CS205784B1

CS205784B1 - Způsob odželeznění a neutralizace kyselých důlních vod

Info

Publication number: CS205784B1
Application number: CS480279A
Authority: CS
Inventors: Jiri Charamza; Vladimir Hruby; Petr Fuchs
Original assignee: Jiri Charamza; Vladimir Hruby; Petr Fuchs
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká způsobu úpravy kyselých důlních vod, obsahujících vyšší množství železa, tj. více než 100 mg.l“¹ a vyznačit jí cích se poměrně vysokou kyselostí, charakterizovanou průměrnou hodnotou p_H 2,5. Způsobem podle vynálezu se z kyselých důlních vod odstraňuje rozpuštěné železo a upravuje pH.

Dosud známé způsoby úpravy kyselých důlních vod mají řadu nedostatků, spočívajících zejména v malé účinnosti neutralizačních činidel a v jejich vysoké ceně, špatné usazovací vlastnosti kalu i ve vysokých provozních nákladech na speciální úpravárenské technologie. Nevýhodou neutralizace kyselých důlních vod louhem je jeho vysoká cena, a proto se tento způsob používá zřídka. Při neutralizaci vápnem má vzniklý kal velký objem a zahušlování Min je, zdlouhavé. Použití vápence se vyznHéuje nízkou rychlosti neutializace a ní/kou reaktivitou, Tento způsob se nehodí převody e obsahem dvojinoeného telesfi větŘím než 100 mg.l’¹. Kombinovaná neutralizace vápnem a vápencem má nevyhovující účinnost pro odstraňováni železa. Při ptovzdušňováni vody je řešena pouze otázka odstraněni železa, nevěhodnu je, že nelze odstranit kyselost vody. Elektrolýza iontů dvojmocného železa je perspektivní způsob pro účinné odstranění rozpuštěného železa, byl však používán pouze laboratorně, dosažená účinnost odstianění železa při proudu 0,8 V je 95 %. Nevýhodou tohoto způsobu je, že není řešena otázka úpravy pH. Oxidace ozonem nebo chlorem řeší pouze odstraňování rozpuštěného železa z vod, způsob je omezen na nevýznamné množství vody a neřeší úpravu pH.

20? 764

205 784

Při neutralizaci hydroxidem barnatým je řešeno odstranění železa, úprava pH i odstraněni síranů s poměrně vysokou účinností až 95 %, nevýhodou je vysoká cena srážedla a zejména toxicita baria. Kombinovaná neutralizace vápnem a hlinitými solemi řeší úpravu pH, odstranění železa i síranů. Nevýhodou je poměrně vysoký objem vzniklého kalu a zejména vysoká cena hlinité suroviny.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob odželeznění a neutralizace kyselých důlních vod, charakteristických průměrnou hodnotou pH 2,5 a průměrným obsahem rozpuštěného Železa 150 mg.l“¹, jehož podstata spočívá v tom, že na kyselé důlní vody se působí stechioroetrickým množstvím fluorapatitu, poté je rozpuštěné železo oxidováno na trojmocnou formu provzdušňováním za současného míchání a neutralizace je dokončena přidáváním vápenného mléka na hodnotu pH 6,0 až 6,5.

Výhodou způsobu odželeznění a neutralizace kyselých důlních vod podle vynálezu je levný zdroj neutralizačního činidla, kdy stačí běžná fosfátová hornina, nap*, fluorapatit, fos forit, apatit apod. Vzhledem k dobré rozpustnosti fosfátů v kyselých roztocích odpadá nutnost použití dávkovacího zařízení, protože potřebné množství fosforečnanu je úměrné kyselos ti vody. Při tomto způsobu je míchání a provzdušňování prováděno současně. Vzhledem k tomu, že rozpuštěné železo je vysráženo prakticky kvantitativně jako fosforečnan železitý již při pH = 6,0, není třeba urychlovat průběh oxidace zvyšováním pil nad hodnotu 7 jako v případě stávajících neutralizačních postupů, čímž dochází jednak k úspoře chemikálií, jednak ke snížení solnosti neutralizované vody. Při způsobu dle vynálezy nedochází k sekundárnímu zvyšování acidity vody v důsledku hydrolyzy trojmocného železa na hydroxid železité.

Kal, který vzniká po dokončení neutralizace důlní vody vápnem, má dobré usazovací vlastnosti a zaujímá poměrně malý objem. Poměrně vysoký obsah fosfátů v kalu dává možnost jeho použiti jako umělého hriojiva pro úpruvu půd, například při rekultivaci výsypek.

Při použití způsobu odželeznění a neutralizace kyselých důlních vod podle vynálezu je spotřebováno asi o 40 i méně vápna při použití fosfátů v porovnání s množstvím vápna potřebného při konvenční neutralizaci. Fosforečnan má katalytický vliv na oxidaci dvojmocného železa v roztocích nasycených vzduchem a z toho vyplívá zkrácení doby orovzdušno· vání. Účinnost odstraňováni dvojmócrteho železa je 89,9 %.

Na připojeném víkie·» je schematicky znázorněno zařízení k provádění způsobu,odžel ezněni a neutralizace kyselýcn důlních vod podle vynálezu.

j ‘ ' '· ' ' - (liýill, Slili yl.,-i i' ; i., .·> .jdnyův O !(|«Ť ιί-'ί f f r .·'

Νι I m kyselé důlní vody charaktenet ícké průměrným pU - 2,5, coz představuje obsah ί ' ‘ϊ'ΐιί V i · ..> £ | s !’’:s íl ftíň fíi >. ;í p ‘.‘íj i, ’J i·, jísisi f; ή r, \i ;i 4. J, j í í; £ !';«»(( ěřli; V an j volné kyseliny sirové 0,245 kg/m a průměrným obsahem rozpuštěného železa v množství ••••••••ί -.-s . o i-fov í;f*;'íť''5 ř oo fr, řjViOť; ;; <5 o íí ·'>£»(, ·//.<<,'< ir(šv<:!<áohxvO'rq ři^řl valní <!(á

0,150 kg/m , se působí ster.hiometríckým množstvím fluorapatitu s průměrným obsahem fosfof-i-f 'h, kvefoA o>féo rnmj.ovh ,·Λ.iX-s í3 »so?e*vX line nebo ovleo oS rečnanu vápenatého 75 %, což v tomto případě je 0,6 kg fluorapatitu, čímž vzniká ekyivs,_q,,^ ? vd ·, r-;-; · o I etl‘w -7 A.#ťj χζ, i Inč-nr··» Αοι'ζόύ <.·iq íJc ·>ίι;ι.v lentni množství kyseliny fosforečné. Dávkováni fluorapatitu není nutné, prolože jeho «potře , '·Γ ' ' ororlrř ««'•řidh'»* CO «i, 7 «,0 i 4« , xsísá i awt t i .l-onuj/k, ř>n'.«i.s bované množství, k ipravé kyselé důlní vody odpovídá prakticky kyselosti vody. rozpuštěné : -·#%·!,·' ?<! .ίί'ί·ϊ (WW í í¹ 7 .5,!' í. ,1 ;«'! !'í Ď O «5 Λ i, íl ί X v .Sil! 7Vi,iql.' eJ.lčie Ιλίί’^ίΐ^ železo, obsažené v kyselé důlní vodě a dále oxidované na trojmochoú formu provzdušnováním ; -p·' ΐ! lj v -/v·-;·! ι^_:ί ,,<j ,, |; ,·» rt y f; v , řj .. ·> , y ·.; J» J 3 J í za současného míchání, reaguje s fosforečňanovým iontem za vzniku málo rozpustného fosforečnanu železitého. Neutralizace je dokončen;» přidáváním vápenného mléka na hodnotu pH 6,0 až 6,5, přičemž vzniká též malé množství částečně rozpustného síranu vápenatého. Mi

205 784

Kyselá důlní voda přitéká do usazovací jímky .1, kde jsou odstraněny nerozpustné látky. Odtud je odsazená kyselá důlní voda vedena čerpadlem 2do filtračního zařízení 3, kde probíhá chemická reakce provázená uvolněním kyseliny fosforečné v množství ekvivalentnímu obsahu volné kyseliny sírové v kyselé důlní vodě. Odtud je voda odváděna do neutralizačně-areační nádrže 4, kde probíhá provzdušňování a míchání areačním zařízením 5, současně je dávkováno vápenné mléko ze zásobníku 6, jež je řízeno pH regulátorem 7. V této fázi neutralizace probíhá chemický proces, spočívající v převádění dvojmoené formy železa na formu trojmocnou, vzniká málo rozpustný fosforečnan železitý a dokončuje se neutralizace na žádanou hodnotu pH, přičemž vzniká i malé množství částečně rozpustného síranu vápenatého.

V neutralizačně-areační nádrži 4 je obsah rozpuštěného kyslíku kontrolován zabudovaným oxlmetrem 8. Neutralizovaná voda spolu s vysráženým fosforečnanem železitýra a síranem vápenetým je vedena do usazovací nádrže 9, kde dojde ke gravitačnímu oddělení tuhé fáze, Tento proces proběhne poměrně rychle, protože fosforečnan železitý má dobré usazovací vlastnosti. Vyčeřená voda je odváděna z usazovací nádrže 9 přímo do vodoteče nebo jako veda průmyslová pro potřebu závodu. Usazený kal je běžným způsobem zpracován, tj. veden do zařízení pro odvodňování kalu 10 a odtud je odvodněný kal deponován k dalšímu použití.

Následují dva příklady způsobu odželeznSní a neutralizace kyselých důlních vod podle vynálezu;

Příklad 1

4» 1 wí

Modelová voda, která obsahovala 500 mg SO^ ,1 , 80 mg Fe.l a jejíž ptl bylo upraveno na hodnotu 2,8, byla přiváděna do laboratorní kolony naplněné fluorapatitom. Po průchodu kolonou odcházela voda do provzdušňované neutralizační nádoby, do které byl přes regulační ventil řízený pH metrem, drívkován roztok vápenného mléka v takovém množství, abv výsledná hodnota pH neutralizované vody byla 6,0 ni 6,5.

Při způsobu úpravy vody s použitím kolony s fluorapatitovou náplni došlo k odstraněni -1 železa s účinností 99 %, tj, voda obsahovala 0,8 mg.l zeleza.

Příklad 2

Kyselá důlní voda o obsahu 1 OOO mg.l’¹ síranových iontů, obsahu 150 eg.l*¹ celkového železa a pH v rozmezí ‘2 - 3, byla přiváděna v množství 120 ni'',hod. de obdélníkové nádrže 3 o hloubce 3 m a užitného objemu 210 m . Po oddělení suspendovaných lálek přetekla veda přes přepadovou hranu do jímky, odkud byla čerpána do tlakového filtru s náplní ka!ci neváného fosfátu s obsahem asi 35 % hm. kysličníku fosforečného P->0₅ a asi 55 % hm. kysličníku vápenatého CaO.

Po průchodů filtrem byla voda odvedena do druhého neutralizačního stupně, který byl tvořen provzdušňovanou nádrží o objemu 100 m , do které byl kontinuálně dávkován zásaditý roztok Ca(OH), v takovém množství, aby výsledná hodnota pH vody byla 6,0 až 6,5. Odtud byla voda odvedena do kruhové spodem stírané usazovací nádrže s dobou zdržení 60 minut.

Spodem odloučený kal byl odveden potrubím na odkaliště a upravená veda s obsahem žele za nižším než 1,5 mg.l^ byla odvedena do veřejného toku.

205 754

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsobodželeznění a neutralizace kyselých důlních vod charakteristických průměrnou hodnotou pH 2,5 a průměrným obsahem rozpuštěného železa 150 vyznačený tim, že na ky sele důlní vody se působí stechiometrickým množstvím fluorapatitu, poté je rozpuštěné žele zo oxidováno na trojmocnou formu provzdušnováním za současného mícháni a neutralizace je dokončena přidáváním vápenného mléka na hodnotu pH 6,0 až 6,5.