Uwanja wa Kiufundi

Ubunifu huu unahusu mbinu ya kuandaa kikusanyaji wa uelea unaotumika katika kichujio cha fluorite, na hasa kwa mbinu ya kuandaa mkusanyaji wa flotation wa fluorite kwa kutumia asidi ya mafuta ghafi au mchanganyiko wa asidi ya mafuta, ambazo ni bidhaa za kati katika uzalishaji wa asidi ya oleiki na kwa kawaida hutumika kama wakusanyaji wa flotation wa fluorite katika mitambo ya sasa ya flotation ya fluorite, kama malighafi ya msingi.

Sanaa ya Mandhari

Kwa sasa, asidi ya oleiki hutumika sana kama kikusanyaji wa kuelea katika visindikaji vya fluorite nchini na kimataifa. Asidi ya oleiki inaweza kuzalishwa kwa kutumia mafuta ya kula kama malighafi, lakini kutokana na bei ya juu na uhaba wa mafuta ya kula, baadhi ya wazalishaji wamegeukia kutumia majivu ya sabuni au mafuta yaliyokolezwa kama malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa asidi ya oleiki katika miaka ya hivi karibuni. Hapa, majivu ya sabuni yanahusu bidhaa-jibichi inayotokana na uchakataji wa mafuta ya wanyama na mboga yanayoliwa katika viwanda vya mafuta, yaani, tabaka lililochanganywa na matope yanayobaki baada ya mafuta yaliyokamilika kuondolewa; mafuta yaliyotengenezwa kwa asidi yanahusu mchanganyiko wa asidi za mafuta na mafuta yasiyohydrolyzed yanayopatikana baada ya utengenezaji wa awali wa asidi na uhydrolysis wa soapstock, yenye thamani ya asidi ya 110~130 (mg KOH/g sampuli).

Mchakato wa jumla wa kuandaa asidi ya oleiki ni kama ifuatavyo: mchuzi wa sabuni mbichi au mafuta yaliyotiwa asidi hufanywa hidrolisisi chini ya hali ya asidi au alkali ili kuzalisha asidi za mafuta ghafi; baada ya tabaka la maji kuondolewa kutoka kwa asidi za mafuta ghafi, hukaangushwa, huhamishwa maji, na kusafishwa kwa mvuke ili kuzalisha asidi za mafuta mchanganyiko zinazojumuisha takriban 85% ya kiasi cha asidi za mafuta ghafi, huku bidhaa-jamaa ya mabaki ya tanuru pia ikitengenezwa; Asidi mchanganyiko ya mafuta kisha hupigwa barafu na kusuguliwa ili kuzalisha bidhaa ya mwisho, asidi oleiki, ambayo mavuno yake ni takriban 65% hadi 75% ya asidi mchanganyiko ya mafuta, huku asidi ngumu ikitengenezwa kama bidhaa-jamaa.

Kama inavyoonekana kutoka kwa mchakato wa uzalishaji hapo juu, mzunguko wa uzalishaji wa asidi oleiki ni mrefu, matumizi ya nishati kwa ajili ya uondoaji kwa mvuke na ukandaji wa barafu ni makubwa, na bidhaa mbili za ziada za thamani ya chini (baki la uondoaji kwa mvuke na asidi ngumu) huzalishwa. Uwiano wa bidhaa ya mwisho ya asidi oleiki kwa asidi ya mafuta ghafi ya awali ni takriban 50% hadi 65%, jambo linalofanya asidi oleiki kuwa ghali na hivyo kuongeza gharama za uzalishaji kwa viwanda vya ukolezi wa fluorite vinavyoitumia. Zaidi ya hayo, kutokana na ukandamizaji wa kugandisha usiokamilika katika baadhi ya viwanda, asidi ya oleiki yenye asidi ngumu zaidi mara nyingi hutengenezwa. Asidi ya oleiki ya aina hii inapotumika kama kikusanyaji cha uelea wa fluorite, utendaji wa uelea hudorora sana katika hali ya joto la chini, na uwezo wa kukusanya hupungua kwa kasi kubwa.

Muhtasari wa uvumbuzi

Lengo la uvumbuzi huu ni kutoa njia ya utayarishaji ya mkusanyaji wa flotation ya fluorite yenye gharama ndogo ya uzalishaji, uwezo mkubwa wa kukusanya, na ufaafu kwa flotation ya joto la chini, kwa kuzingatia matatizo yaliyotajwa hapo juu katika uzalishaji wa asidi ya oleiki na matumizi yake katika flotation ya fluorite.

Njia ya utayarishaji wa mkusanyaji wa flotation wa fluorite kulingana na uvumbuzi huu hufanywa kwa mchakato na hatua zifuatazo: kutumia asidi ya mafuta ghafi au mchanganyiko wa asidi ya mafuta, ambazo ni bidhaa za kati katika uzalishaji wa asidi ya oleiki, kama malighafi, zenye thamani ya asidi zaidi ya 165 mg KOH/g ya sampuli na kiwango cha asidi isiyojaa >80%; kuongeza asidi ya salfa iliyokolezwa kwa kiasi cha 3% hadi 15% kwa uzito wa asidi ya mafuta, kudhibiti joto la mmenyuko kuwa nyuzi joto 20°C hadi 40°C, kwa muda wa mmenyuko wa dakika 40 hadi 90; baada ya mmenyuko wa sulfation kukamilika, kuosha, kuacha kwa muda, kutenganisha tabaka la maji, kisha kuongeza kichocheo cha kuelea kwa kiasi cha 0.4% hadi 3% kwa uzito wa asidi ya mafuta, na kuchanganya sawasawa ili kupata bidhaa iliyokamilika.

Katika mbinu ya maandalizi ya mkusanyaji wa flotation wa fluorite uliotolewa na uvumbuzi huu, kiasi bora cha asidi ya salfa iliyokusanywa inayoongezwa ni 5% hadi 8% kwa uzito wa asidi ya mafuta. Ikiwa kiasi kilichoongezwa ni kikubwa mno, uwezo wa kutengeneza povu wa bidhaa iliyokamilika unakuwa mkubwa mno na uteuzi unapungua; ikiwa kiasi ni kidogo mno, mmenyuko wa sulfation hautoshi. Kiasi cha kichocheo cha kuelea kinachoongezwa ni bora kiwe 0.5% hadi 1% kwa uzito wa asidi ya mafuta. Ikiwa kiasi kilichoongezwa ni kikubwa mno, sifa ya kutengeneza povu huwa kubwa mno na uteuzi huwa duni; ikiwa kiasi ni kidogo mno, utendaji wa kukusanya wa kichangiaji hupungua.

Kifufutaji cha kuelea kinachoongezwa kinaweza kuwa mojawapo ya pombe kama vile pombe ya terpeni, eteri za poliglikoli kama vile eteri ya polipropilini glikoli, au alkani kama vile trietoksibutani, au vifufutaji vingine vyenye sifa zinazofanana na aina hizi, vyote vinavyojulikana vyema na wataalamu wa fani hiyo. Inapendekezwa kutumia mafuta ya kuelea Na. 2 (aina ya pombe, ambapo kiungo kikuu na chenye ufanisi ni pombe ya terpeni), ambayo yanapatikana kwa wingi sokoni.

Ikilinganishwa na njia ya uzalishaji wa asidi ya oleiki, njia ya maandalizi ya mkusanyaji wa flotation wa fluorite iliyotolewa na uvumbuzi huu ina faida zifuatazo:

(1) Hakuna haja ya kutoa taka za ziada za thamani ndogo, hivyo kuongeza matumizi ya malighafi na kupunguza gharama za uzalishaji.

(2) Ikilinganishwa na mchakato wa utayarishaji wa asidi oleiki, teknolojia ya usindikaji wa wakala wa flotation wa fluorite uliotengenezwa na uvumbuzi huu inabadilisha mzunguko mrefu wa uzalishaji wa ukaushaji, uondoaji maji, distilishaji, na shinikizo la kugandisha linalohitajika kwa asidi oleiki na kuubadilisha na mmenyuko wa sulfation unaochukua dakika 40 hadi 90, ikipunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya nishati na hivyo kupunguza gharama.

(3) Matibabu ya sulfation husababisha sehemu ya asidi ya mafuta isiyojaa katika malighafi kupitia mmenyuko wa sulfation. Bidhaa zilizosulfatiwa huongeza vikundi vya sulfate, ambavyo vinaweza kuongeza uvutaji wa reagent kwenye madini, hivyo kuongeza ufanisi wa kukusanya wa reagent. Bidhaa zilizosulfatiwa zina uyeyushaji mzuri kwenye maji. Pamoja na frother yenye kiwango cha chini cha kuyeyuka, zinaingizwa katika mpangilio wa molekuli za asidi ya mafuta, na hivyo kuboresha uundaji wa emulsioni na usambazaji wa reagenti katika laini ya madini, kuongeza upenyezaji wake kwenye uso wa madini, na hivyo kuongeza kwa kiasi kikubwa uwezo wa kukusanya wa reagenti.

(4) Mkusanyaji wa flotation ya fluorite uliotayarishwa kwa njia hii una sifa bora za emulsification na uyeyushaji, pamoja na uyeyushaji mzuri kwenye maji na uwezo mzuri wa kusambazwa, na hivyo unafaa kwa flotation ya fluorite katika halijoto ya kawaida au ya chini.

Maelezo ya kina ya mifano

Njia iliyotolewa na uvumbuzi huu inaelezwa kwa undani zaidi hapa chini kwa kurejelea mifano ifuatayo.

Mfano 1

Kwa kutumia asidi ya mafuta ghafi au mchanganyiko wa asidi ya mafuta, bidhaa ya kati katika uzalishaji wa asidi ya oleiki, kama malighafi kwa kiasi cha gramu 100, ikiwa na thamani ya asidi zaidi ya miligramu 165 za KOH kwa gramu ya sampuli na kiwango cha asidi isiyojaa cha 80.0%, Gramu 3 za asidi salfuriiki iliyokolezwa ziliongezwa huku ikichanganywa bila kukoma. Joto la mmenyuko liliwekwa kati ya 35°C na 40°C kwa kutumia maji baridi. Baada ya kuongeza asidi salfuriiki iliyokolezwa, kuchanganya kuliendelea kwa jumla ya dakika 40. Kisha, gramu 20 za maji ya bomba ziliongezwa, zikakorogwa kwa dakika 1 kwa ajili ya kuosha, na kuachwa kimya kwa saa 1-2. Baada ya tabaka kutengana vizuri, tabaka la maji lilitenganishwa, na gramu 3 za mafuta ya kuelea Na. 2 (kifufutio) ziliongezwa, na kisha zikachanganywa sawasawa ili kupata bidhaa.

Mfano wa 2

Masharti ya mchakato: Kiasi cha asidi ya mafuta ghafi kilichotumika kilikuwa gramu 100, kikiwa na thamani ya asidi zaidi ya miligramu 175 za KOH kwa gramu ya sampuli na kiwango cha asidi ya mafuta isiyojaa cha 85%; halijoto ya mmenyuko wa sulfation ilikuwa katika wigo wa 30°C hadi 35°C; muda wa mmenyuko wa sulfation ulikuwa dakika 60; kiasi cha asidi sulfúriki iliyokolezwa kilichoongezwa kilikuwa 7 g; kiasi cha mafuta ya kuelea No. 2 (frother) kilichoongezwa kilikuwa 1 g. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano 1.

Mfano wa 3

Vigezo vya mchakato: Kiasi cha asidi ya mafuta ghafi kilichotumika kilikuwa gramu 100, kikiwa na thamani ya asidi zaidi ya miligramu 180 za KOH kwa gramu ya sampuli na kiwango cha asidi ya mafuta isiyojaa cha 88.5%; joto la mmenyuko wa sulfation lilikuwa katika kiwango cha 20°C hadi 30°C; muda wa mmenyuko wa sulfation ulikuwa dakika 90; kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa kilichoongezwa kilikuwa g 15; kiasi cha frother ya kuelea kilichoongezwa kilikuwa g 0.4. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano 1.

Mfano 4

Masharti ya mchakato: Kiasi cha asidi ya mafuta ghafi kilichotumika kilikuwa 100 g; kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa kilichoongezwa kilikuwa 8 g; kiasi cha mafuta ya kuelea No. 2 (frother) kilichoongezwa kilikuwa 0.5 g. Masharti mengine ya mchakato yalikuwa sawa na katika Mfano 2. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano 1.

Mfano 5

Vigezo vya mchakato: Kiasi cha asidi ya mafuta ghafi kilichotumika kilikuwa 100 g; kiasi cha asidi ya salfuri iliyokolezwa kilichoongezwa kilikuwa 5 g; kiasi cha mafuta ya kuelea No. 2 (frother) kilichoongezwa kilikuwa 0.8 g. Vigezo vingine vya mchakato vilikuwa sawa na katika Mfano 2. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano 1.

Mfano wa 6

Kifungu cha kuongeza povu kwa ajili ya kuelea kilikuwa triethoxybutane. Vigezo vingine vya mchakato vilikuwa sawa na katika Mfano wa 2. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano wa 1.

Mfano 7

Kifunguaji cha kuelea kilichoongezwa kilikuwa eteri ya glikoli ya polipropilini. Vigezo vingine vya mchakato vilikuwa sawa na katika Mfano wa 2. Hatua za mchakato zilikuwa sawa na katika Mfano wa 1.

Vifaa vinavyotumika katika mbinu ya maandalizi ya mkusanyaji wa flotation wa fluorite wa uvumbuzi huu ni vifaa vya kawaida vinavyojulikana vyema na wataalamu wa fani hiyo.

Kikusanyaji cha flotation ya fluorite kilichotayarishwa kwa njia ya sasa kina kiwango cha kuganda katika masafa ya 14°C hadi 20°C na thamani ya asidi kati ya 170 na 200 mg KOH/g sampuli. Bidhaa kwa kiasi kikubwa huhifadhi sifa za asidi ya mafuta ghafi. Kulingana na kiasi cha asidi iliyoongezwa, 1/3 hadi 1/4 ya bidhaa hupitia mmenyuko wa kusulfatiwa na asidi ya salfuri iliyokolezwa ili kuunda bidhaa zilizosulfatiwa na bidhaa zake za hidrolisi R‑CH=CH‑(CH₂)ₙ‑COOH. Kwa hivyo, bidhaa ni mchanganyiko wa asidi za mafuta, bidhaa zilizosulfatiwa za asidi za mafuta zisizojazwa na bidhaa zao za uhydrolysis, na kichocheo cha kuelea, na huonekana kama kioevu chenye unene na mafuta kwenye joto la kawaida.