+7 812 2753653; +7 812 2753654

 

 

 

 

 

 

ИНФОРМАЦИЯ
ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ

Сульфитно-дрожжевая бражка после сепарирования дрожжей содержит главным образом лигносульфонаты, а также некоторое количество целлюлозных волокон и дрожжевых клеток. Целлюлозные волокна отделяют на фильтрующих устройствах (виброситах, барабанных фильтрах, наклонных ситах). Дрожжевые клетки удаляют на дополнительных сепараторах исчерпывания.

Для получения товарных лигносульфонатов сульфитно-дрожжевая бражка упаривается в выпарных аппаратах, при этом концентрация собственно лигносульфонатов в товарном продукте не должна превышать в среднем 33 %. Превышение этого значения будет способствовать ухудшению качества лигносульфонатов и снизит производительность выпарных аппаратов. Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки вырабатываются трех видов:

  • жидкие (КБЖ)
  • твердые (КБТ)
  • порошкообразные (КБП)

Утилизацию лигносульфонатов можно разделить на два основных направления: прямое использование и химическая переработка.

Прямое использование лигносульфонатов в различных отраслях  обусловлено физико-химическими свойствами: клеящими, связующими, поверхностно-активными и др.

Связующие. Литейное производство – один из старейших потребителей  лигносульфонатов. Их применяют для связывания зерен песка в прочный фасонный стержень, способный выдерживать резкие температуры и механические воздействия без изменений конфигурации.

С помощью лигносульфонатов гранулируют комбикорма для животных и рыб.

Используются также в качестве связующего при производстве древесностружечных плит.

Пластификатор цементов и бетонов. При введении лигносульфонатов в цементную суспензию замедляетсят рост новообразующихся кристалликов, в результате образуется больше мелких кристалликов. Это приводит к их более плотной упаковке и, как следствие, к повышению прочности, морозо- и водостойкости образующегося монолита.

Биостимулятор подсочки. Лигносульфонаты оказывают высокое биостимулирующие действие на процесс выделения живицы при подсочке деревьев.

Дубители. Коагулянт белка. Возможность использования лигносульфонатов в качестве дубителей известна давно. Для этого их необходимо очистить от органических и минеральных примесей. Действие лигносульфонатов как дубителей проявляется в их способности выводить в связанном виде из шкуры животных содержащиеся в ней белки – коллагены.

При снижении величины рН сульфитно-дрожжевой бражки до 3 лигносульфонаты приобретают способность осаждать протеин из белоксодержащих сточных вод (сточные воды птицефабрик, мясокомбинатов и рыбокомбинатов). Полученный продукт высушивают как и обычные кормовые дрожжи до 10 % влажности.

Химическая переработка лигносульфонатов осуществляется двумя путями:

Щелочное окисление. Если сульфитно-спиртовую бражку подвергать в относительно мягких условиях (температура 120 оС) окислению кислородом воздуха в среде аммиака – реакция оксиаммонолиза – в молекулах лигносульфонатов возникают органические соединения азота – амины и амиды. Масса внедренного азота зависит от концентрации сухих веществ в сульфитно-дрожжевой бражке. Обработку следует проводить до ее упаривания.

Общее содержание азота в молекулах лигносульфонатов при этом достигает 20 %. Раствор по выходе из реактора содержит избыток аммиака, который может быть связан азотной кислотой. Это повышает содержание общего азота в продукте до 30 %; при связывании же избытка аммиака фосфорной кислотой образуется сложное органо-минеральное удобрение.

Щелочной оксигидролиз предусматривает окислительную деструкцию лигносульфонатов в жестких условиях – при температуре 160 оС кислородом воздуха в среде гидроксида натрия.

При этом получается ванилин и уксусный альдегид. Реальный выход ванилина на уровне 30 кг на 1 т сухих веществ в сулльфитно-дрожжевой бражке, что намного ниже теоретически достижимого. Ванилин применяют в кондитерской промышленности.

ЛИГНОСУЛЬФОНАТЫ ТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ:
1) при производстве технического углерода при гранулировании технического углерода и пористых наполнителей из сыпучих порошкообразных материалов, шихт;
2) в нефтяной промышленности в качестве реагента для регулирования основных параметров буровых растворов для нефтяных и газовых скважин;
3)  в литейном производстве в качестве смазочных и смазочно-охлаждающих жидкостей в горячей штамповке и ковке;
4) при изготовлении цемента в качестве разжижителя сырьевой смеси для снижения влажности шлама;
5)  в строительстве как пластификатор цемента и бетона;;
6)  при изготовлении древесностружечных, древесноволокнистых и минераловатных строительных плит; для изготовления фанеры;
7) в автодорожном строительстве;
8) в качестве связующего материала при производстве формовочных и стержневых смесей при чугунном, стальном и цветном литье;
9) при агломерации руд черных металлов;
10) при изготовлении огнеупоров;
11) при брикетировании угля
12) в качестве смазочных и смазочно-охлаждающих жидкостей при горячей штамповке и ковке
13) как пенообразователь при кислотном травлении металла;
14) в качестве шлихтующего средства целлюлозосодержащих основ в текстильной промышленности; -в качестве пластифицирующего материала при изготовлении гипсокартонных листов;
15) как диспергатор и стабилизатор суспензий в производстве химических средств защиты растений; — как исходное сырье и диспергатор при изготовлении синтетических дубителей;
16) для изготовления древесностружечных, древесноволокнистых плит и фанеры;
17) как реагент для флотации руд;
18) в ином качестве в различных сферах производства.

ТРАНСПОРТИРОВКА, ХРАНЕНИЕ: Лигносульфонаты технические сухие упаковываются в мешки или биг-беги и транспортируются автотранспортом, ж/д вагонами, полувагонами с соблюдением правил перевозки сыпучих грузов. Лигносульфонаты технические жидкие транспортируются наливом в цистернах изготовителя или автоцистернах различной емкости. Срок хранения жидкой фракции ЛСТ в закрытой таре (цистерны или бочки) при положительной температуре составляет около 6 мес. Срок хранения сухой фракции в мешках в сухом помещении составляет 1 год при температуре не выше 40 0С.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ (ПОДРОБНО):

1. В производстве бетона: Использование лигносульфонатов на основе натрия, относящихся к гидрофилизирующим пластификаторам, при производстве бетона и сухих строительных смесей позволяет снизить расход составляющих (цемент) на 10-15 %. Также уменьшается расслоение бетонной смеси и повышается ее плотность, замедляется скорость отвердения. В цементно-сырьевую или бетонную смесь вводятся добавки лигносульфонатов в количестве 0,15-0,20%, а суперпластификаторов необходимо ввести 0,5-2,0% от массы сухого цемента. При замене суперпластификаторов лигносульфонатами повышается прочность бетона на 20-25%, морозостойкость в 3-4 раза и резко понижается стоимость смесей из-за добавления небольшого количества лигносульфонатов, что связано с их адсорбцией на поверхности твердой фазы.

2. В производстве цемента .Использование лигносульфонатов снижает влажность сырьевого шлама при сохранении его текучести, что увеличивает производительность печи и снижает удельный расход топлива на обжиг клинкера. С использованием интенсификаторов на основе лигносульфонатов повышается производительность помольных агрегатов и появляется возможность заменить дорогостоящие и дефицитные химические продукты.

3. В производстве стройматериалов : Благодаря своим вяжущим, клеящим и поверхностно активным свойствам лигносульфонаты технические используются в производстве теплоизоляционных и отделочных плит (древесно-стружечных, древесноволокнистых и минераловатных) в качестве упрочняющей добавки. Так как в качестве упрочняющей добавки в данном производстве применяются достаточно дефицитные, дорогостоящие да еще и токсичные фенол-формальдегидные или карбамидо-формальдегидные смолы, то смешение в процессе изготовления модифицированных лигносульфонатов (20 30 %) и смолы позволяет получить совмещенное связующее. Таким образом, на 50 % снижается токсичность плит, обработанных добавкой на основе лигносульфонатов. Если же использовать 40 кг/м3 лигносульфонатов при изготовлении минераловатных плит, то можно добиться резкого снижения расхода токсичных фенолоспиртов и, следовательно, значительного уменьшения вредных выбросов в атмосферу. Причем изделия в этом случае получаются более прочными и влагостойкими.

4. В производстве керамзита: Технические лигносульфонаты могут быть широко использованы в качестве корректирующей добавки в производстве керамзитового гравия. Керамзитовый гравий наиболее распространенный искусственный пористый заполнитель легких и конструкционных бетонов получают вспучиванием глины путем быстрого обжига во вращающихся печах. Корректирующие добавки, вводимые в состав глинистого сырья, позволяют интенсифицировать процесс керамзитообразования, повысить вспучиваемость сырья, снизить плотность и повысить прочность керамзита. Добавка ЛСТ натрия в количестве 12% от массы абсолютно сухого глинистого сырья позволяет получить прочие гранулы керамзита с пониженной плотностью 0,38 — 0,43 г/куб.см.

5. В нефтяной индустрии: В нефтедобывающей промышленности при бурении нефтяных и газовых скважин лигносульфонаты используются в качестве реагента для регулирования основных параметров буровых растворов. Также они являются компонентом гелеобразующих систем, представляющих собой маловязкие растворы с pH 2.5-3.0. Образование геля приводит к перераспределению фильтрационных потоков и лучшему их регулированию, выравниванию профиля приемистости нагнетательных скважин, ограничению водопритока в процессах, что в свою очередь повышает нефтеотдачу. Использование в данных системах лигносульфонатов возможно за счет адсорбирующих свойств поверхностно-активных добавок.

6. В горнодобывающей промышленности.Технические лигносульфонаты используются для укрепления различного вида сооружений: буровых шахт, скважин и т. д. В горнодо-бывающей промышленности технические лигносульфонаты применяются в качестве флотореагента — вещества, позволяющего добиться неполного смачивания выделяемых частиц, т.е. различных минералов руд, и делающего возможным сам процесс флотации. Тот факт, что технические лигносульфонаты являются одними из самых недорогих флотореагентов, а их известно несколько тысяч, способствует повышению спроса на данные реагенты в отрасли. Помимо этого в горнодобывающей промышленности технические лигносульфонаты используются для укрепления буровых шахт. Их добавляют при возведении различных покрытий и оснований из грунтов. Данные сооружения укрепляются битумными эмульсиями, жидкими битумами или каменноугольными дегтями, смолами совместно с цементом или известью, в которые в свою очередь добавляются в лигносульфонаты.

7. В Металлургии. Широко распространено применение лигносульфонатов в качестве связующего материала для формовочных и стержневых смесей в литейном производстве. При изготовлении формовочных и стержневых смесей для чугунного, цветного и стального литья лигносульфонаты заменяют собой некоторые дефицитные и токсичные материалы: фенолоспирты, карбамидоформальдегидные и фенолформальдегидные смолы. При использовании связующих на основе лигносульфонатов происходит снижение себестоимости годного сырья, увеличение прочности стержней, уменьшение их осыпаемости до 0,05 0,08 %, снижение температуры и сокращение времени теплового отверждения. В производстве цветных металлов лигносульфонаты используются в качестве флотореагента и связующего реагента для брикетирования мелкозернистого сырья. Они широко применяются в качестве связующего и пластификатора при производстве чугуна, стали, агломерации руды, кислотном травлении и закалке металла и так далее.

8. В химической промышленности. Лигносульфонаты применяются в производстве пестицидов и протравителей семян — как диспергатор и стабилизатор суспензий в производстве химических средств защиты растений.

9. Также широко распространено использование лигносульфонатов в пищевой и парфюмерной промышленности. Получаемый из лигносульфонатов и гваякола ванилин применяется для придания специфическ