CS232520B1 - Koagulační prostředek pro čištění vody a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Účele· vynálezu je ne jedné straně ekonomicky vyřešit využití štěpné kyseliny, odpadající z výroby titanové běloby, na druhé straně zajistit účinný koagulační prostředek pro čiětění povrchových i odpadních vod. štěpná kyselina, obsahující jako hlavní znečišťující složku dvoujmocné železo se po zahuštění a odfiltrování kyselých systémů nebo jeětě před zahuštěním oxiduje činidlem, které nezvyšuje obqah solí, například peroxidem vodíku, ozonem nebo anodovým pochodem při oxidaci elektrickým proudem. Volný monohydrát oxidu sírového se přídavkem práškového FegOj > odpadajícího např. z regenerace mořících lásnl z moření oceli, při reakci za teploty 383 ež 393 K převede na železitou sůl. Vzniklý produkt sestává z vodného roztoku síranu železitého a zbytků nezreagovaných složek H„SO. a Pe^O,. Všechny tyto složky se uplatní funkčně při koegulačhlm čištění vody.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy koagulačního prostředku z kyseliny sírové, odpadající z výroby titanové běloby a dále koagulačního prostředku na bázi trojmocného železe k čištění vody.

Dosud při výrobě titanové běloby odpadá velké množství zředěné kyseliny sírové, obsahující sírany železa, v menší míře též hořčíku, sodíku, titanu a manganu. Tuto kyselinu je třeba zužitkovat. Pro zlepěení ekonomie se zpracovává ve výrobě jednoduchého fosforečného hnojivá, kde však její příměsi zhoríují nežádoucím způsobem podmínky výroby.

Na druhé straně vzrůstá poptávka po koagulačních činidlech na bázi trojmocného železe, které jsou velmi účinné při čištění povrchových a odpadních vod.

Principem čisticího procesu je hydrolytická reakce, které podlehnou železité soli náhlým zředěním po přidání k čištěné vodě. Hydrolýzou vzniklý vysoce hydratovaný hydroxid železitý s malou rozpustností vytváří tuhou fázi, do níž za pomoci koloidně-chemických a fyzikálních pochodů přecházejí koloidní a i část rozpuštěných nečistot z vody a spolu s ní jsou z vody odstraňovány.

Při vhodné kombinaci chemických reakcí lze využít nezahuštěné odželezené štěpné kyseliny nebo zahuštěné štěpné kyseliny po odfiltrování kyselých systémů síranu železnetého, odpadajících z výroby titanové běloby k přípravě koagulačního prostředku k čištění vody na bázi trojmocného železa.

Uvedené nedostatky řeěí prostředek podle vynálezu, jehož podstatou je, že se využije štěpné kyseliny odpadající z výroby titanové běloby obsahující dvojmocné železo jako hlavní příměsi, přičemž se v odpadní kyselině sírové nejprve oxiduje dvojmocné železo oxidačním činidlem, které nezvyšuje obsah solí, například peroxidem vodíku, ozónem nebo anodovým pochodem při oxidaci elektrickým proudem, pak se přidá oxid železitý v molárním poměru přítomného monohydrátu oxidu sírového ku oxidu železítému 3 ku 1,01 až 1,05 a za míchání se tato směs zahřeje k bodu varu, ponechá odpařovat až k dosažení konzistence směsi, odpovídající bodu varu 383 až 393 K, případně se k dosažení této konzistence přidá čerstvý monohydrét oxidu sírového 3 odpovídajícím množstvím oxidu železitého v uvedeném poměru a při této konzistenci se udržuje teplota směsi v blízkosti bodu varu, přičemž celkové doba zahřívání je 90 a 120 minut, načež se přídavkem vody směs zředí na obsah rozpuštěného železa maximálně 180 g/1, ponechá sedimentovat a odsazený produkt se oddělí od sedimentu, přičemž jeho funkční složky jsou síran železitý, monohydrát oxidu sírového a oxid železitý ve vodném roztoku, případně ve vodné suspenzi, přičemž monohydrét oxidu sírového je přítomen v množství, odpovídajícím neutralizačnímu ekvivalentu maximálně 10 % z celkové neutralizační kapacity koagulačního prostředku hydroxidem sodným do pH 7 v mol/1 hydroxidu sodného, síran železitý je přítomen v množství minimálně 604 g/1, (1,5 mol/1) a maximálně 640 g/1 (1,6 mol/1), oxid železitý včetně nerozpustných příměsí v suspenzi maximálně 5 g/1, přičemž obsah rozpuštěného železa je maximálně 180 g/1.

Výhodou vynálezu je, že řeší likvidaci štěpné kyseliny z výroby titanové běloby jejím zhodnocením na plnohodnotný a v současné době žádaný produkt, přičemž její hlavní příměs - železo neruší kvalitu produktu, naopak přejde do něho jako funkční složka. Podobně i ne zcela zreagované výchozí složky reakční směsi, to jest monohydrát oxidu sírového a oxid železitý, jejichž úplné zreagování nebo odstranění jejich zbytků z produktu by bylo neekonomické, svou přítomností v produktu jeho kvalitu nezhoršují, naopak se stávají jeho funkční složkou.

Zbytek monohydrátu oxidu sírového se uplatní v koagulačním procesu čištění vody jako posílení aciditní funkce koagulantu při ustavování optimálního pH v čištěné vodě a zbytek oxidu železitého právě tak jako jeho nerozpustné podíly se uplatní v čisticím procesu jeko zatěžkávedlo vytvářených kalových částic. To navíc umožňuje použít k přípravě koagulantu >

i oxidu železitého, odpadajícího z různých výrob, například z moření ocelových povrchů kyselinou chlorovodíkovou nebo z výroby oxidu sírového pražením síranu železitého. Dalěí výhodou je, že při něm nevznikají žádné škodlivé exhaláty.

Způsob výroby 8 vlastnosti koagulačního prostředku jsou blíže objasněny v následujících příkladech.

Příklad '1

Do nádoby z nekorodujícího materiálu, opatřené míchadlem a topným tělesem bylo vloženo 1 000 ml zahuětěné štěpné kyseliny po odfiltrování kyselých systémů, obsahující 7,7 mol/1 monohydrátu oxidu sírového a 5,4 g/1 Fe²* jako hlavní znečišlující příměsi.

Ze míchání byl dílčími dávkami přidáván HgOg ^ve 30% vodného roztoku v celkovém množství 6 g ne oxidaci Fe²*. Pak byla přidána navážka 415 g práškového FegO^ ^z regenerace mořicí lázně z moření oceli kyselinou chlorovodíkovou. Směs za neustálého míchání byla zahřáta k bodu varu (334 K) a zahuštěna na objem asi 900ml, při kterém byla teplota bodu varu 390 K.

Pek byle reakční nádoba překryta víkem s otvorem pro míchadlo i intenzita ohřevu snížena zhruba ne hrazení ztrát teple do okolí. Celková doba reakce byla 100 minut. Po ukončení reakce byl obsah nádoby naředěn přídavkem vody na 1 672 ml, zastaveno míchání a obsah nádoby ponechán v klidu. Po 120 minutách dekantován odsazený produkt od sedimentu, který byl ponechán v reakční nádobě pro další přípravu koegulentu. Produkt měl složení: Fe^+ = 170,9 g/1, Fe²* = 0,1 g/1, H^SO^ 0,07 mol/1, neutralizační kapacita na pH 7 ¹ 9,33 mol/1 NaOH, h = 1,55, obsah FegíSO^)^ = 61! g/1, obsah nerozpuštěných látek v suspenzi (FegC¹^ + nerozpustný podíl (2,2 g/1).

Příklad 2

Koagulačního prostředku na bázi trojmocného železa, připraveného způsobem z příkladu 1 bylo použito k laboratornímu čířícímu pokusu vzorku vltavské vody, odebraného ve Hnívkovicích (jižní Čechy). Organické znečištění vzorku odpovídalo manganistsnovému číslu (Kubel/25,9 mg/1). Laboratorní čířící pokus byl proveden paralelně chloridem železitým (180 g/1 Fe) s dávkou 0,5 mmol ac./l a koagulačním prostředkem z příkladu 1 (171 g/1 Fe) s dávkou 0,5 mmol ae.,/1. U vody, vyčiřené chloridem železitým bylo docíleno vyčištění na zbytkovou hodnotu manganistanového čísla 5,1 mg/1 O?, u kuogulačního prostředku z příkladu 1 na hodnotu 5,3 mg/1 O?.

Vynález nalezne využití v chemickém průmyslu,

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1Koagulační prostředek k čištění vody ne bází trojmocného železa, vyznačený tím, že jeho funkční složky jsou síran železitý, monohydrát oxidu sírového a oxid železitý ve vodném roztoku pí',,-.102*6 ve vodné suspenzi, přičemž monohydi'át oxidu sírového je přítomen v množství, odpovídajícím o,ei. tralizačnímu ekvivalentu maximálně 10 % z celkové neutralizační kapacity koagulačního prostředku hydroxidem sodným do pH 7 v mol/1 hydroxidu sodného, síran železitý je přítomen v množství minimálně 604 g/1 (1,5 mol/1) a maximálně 640 g/1 (1,6 mol/1), oxid železitý včetně nerozpustných příměsí v suspenzi maximálně 5 g/1, přičemž obsah rozpuštěného železa je maximálně 180 g/1.
2. 2. Způsob výroby koagulačního prostředku k čištění vody na bázi trojmocného železa, podle bodu 1 , vyznačený tím, že se k výrobě využije' štěpné kyseliny odpadající z výroby titanové běloby obsahující dvojmocné železo jako hlavní příměs, přičemž se v odpadní kyselině sírové nejprve oxiduje dvojmocné železo oxidačním činidlem, které nezvyšuje obsah solí, například peroxidem vodíku, ozónem nebo anodovým pochodem při oxidaci elektrickým proudem, pak se přidá oxid železitý v molárním poměru přítomného monohydrátu oxidu sírového ku oxidu železitému 3 ku 1,01 až 1,05 a za míchání se tato směs zahřeje k bodu varu, ponechá odpařovat až k dosažení konzistence směsi, odpovídající bodu varu 333 až 393 K, případně se k dosažení této konzistence přidá čerstvý monohydrát oxidu sírového s odpovídajícím množstvím oxidu železitého v uvedeném poměru a při této konzistenci se udržuje teplota směsi v blízkosti bodu varu, přičemž celkové doba zahřívání je 90 až 120 minut, načež se přídavkem vody směs zředí na obsah rozpuštěného železa maximálně 180 g/1, ponechá sedimentovat a odsazený produkt se oddělí od sedimentu.