一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于清洗技术领域，具体涉及一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂及其制备方法与应用。

背景技术

硫精矿是一种含有高浓度硫的矿石，是提取硫和制造硫酸、化肥的主要原料之一。近年来，随着化肥、硫酸行业对硫精矿需求扩大，极大地刺激了硫精矿行业的生产。

在硫精矿生产时需要使用陶瓷过滤机进行过滤，陶瓷过滤机是一种基于毛细微孔作用原理，采用微孔陶瓷作为过滤介质实施固液分离的新型设备。陶瓷过滤机主要由陶瓷过滤板、辊筒系统、搅拌系统、给排矿系统、真空系统、滤液排放系统、刮料系统、反冲洗系统、联合清洗(超声波清洗、自动配酸清洗)系统、全自动控制系统、槽体、机架几部分组成。作为陶瓷过滤机的核心组成部件，陶瓷过滤板在固液分离过程中，可以将悬浮液料中的固体矿料截留在陶瓷滤板表面形成滤饼，水分从滤板微孔排出而得到脱水矿料，具有产率高、过滤孔径均匀稳定、机械强度高等特点。

陶瓷过滤板在固液分离过程中，由于硫精矿中存在的FeSO

针对现有清洗剂存在的问题，如何提供一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，不仅在清洗时降低对陶瓷过滤板的腐蚀，而且在清洗后陶瓷过滤板过滤效率高，且陶瓷过滤板的使用寿命和清洗周期均得到延长，是本发明亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂及其制备方法与应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一方面，本发明提供一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，所述硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂包括以下重量份的原料：清洗主剂80-90份、螯合剂为3-6份、表面活性剂0.05-0.5份、缓蚀剂1.5-8份、藻朊酸类稳定剂2-5份；

所述缓蚀剂包含质量比为3:1-5:1的醇胺类缓蚀剂和苯并咪唑类缓蚀剂。

所述清洗主剂为三聚磷酸钠、硅酸钠、过碳酸钠、氯化钠、焦磷酸钠、磷酸三钠中的至少一种。

所述螯合剂为柠檬酸钠、甲酸钠、醋酸钠、乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。

所述表面活性剂为辛基三甲基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇聚氧乙烯米单油酸酯、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种。

所述醇胺类缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种。

所述苯并咪唑类缓蚀剂为2-氨基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑中的至少一种。

所述藻朊酸类稳定剂为包含藻朊酸、藻朊酸丙二醇酯和藻朊酸钠的混合物。

所述藻朊酸、藻朊酸丙二醇酯和藻朊酸钠的质量比为1:2-4：1.5-3。

另一方面，本发明还提供一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将螯合剂、藻朊酸类稳定剂和表面活性剂加入温度为35-60℃的反应釜中，并进行超声震荡；

(2)将步骤(1)的反应体系中加入清洗主剂、缓蚀剂和水，并进行超声震荡后，冷却至室温，即得硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂。

另一方面，本发明还提供一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂在清洗领域中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本申请制得的清洗剂，在清洗周期、清洗后过滤效率、使用寿命方面均得到明显提升，清洗剂的清洗效果更优，且由于本申请提供的清洗剂未使用硝酸等强酸，在清洗陶瓷过滤板时，对设备、密封胶圈、塑料件等部件无腐蚀，使用安全性更高。

具体实施方式

以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。

需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，其中辛基三甲基氯化铵购自广州远达新材料有限公司；壬基酚聚氧乙烯醚购自济南泰旺化工有限公司，型号为NP-10；藻朊酸购自山东穗华生物科技有限公司；藻朊酸丙二醇酯购自江苏普乐司生物科技有限公司；藻朊酸钠购自武汉华翔科洁生物技术有限公司；三聚磷酸钠购自苏州百盈化工有限公司；2-巯基苯并咪唑购自山东锦钰丰新材料有限公司；2-甲基苯并咪唑购自江苏普乐司生物科技有限公司。

实施例1：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

实施例2：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠15份、硅酸钠40份、过碳酸钠20份、氯化钠8份、柠檬酸钠5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.4份、二甲基乙醇胺3份、二甘醇胺3份、2-甲基苯并咪唑0.5份、2-巯基苯并咪唑1份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2份、藻朊酸钠2份。

实施例3：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠15份、硅酸钠20份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、磷酸三钠20份、乙二胺四乙酸四钠5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.4份、二甲基乙醇胺3份、二甘醇胺3份、2-甲基苯并咪唑1份、2-巯基苯并咪唑1份、藻朊酸0.5份、藻朊酸丙二醇酯2份、藻朊酸钠1.5份。

实施例4：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸5份。

实施例5：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸丙二醇酯5份。

实施例6：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸钠5份。

实施例7：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸1.43份、藻朊酸丙二醇酯3.57份。

实施例8：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸2份、藻朊酸钠3份。

实施例9：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸丙二醇酯3份、藻朊酸钠2份。

实施例10：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸0.5份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠2份。

实施例11：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份、藻朊酸1.7份、藻朊酸丙二醇酯1.7份、藻朊酸钠1.6份。

对比例1：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6份、2-巯基苯并咪唑1.5份。

对比例2：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6.5份、2-巯基苯并咪唑1份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

对比例3：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺3.5份、2-巯基苯并咪唑3份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

对比例4：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、二甲基乙醇胺6.5份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

对比例5：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、2-巯基苯并咪唑6.5份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

对比例6：

一种硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂，包括以下重量份的原料：三聚磷酸钠10份、硅酸钠15份、过碳酸钠20份、氯化钠10份、焦磷酸钠10份、磷酸三钠20份、柠檬酸钠4份、辛基三甲基氯化铵0.5份、藻朊酸1份、藻朊酸丙二醇酯2.5份、藻朊酸钠1.5份。

实施例1-11、对比例1-6的硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将螯合剂、藻朊酸类稳定剂和表面活性剂加入温度为50℃的反应釜中，并进行超声震荡，超声震荡的频率为20KHz，连续震荡5分钟；

(2)将步骤(1)的反应体系中加入清洗主剂、缓蚀剂和水，并进行超声震荡(超声震荡的频率为20KHz，连续震荡5分钟)后，冷却至室温，即得硫精矿陶瓷过滤板专用清洗剂。

将实施例1-11、对比例1-6的清洗剂分别加入水中，常温下搅拌10分钟，配制成质量分数为6％的水溶液。以大治市天华矿业有限公司的过滤硫精矿为例。以TC513-004型号的陶瓷过滤机对该硫精矿进行过滤，当过滤效率为35％时停止过滤，并替换过滤效率为100％的新过滤板，以此类推获得17片堵塞程度一致的过滤板，再分别使用前述配制得到的实施例1-10、对比例1-7的清洗剂水溶液按照如下清洗方法对替换下来的过滤板进行清洗操作：

使用方法：

步骤一：将停机状态下的过滤机槽体用清水冲洗干净，将清洗剂水溶液直接接入原过滤机酸泵吸入口，根据实际需要调整酸泵计量刻度；

步骤二：启动过滤机转子，带动过滤板转动，陶瓷过滤板、复合过滤板周期性地通过槽体；

步骤三：间隙地启动超声波清洗装置清洗，间断时间可设置成15-25分钟/每小时；

步骤四：清洗时间约1.5-2小时，过滤板由槽体转出后吸附在其表面的液体很快干燥时，表明过滤板通透能力恢复较好，清洗结束，排放清洗液；

步骤五：启动反冲洗程序，用清水漂洗数分钟后停止，即可进行正常的生产过滤工作。

清洗完成后，从清洗周期、清洗后的过滤效率、使用寿命三方面对清洗后的过滤板进行对比，结果如表1至表4所示：

清洗周期：过滤板在正常使用过程中，过滤效率不足35％时即需要清洗，每次清洗的时间间隔为一个清洗周期。

清洗后的过滤效率：相对于新过滤板，清洗后过滤板的过滤效率。

使用寿命：清洗后过滤板的过滤效率不足新过滤板的30％时即需废弃，该使用时间为滤板使用寿命。

表1

表2

表3

表4

由实施例4-6、对比例1对比可知，在使用藻朊酸类稳定剂作为清洗剂组分时，可以延长过滤板的清洗周期，以及提高清洗后滤板的过滤效率、使用寿命，从而提高对过滤板的清洗效率；

由实施例1、实施例4-7对比可以，在藻朊酸类稳定剂选用藻朊酸、藻朊酸丙二醇酯和藻朊酸钠，且藻朊酸、藻朊酸丙二醇酯和藻朊酸钠的比例在合适的范围时，制得的清洗剂清洗过滤板后，过滤板的清洗周期更长，且滤板的过滤效率可以得到进一步的提高，甚至可以达到98％，且过滤板的使用寿命也得到了明显提升；

由实施例1、对比例2-6对比可知，在醇胺类缓蚀剂和苯并咪唑类缓蚀剂的质量比在合适的范围内时，制得的清洗剂清洗过滤板后，过滤板的清洗周期、过滤效率和过滤板的使用寿命均得到提升；

由实施例1-3对比可知，使用本申请提供的组分和重量份制得的清洗剂，清洗周期、清洗后过滤效率、使用寿命均得到明显提升，从而使清洗剂的清洗效果更优，且由于本申请提供的清洗剂未使用硝酸等强酸，在清洗陶瓷过滤板时，对设备、密封胶圈、塑料件等部件无腐蚀。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。