|
21 Остаточная концентрация кремнезема после обработки снижалась с увеличением расхода реагентов независимо от типа реагента и молекулярного веса за исключением стартового реагента дисперсного типа. Остаточная концентрация кремнезема была ниже в группе проб, подвергавшейся 15минутному старению, и достигала значения 380 мг/л $К>> при расходе осадителя свыше 50 мг/л. Эта остаточная концентрация соответствовала растворимости аморфного кремнезема при температуре обработки 90°С. Из экспериментальных данных была получена следующая модель осаждения [50, 51]. В растворе, подвергавшемся 15-минутному старению, в среднем около 20 молекул диоксида кремния образуют в результате поликонденсации один комплекс-частицу полимеризованного кремнезема, которая реагирует с 1ой азот содержащей молекулой в результате ионной когезии. Значительных успехов в развитии технологии извлечения кремнезема достигла группа специалистов Брукхевенской национальной лаборатории (США) под руководством Моу Лина [52, 53]. Исследования были ориентированы на извлечение кремнезема из низкоминсрализованных гидротермальных растворов месторождения Дикси Валлей. При этом по сравнению с суперминерализованным раствором месторождения Солтон-Си количество извлеченного кремнезема было меньше, но чистота его была гораздо выше. Группе Моу Лина удалось получить геотермальный кремнезем рекордной чистоты, а предложенная технология завоевала награду и вошла в 100 лучших технологий США. Концентрация основных химических соединений раствора месторождения Дикси Валлей следующая (мг/л): СГ 617, Иа 578, К+ 87,3, Са2+10,15, Ме2+0,028, ЗЮ2591,1л+-2,95 , В -14,1, НС03'97, С03 2'64, Г15,7, 8О42* 265, рЫ = 9,2-9,44, общая минерализация — 2295 мг/л. Общее содержание кремнезема в растворе такого типа находится в диапазоне от 300 до 700 мг/л. Из потока сепарата с расходом 630,8 л/с на ГеоЭС Дикси Валлей мощностью 50 МВт можно получать до 6000 т/год кремнезема, стоимость |
38 Сотрудниками Центрального исследовательского института компании Митсубиси корпорэйшн и сотрудниками Даидо кемикл корпорэйшн под руководством Акиры Уеды были проведены серии экспериментов по извлечению кремнезема с использованием катионных реагентов [67, 68]. Опробованы два типа азотнесущих катионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) для извлечения кремнезема из пересыщенного сепарата геотермальной станции Сумикава (Северная Япония): дисперсный (ап1)диметилдиариламмониум хлорид и сложноэфирный (е$1ег)метаакрилдиметиламиноэтилметил хлорид. Структурная формула реагента 1-го типа, использованного в экспериментах А. Уеды была следующей: ~сн2—сн СИ—сн2~ Реагенты добавляли в две различных группы проб раствора: в первой группе раствор обрабатывали немедленно после сепарации при атмосферном давлении без старения, вторую группу проб подвергали старению в тефлоновых сосудах при температуре 90°С в течение 15 минут после сепарации. Перед добавлением в сепарат реагент разбавляли дистиллированной водой до содержания около 1 вес. %. После добавления реагента пробу подвергали интенсивному перемешиванию с помощью магнитной мешалки. После обработки сепарат пропускался через фильтр с размером пор 0.22 мкм. Химический состав проб сепарата в экспериментах А. Уеды был таким (мг/л): Ыа+ 348, К* 70, Са2+ 5.1, Мз2"<0.1, А13+2.4, Ре3+0.03, СГ550, $04 2'106, НС03*46, В 237, Аз 14, $Ю2860, рН = 7.5, общая минерализация 3100 мг/л. Остаточная концентрация кремнезема после обработки снижалась с увеличением расхода реагентов независимо от типа реагента и молекулярного веса (табл. 1.3) за исключением стартового реагента дисперсного типа. Остаточная 39 концентрация кремнезема была ниже в группе проб, подвергавшейся 15минутному старению, и достигала значения 380 мг/кг 8Ю2 при расходе осадителя свыше 50 мг/л. Эта отстаточная концентрация соответствовала растворимости аморфного кремнезема при температуре обработки 90°С. Таблица 1.3 Результаты обработки гидротермального сепарата катионным реагентом первого типа с молекулярной массой 40000 г/моль. Данные А.Уеды [67, 68]. Концентрация реагента, мг/л 25 50 75 Время после добавления реагента, мин С, С, С, с5 с, С5 0 646 648 578 581 525 540 5 606 584 541 542 470 476 10 546 502 475 476 435 431 15 526 421 412 427 401 396 20 495 423 397 398 387 380 25 502 388 375 382 • 382 376 30 478 389 358 366 377 369 40 450 374 369 366 349 352 55 468 358 370 357 349 350 70 465 339 332 328 325 331 85 450 344 343 343 327 342 Величина зета-потенциала частиц шлама кремнезема увеличивалась с увеличением расхода реагента и изменяла знак при расходе около 75 мг/л для раствора, подвергавшегося 15-минутному старению, и при расходе около 100 мг/л для раствора, в котором старение не проводилось. Из экспериментальных данных была получена следующая модель осаждения [67, 68]. В растворе, подвергавшемся 15-минутному старению, в среднем около 20 молекул диоксида кремния образуют в результате полимеризации 40 » т один комплекс-частицу полимеризованного кремнезема, которая реагирует с 1ой азот-содержащей молекулой в результате ионной когезии. Значительных успехов в развитии технологии извлечения кремнезема достигла группа специалистов Брукхевенской национальной лаборатории (США) под руководством Моу Лина [69, 70]. Исследования были ориентированы на извлечение кремнезема из низкоминерализованных гидротермальных растворов месторождения Дикси Валлей. При этом по сравнению с суперминерализованным раствором месторождения Солтон-Си количество извлеченного кремнезема было меньше, но чистота его была гораздо выше. Группе Моу Лина удалось получить геотермальный кремнезем рекордной чистоты, а предложенная технология завоевала награду и вошла в 100 лучших технологий США. Концентрация основных химических соединений раствора месторождения Дикси Валлей следующая (мг/л): СГ617, Ыа+578, К* 87.3, Са2к10.15, М^2*0.028, ЗЮ,591,1л*-2.95 , В -14.1, НС03‘97, С03 2' 64, Г15.7, 504 2' 265, рН = 9.2-9.44, общая минерализация 2295. Общее содержание кремнезема в растворе такого типа находится в диапазоне от 300 до 700 мг/л. Из потока сепарата с расходом 630.8 л/с на ГеоЭС Дикси Валлей мощностью 50 МВт можно получать до 6000 т/год кремнезема, стоимость которого в зависимости от физико-химических свойств может достигать от $2 до $110 за килограмм. Потребность американского рынка составляет 190000 т/год кремнезема и до 68000 т/год коллоидного кремнезема с ростом потребления 4 % в год. Геотермальный кремнезем месторождения Дикси Валлей может удовлетворить годовой рост потребности американского рынка. Основные стадии обработки сепарата по предложенной технологии следующие [69, 70]. Сепарат посупает с линии реинжекции в реактор через теплообменник, с помощью которого регулируется температура сепарата перед обработкой. Насосом-дозатором из танкера для реагентов в реактор подают раствор М§С1г. Расход М§С!2 очень мал и находится в пределах нескольких рргп (мг/кг). Температура обработки сепарата поддерживается на уровне 90°С. Реактор снабжен мешалкой. Из реактора сепарат поступает в микрофильтрующую систему, в которой установлены мембраны с размером пор 1 мкм. Осажденный |