|
130 Одной из важных особенностей обработки сернокислым алюминием является то, что при очень высоких расходах коагулянта (более 4000 мг/л) скорости процессов коагуляции, хлопьеобразования и оседания хлопьев значительно снижаются. Причиной этого является сильное подкисление обработанного раствора до рН = 3,5-3,6 из-за гидролиза сернокислого алюминия (рис. 4.3а). Снижение показателя рН меньше 4,0 приводит: 1. к повышению растворимости гидратированных форм алюминия и ухудшению условий образования коллоидных мицелл гидроксида алюминия; 2. к уменьшению отрицательного поверхностного заряда коллоидных частиц кремнезема и снижению сорбционной поверхности поверхности частиц кремнезема к одиночным трехзарядным катионам алюминия А13+, а также по отношению к многозарядным гидратированным поликатионным комплексам алюминия. Ортокремниевая кислота при обработке с добавлением сернокислого алюминия, также как и при обработке хлористым кальцием, не осаждалась. Очевидно, устойчивость оргокремниевой кислоты при высоких расходах Л12($04)з*1 8Н20 и замедление скорости коагуляции и хлопьеобразования имели одну причину: снижение рН обработанного раствора. Обработка сепарата при малом расходе сернокислого алюминия от 100 до 400-500 мг/л показала, что критический расход А12(80.)3-18Н20 был 250 мг/л. Критический расход катионов А13+, который соответствовал расходу коагулянта 250 мг/л, был порядка 20,2 мг/л = 0,696 ммоль/кг. Начиная с расхода А12(804)з*18Н20 500 мг/л ‘и более, условия для осаждения кремнезема ухудшались. Торможение процессов коагуляции и осаждения кремнезема при высоких расходах коагулянта можно объяснить подкислением раствора до рН = 4,0-3,5. Алюминий, введенный в раствор при добавлении сернокислого алюминия, слабо соосаждался с кремнеземом. Как следует из данных по остаточной концентрации алюминия в обработанном растворе, большая часть алюминия оставалась в растворе. Скорость оседания хлопьев была в пределах |
Таким образом, одной из важных особенностей обработки сернокислым алюминием является то, что при очень высоких расходах коагулянта (более 4000 мг/кг) скорости процессов коагуляции, хлопьеобразования и оседания хлопьев значительно снижаются. Причиной этого является сильное подкисление обработанного раствора до рН = 3.5-3.6 из-за гидролиза сернокислого алюминия (рис. 4.3а). Снижение показателя рН до значений меньше 4.0 приводит: 1. к повышению растворимости гидратированных форм алюминия и ухудшению условий образования коллоидных мицелл гидроксида алюминия; 2. к уменьшению отрицательного поверхностного заряда коллоидных частиц кремнезема и снижению сорбционной поверхности поверхности частиц кремнезема к одиночным трехзарядным катионам алюминия А13+, а также по отношению к многозарядным гидратированным поликатионным комплексам алюминия. Как видно из таблицы 4.8, при расходе сернокислого алюминия более 500 мг/кг осаждался практически полностью весь коллоидный кремнезем, так что остаточное общее содержание кремнезема С, мало отличалось от концентрации мономерного кремнезема С5. Однако остаточное содержание мономерного кремнезема не снижалось с увеличением расхода коагулянта А12($04)з18Н20 вплоть до самых высоких значений 10000 мг/кг и примерно соответствовало растворимости Сс аморфного кремнезема при температуре обработки 20°С: 140155 мг/кг. Это показало, что мономерный кремнезем при обработке с добавлением сернокислого алюминия, также как и при обработке хлористым кальцием, не осаждался. Очевидно, устойчивость мономерного кремнезема при высоких расходах А12(504)г18Н20 и замедление скорости коагуляции и хлопьеобразования имели одну причину: снижение показателя рН обработанного раствора. Во 2-ой серии экспериментов была выполнена обработка проб гидротермального сепарата с линии обратной закачки Всрхне-Мутновской ГеоЭС, отобранного в неэксплуатационном режиме работы станции. Поэтому концентрация кремнезема и показатель рН были ниже характерных значений для сепарата С, = 515.6 мг/кг, рН = 7.92 (табл. 4.9). В растворе сепарата были пониженными кая граница между слоем хлопьев и водой, оседание хлопьев завершилось через 30-35 мин после обработки. При расходе А12(504)з-18Н20 2000 мг/кг и более наблюдали сильное увеличение мутности раствора во время перемешивания после добавления коагулянта. После прекращения перемешивания мутность становилась слабой. При расходе А12(504)з'18Н20 4000-10000 мг/кг обработанный раствор выглядел прозрачным. Постепенно мутность раствора, обработанного при высоком расходе коагулянта, увеличивалась, и проявлялись хлопьеобразование и осаждение хлопьев: при расходе А12($04)з-18Н20 2000 мг/кг хлопьеобразование проявилось через 30-40 мин после обработки, оседание хлопьев через 40-45 мин; при расходе 4000 мг/кг хлопьеобразование и осаждение хлопьев проявились через 1.5-2.0 ч после обработки; при расходе 6000 мг/кг хлопьеобразование и осаждение хлопьев начались через 3 ч; при расходах 8000 и 10000 мг/кг через 2-3 ч наблюдали увеличение мутности раствора, через сутки появился осадок на дне сосуда. Торможение процессов коагуляции и осаждения кремнезема при высоких расходах коагулянта, такое же как и в 1-ой серии, можно объяснить подкислением раствора до рН — 4.0-3.5. Коллоидный кремнезем полностью осаждался из раствора при расходе А12($04)з-18Н20 выше критического 175 мг/кг. При высоком расходе коагулянта 1000 мг/кг и более общее содержание кремнезема С, снижалось до 100-96 мг/кг (табл. 4.9). Однако даже при расходе 10000 мг/кг остаточная концентрация С{ не уменьшалась ниже значения 96.9 мг/кг. Остаточная концентрация мономерного кремнезема была на уровне 90-96.9 мг/кг, то есть мономерный кремнезем, как и при обработке в 1-ой серии, был устойчив. Алюминий, введенный в раствор при добавлении сернокислого алюминия, слабо соосаждался с кремнеземом. Как следует из данных по остаточной концентрации алюминия в обработанном растворе (табл. 4.9), большая часть алюминия оставалась в растворе. |