями при производстве больших партий сорбентов, связанных с фильтрацией гелей и их промывкой-.

Имеются данные, что активную к адсорбции кислых газов окись магния можно получить термическим разложением товарного основного карбоната магния Mg(0H)2-MgvC03 с предварительным введением щелочей [1].

В нашей работе исследовано влияние гидроокисей щелочных металлов на процесс формования, технологические и адсорбционные свойства гранул карбоната магния. Основной карбонат магния марки «ч» имеет следующую характеристику: максимальная капиллярная влаго-емкость — 232%, наименьшая капиллярная влагоемкость — 80%, максимальная гигроскопичность — 65,1% и коэффициент комкуемости равен 0,098, т. е. данный порошок относится к очень слабо комкующимся материалам.

Формование подготовленных шихт проводили на л а бор а тор ном т ар ел ьч а -том грануляторе с диаметром тарели 300 mim, углом наклона тарели 40° и скоростью ©ращения 30 об/мин, время грануляции—10 мин. Прочность готовых гранул определяли сжатием между двумя пластинами, одна ¡из которых яъл'яется чашкой весов, до появления (первой трещцны. Ситовой состав гранул определяли рассевом по штам, считая годной фракцию 1—3 мм. ß качестве добавок брал'и гидроок'и-ои натрия, калия, лития, рубидия и цезия.

Первым этапом работы

Т а ö л и ц а 1

Влияние качества и количества вводимых щелочей на свойства гранул

карбоната магния

Добавка % вводимой добавки W аб.< % Выход гранул 1—3 мм,% Прочность кг гр

Исходный карбонат 0 80,0 6Ä ол

45 66,9 9 0,75

NaOH 20 92,0 6 0,9

115 70,7 43 0,2

КОН 20 50,0 6 2,3

30 75,0 47 0,9

LiOH 15 77,0 211 0,9

20 93,0 45 11,5

t SO 62,0 9 0,8

16 76,0 50 0,3

RbOH 20 60,0 21,4 1,5

30 81,0 70 0,2

Л 5 41,0 58 0,25

CsOH 20 60,0 34,5 0,8

30 '54,0 42 0,4

8С

было ¡выяснение влияния качества ¡и количества вводимых щелочей ¡на механические свойства /получаемых гранул карбоната магния (табл. 1). При этом гидроокиси вводили в виде 20% растворов.

Полученные данные показывают, что введение всех взятых для исследования щелочей в количестве до 20% приводит к существенному упрочнению сухих гранул. Максимальной прочности соответствуют гранулы, полученные при введении 20% КОН. Максимальный выход годной фракции гранул диаметром 1—3 мм при достаточной прочности (1,5 кг/гр) получен при введении 20% КОН. Итак, для всех вводимых щелочей оптимальной с точки зрения прочностных характеристик гранул является добавка 20% этих гидроокисей. При увеличении количества вводимых щелочей прочность получаемых гранул падает.

>В ходе работы было замечено, что прочность гранул зависит от концентрации вводимой щелочи. Для выяснения этого вопроса была поставлена серия опытов, результаты которых сведены в табл. 2.

Оптимальная концентрация брана <30%.

Для окончательного решения

0 выборе вводимой щелочи были определены адсорбционные свойства гранул 1н«а статической весовой установке на основе весов Мак-Баи а. Р азложение п р ово ди -лось в неизотерм'ичеоких условиях со скоростью нагрева 10—115° в минуту в вакууме 10~3-н10~4 мм КОН рт. ст. Нагревание проводилось до 350°, три этой температуре образец выдерживался до постоянного веса. По окончании разложения через гранулы пропускали сухой углекислый газ со скоростью

1 л/мин !в течение 2 часов, затем образец регенерировали и пропускали влажный углекислый -газ тоже в течение 2 часов. Результаты адсорбционных испытаний полученных гранул приведены в табл. 3.

|По адсорбционным свойств

Таблица 2

Влияние концентрации раствора вводимой щелочи на свойства гранул при добавлении щелочи в количестве 20% относительно сухого карбоната магния

Щелочь

Концентрация раство- Добавка, % wpa6. Выход %

ра % %

Прочность кггр

NaOH

15 20 30

16 20 30

210 20 20 20 20 20

.14,3

59 79 97 93 82

14,9

6,0 9,0 52,0 45,0 66,0

0,7

2.3 % 5

0,1 0,90

1.4

вам лучшими являются гранулы с добавлением 20% КОН.

Проведанные исследования выявили пластифицирующее действие щелочей во влажном 'состоянии и упрочняющее действие их при (высушивании гранул ©следствие создания кристаллизационной структуры в порах гранулы. Однако вследствие того, что образующаяся связка сама может участвовать в процессах адсорбции — десор'б ции, н еобходимо <в

Таблица 3

Адсорбционные свойства гранул на основе карбоната магния с добавкой 20% гидроокисей

Вводимая Адсорбция за 2 часа, мг;г

гидроокись сухой С02 влажный С02

Исходный карбонат 1115

ион 1138,0

КОН 159

ШОН 912,5

ИЬОН 43,-4

СзОН 17,9

99,5 106,5 141,3 107,0 6(2,6 58,9

дальнейшем изучать действие пластифицирующих, но индифферентных к адсорбции кислых газов добавок.

ЛИТЕРАТУРА

L L. V. Colombo, Е. С. Mils. Патент США № -355701(1, кл. 252—189, от 19.1.71.

6 Заказ М» 5581

81