CZ314698A3 - Způsob přípravy roztoků na čištění vody, které obsahují trojmocné železo, a použití získaných produktů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy roztoků na čištění vody, které obsahují trojmocné železo, z dvojmocného železa. Při tomto způsobu jsou trojmocné železo ve formě vodného roztoku a nějaká surovina, která může obsahovat nečistoty, oxidovány při zvýšené teplotě, takže vznikne vysražitelná, co do obsahu čistá železitá sloučenina a roztoková fáze, která obsahuje zmíněné nečistoty.

Dosavadní stav techniky

Způsobem podle vynálezu je možné vytvářet železité látky vhodné pro čištění vody, obzvláště z nečistých železnatých surovin, jako je např. nečistý síran železnatý, získaný jako vedlejší produkt průmyslových procesů a z odpadních roztoků při moření.

V předkládaném použití znamená termín nečistota následující škodlivé prvky v pitné vodě : Pb, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Zn, As, Cd, Sb a Se. Běžnou nečistotou v síranu železnatém je Mn.

Železité chemikálie jsou běžně používány jako srážecí činidla v čištění vody . Ty jsou připraveny ze sloučenin železa, získaných jako vedlejší produkty nebo odpady průmyslových procesů. Příkladem takovýchto látek je síran železnatý vzniklý při výrobě oxidu titanu a na síranu nebo chloridu založené, železo obsahující, mořící roztoky. Avšak použití těchto surovin je limitováno tím, že často obsahují nečistoty ve vyšších koncentracích, pro které jsou omezení. Takto např. chemikálie, která obsahují velké množství Mn nemohou být použity pro čištění pitné vody. Takováto látka může být použita pouze pro úpravu odpadní vody nebo kalu.

···· · · · · · · • ····· · · · ···· ·

9··· ·· ··· •^ · · ·· ··· ··· ·· ··

Obvyklý způsob přípravy roztoků síranu železitého ze síranu železnatého, získaného jako vedlejší produkt průmyslových procesů, zahrnuje zaprvé rozpuštění síranu železnatého ve směsi vody a kyseliny, dále je do roztoku zaveden kyslík, čímž vzniká roztok síranu železitého. Vylepšený postup je popsán v patentu PCT / FI95 / 00045, kde je k síranu železnatému přidána kyselina sírová, čímž vzniká suspense obsahující kyselinu sírovou. Tato suspense je oxidována za zvýšeného tlaku a teploty ( 60-140 °C). Oxidační reakce je v tomto případě

FeSO₄ + | O₂ + H₂SO₄ + x H₂O -> Fe₂(SO₄)₃ + y H₂O kde vzniká suspense síranu železitého, která může být granulována a použita v rozpuštěné formě jako chemikálie na čištění vody ( když základní surovina neobsahuje příliš velké množství nečistot pro použití na čištění vody). Granulovaný produkt obvykle obsahuje průměrně 20 % Fe. Hospodárnost použití tohoto produktu by byla vylepšena kdyby bylo dosaženo vyššího obsahu železa v tomto produktu. Schopnosti tohoto produktu by mohly být dále vylepšeny použitím snížením jeho hygroskopičnosti a zvýšením pevnosti jeho granulí. Dále snížením kyselosti tohoto produktu by se snížila i koroze, k níž dochází ve vlhkém prostředí.

Jestliže obsahuje síran železnatý, coby surovina, škodlivé nečistoty, což je v tomto případě časté, nemůže být tento produkt použit pro úpravu všech druhů vod. Velmi často síran železnatý obsahuje Mn, coby nečistotu, a proto chemikálie připravené z takovéhoto síranu železnatého mohou být použity pouze v případech, kde nejsou žádná omezení. Toto naopak snižuje použitelnost a hodnotu tohoto produktu.

3'

Bylo vynaloženo úsilí na vyřešení problému nečistot pomocí vysrážení málo rozpustných solí, založených na hydroxidech a síranech jako např. hydroxid síran železitý a jarosit sodný, ze síranu železnatého. Takový způsob je popsán v dřívějším žadatelově patentu PCT / FI94 / 00588. V tomto způsobu je síran železnatý rozpuštěn ve směsi vody a kyseliny a, je-li nutno, do roztoku se přidá vhodná sodná sloučenina. Získaný roztok je oxidován za zvýšené teploty, počemž se z roztoku vysráží málo rozpustná sloučenina bez nečistot, jak je uvedeno výše. Vysrážená sloučenina železa je oddělena filtrací. Tento posun má však nevýhodu, že se zbylý kyselinový matečný louh musí nejprve neutralizovat a dále zpracovat tak aby se s ním dalo bezpečně manipulovat. V praxi, náklady na zpracování matečného louhu ničí hospodárnost tohoto způsobu. Dalším problémem tohoto způsobu je, že získaný jarosit sodný má relativně nízkou rozpustnost a proto musí být rozpuštěn v kyselině sírové nebo chlorovodíkové.

Článek od Bohačka et al. v J. Mater. Sci. 28 (1993), str. 2827 - 2832, popisuje způsob, ve kterém je síran železnatý oxidován na síran železitý a je vysrážen jako hydronium jarosit nebo goethit pro použití jako pigment. Československý patent 277 141 popisuje shodné srážení a také konstatuje, že zbylý roztok, obsahující síran železitý je vhodný jako srážecí činidlo pro úpravu vody.

Je známo, že se železité sloučeniny dají připravit z mořicích roztoků přidáním např. kyseliny sírové nebo chlorovodíkové k roztoku a oxidací tohoto roztoku, čímž jsou vytvořeny odpovídající železité sloučeniny. V případě, že původní roztok obsahuje nečistoty, tyto nečistoty budou přítomny v roztoku obsahujícím železitou sloučeninu. Takto, použitelnost produktu zde získaného, coby chemikálie pro úpravu vody, závisí na koncentraci těchto nečistot v surovině.

Podstata vynálezu • ·

Předmětem vynálezu je poskytnutí způsobu, kterým mohou železnaté suroviny, získané jako vedlejší produkt nebo odpad průmyslových procesů, využity účinněji než dříve v úpravu vody. Specifickým předmětem je příprava železitých sloučenin bez nečistot pro požadovanou úpravu vody, obzvláště čištění pitné vody, z nečistých surovin, a zároveň příprava nečistoty obsahujících železitých sloučenin, které jsou použitelné pro úpravu odpadní vody. Toho je dosaženo způsobem podle vynálezu, který je charakterizován fakty uvedenými v nároku 1.

Ve způsobu podle vynálezu je možné oxidovat směs obsahující jenom železnaté suroviny a možná vodu. V tomto případě se oxidačním krokem získá ve vodě rozpustná železitá sloučenina, např. goethit nebo hydronium jarosit, a suspense, která obsahuje železitou sloučeninu v rozpustné formě. Je-li nutno, je tato směs zpevněna a převedena v dalším kroku na železitou sloučeninu ve formě roztoku. Klíčovým bodem vynálezu je to, že pouze část, obvykle 30 - 60 %, železa přítomného v surovině je vysrážena jako nerozpustná železitá sloučenina, zbytek železa zůstane v rozpustné formě. Toho může být dosaženo tím, že se k surovině nepřidá žádná kyselina. V tomto případě při oxidaci probíhá srážecí reakce až do ustavení rovnováhy mezi vysráženou ve vodě nerozpustnou železitou sloučeninou a ve vodě rozpustnou železitou sloučeninou.

Je možné posunout rovnováhu ve prospěch sraženiny přidáním sloučeniny, která reaguje jako báze, přednostně Mg sloučenina jako např. oxid hořečnatý nebo hydroxid hořečnatý. Zásaditá látka zvedne pH roztoku, načež srážecí reakce znovu začne a bude pokračovat, dokud kyselina vzniklá při srážecí reakci nesníží pH na úroveň, při které srážecí reakce ustane. Je také možné posunout rovnováhu ve prospěch rozpustné sloučeniny přidáním kyseliny. Zpravidla může být • · • ·

výtěžek srážení upraven na O - 100 %, ačkoliv myšlenka vynálezu je, podle toho co bylo uvedeno výše, že se získá jak vysrážená čistá železitá sloučenina tak roztok obsahující trojmocné železo.

Podle vynálezu se takto získá dvousložkový produkt. Obě části se dají využít jako látky pro úpravu vody. V případě, že surovina obsahuje nečistoty, tyto přejdou do rozpustné části produktu. Tímto způsobem se takto získá produkt, jehož nerozpustná část, neobsahující nečistoty, se dá lehce oddělit od rozpustné části, která nečistoty obsahuje. Roztoková fáze a pevná fáze suspense získané jako výsledek oxidace a srážení mohou od sebe odděleny např. filtrací. V tomto případě je roztoková fáze vhodná pro úpravu vody a pevná fáze je rozpuštěna v kyselině. Alternativním a často výhodnějším postupem je však zpevnění suspense granulací nebo jiným odpovídajícím způsobem jako např. zhušťováním, čímž se získá pevný meziprodukt, který obsahuje trojmocné železo. V této formě se produkt lépe přenáší na požadované místo použití, kde je rozpuštěn ve vodě za účelem oddělení čisté železité sloučeniny.

Když je surovina vodnatý síran železnatý, jako např. monohydrát nebo heptahydrát síranu železnatého, je použit následující postup. Pevná železnatá sůl se oxiduje kyslíkem v přetlakovém reaktoru za zvýšené teploty bez přidáním kyseliny nebo vody. Během oxidace se síran železnatý rozpustí ve své krystalické vodě a ve stejné době se vysráží hydronium jarosit H₃OFe₃(OH)₆(SO4)3. Reakce by mohla být popsána následovně :

H₃OFe₃(OH)₆(so₄)₂ (s)

FeSO₄ x H₂O + 1 1/4 O₂ +

Fe₂(SO₄)₃ (1) ··· · · · · · · ····· · · · ···· · • · · · · · · ·· ··· · · · · · · ·

Během oxidace se ustaví rovnováha mezi roztokem síranu železnatého a hydronium jarositem. To znamená, že asi jedna polovina železa je obsažena v roztoku a zbytek ve vysráženém hydronium jarositu.

Oxidované suspense může být granulovaná a tím se získá pevný meziprodukt. Tento pevný meziprodukt obsahuje hydronium jarosit (

30-40 %) a navíc ještě síran železitý Fe₂(SO4)3 · x H₂O v různých formách. Produkt obsahuje 25-27 % Fe, což je o 20 % více než běžné produkty, obsahující síran železitý. Dalším vysušením se dá získat ještě větší obsah Fe. Tento produkt je také méně hygroskopický než běžné železité produkty, pevnost jeho granulí je vyšší ájeho kyselost je nižší. Produkt je v granulové formě a tím se dá lépe transportovat.

Následkem přirozené rovnováhy je 40-60 % železa obsaženo v jarositu a 60-40 % je v rozpustné formě. Jak jest uvedeno výše, výtěžek jarositu může být zvýšen přidáním zásadité sloučeniny do reakční směsi. Rozpuštěním granulovaného produktu nejdříve ve vodě se získají srážecí činidla ve formě roztoku, čímž se z rozpustné části získá roztok vhodný pro úpravu odpadní vody nebo kalu. Poměr nečistot k Fe v roztoku je dvakrát vyšší než v původní surovině.

Nerozpuštěná část je použita pro přípravu srážecího činidla bez nečistot.

Nerozpuštěná část je velmi čistým produktem, který má vysoký obsah železa (33-36 %). Když je rozpuštěn, je vhodný pro čištění pitné vody. Tato nerozpuštěná sraženina se rozpustí v kyselině sírové nebo chlorovodíkové za zvýšené teploty. Nerozpuštěná část může být také použita pro přípravu srážecích činidel obsahujících nitrát. V tomto případě je obsah nitrátu vyšší než ten zmíněný výše (molární poměr NO₃ k Fe je průměrně 1,5-2).

Jako surovina může být použit nejen síran železnatý, ale také mořící matečný louh, který obsahuje chlorid železnatý (Fe prům. 12 %) a mezi jinými také Mn jako nečistotu. Když je tato surovina oxidována při teplotě 120 °C tlaku 6 barů, oxidace bude probíhat např. následovně :

FeCl₂ + 3/4 O₂ + x 3₂O -> 2 FeCl₃ (1) + FeO(OH) (s) + y H₂O

Nerozpustná sloučenina, která vznikla při této oxidaci, je goethit, který se při této oxidaci vysráží. Na základě rovnice reakce se 1/3 železa vysráží jako goethit, ve kterém je poměr Mn a Fe je menší než v roztoku suroviny. Suspense může být je-li nutno granulována. Také v tomto případě může být výtěžek srážení upraven způsobem uvedeným výše.

Použitím tohoto vynálezu má řadu výhod. Zaprvé, je příprava tohoto produktu výhodnější než jsou běžné postupy, protože se při oxidaci nepoužívá kyselina sírová. Možný granulovaný meziprodukt obsahuje více železa než železité produkty připravené běžnými metodami využívajícími kyselinu sírovou. Toto částečně snižuje transportní náklady . Následkem nižší hygroskopičnosti a kyselosti tohoto granulátu je nižší koroze ve vlhkém prostředí. Zadruhé, je tímto způsobem získán dvousložkový produkt. Jedna část obsahuje čistou železitou sloučeninu druhá obsahuje většinu nečistot. Tento způsob tedy umožňuje, pro přípravu železitých produktů vhodných pro čištění pitné vody, použití nečistých surovin.

Tyto dvě složky produktu, který je oxidací získán, od sebe mohou být odděleny buď předtím, než je suspense převedena na pevný meziprodukt, nebo při rozpouštění tohoto pevného meziproduktu. Existuje řada alternativ při rozpouštění. Rozpuštění meziproduktu ve vodě a oddělení nerozpustné části dává vznik roztoku, který obsahuje ···· ·· ·· ···· • · · · · · ···· • ····· · · · ···· ·

Q · · · · · ··· ^υ · · ·· · · · ··· · · · · trojmocné železo a je vhodný např. pro úpravu odpadní vody a kalu, kde požadovaná čistota sloučenin železa neomezuje jeho použití. Nerozpuštěná část je naopak velmi čistou sloučeninou železa, která může být rozpuštěna v kyselině. Takto získaný roztok je vhodný např. pro čištění pitné vody nebo pro jiné čistící procesy, kde je vyžadována čistá látka. Tento způsob tedy poskytuje velmi flexibilní, mnohostranný a ekonomický produkt pro řadu aplikací úpravy vody. Vynález se také týká meziproduktů, které mohou být volitelně vytvořeny způsobem popsaným výše, zejména granulovaného produktu obsahujícího ve vodě nerozpustnou železitou sloučeninu, která je hydronium jarosit H₃OFe(OH)₆(SO4)2 nebo goethit FeO(OH), vévodě rozpustnou železitou sloučeninu a ve vodě rozpustné nečistoty. Dále se týká použití konečného produktu , získaného ve formě roztoku, pro různé aplikace čištění vody, obzvláště použití vysrážené čisté železité sloučeniny, přeměněné na roztok, coby srážecího činidla v čištění pitné vody. Dále také použití roztoku, který obsahuje rozpustné železité sloučeny a možné nečistoty, coby srážecího činidla v úpravě odpadní vody.

Dále je vynález popsán detailněji s odkazy na přiložené nákresy, kde na obrázku 1 je znázorněn schematický diagram přípravy granulárního meziproduktu podle jednoho provedení vynálezu, na obrázku 2 je znázorněn schematický diagram jiného provedení vynálezu pro přípravu čisté železité sloučeniny a roztoku, který obsahuje trojmocné železo, na obrázku 3 je znázorněn schematický diagram rozpuštění čisté železité sloučeniny v kyselině a na obrázku 4 je znázorněn schematický diagram rozpuštění granulárního meziproduktu ve vodě a dále v kyselině.

···· · · · * · · • ····· · · · ···· ·

Ο · · · · · ··· ^J · · ·· · · · · · · · · · ·

Na obrázku 1 je znázorněn diagram, který objasňuje jedno provedení vynálezu. K síranu železnatému (17, 5 % Fe), který je získán jako vedlejší produkt při výrobě oxidu titaničitého je přidána voda. Získaná směs je podrobena oxidaci, kdy je teplota reaktoru obvykle zvýšena průměrně na 120 °C a tlak na 1-10 barů, přednostně na 5-6 barů. Do reaktoru je přiváděn kyslík a směs je míchána za účelem lepšího rozptýlení kyslíku. Za těchto podmínek se železo oxiduje a ve stejnou dobu vzniká ve vodě nerozpustná železitá sůl, v tomto případě hydronium jarosit. Srážení pokračuje, dokud se neustaví rovnováha mezi touto solí a rozpustným síranem železitým. Takto získaná suspense je, je-li nutno, podrobena granulaci, kde se z této suspense odpaří voda. Získané granule obsahují průměrně 26 % Fe, z čehož část je formě hydronium jarositu a část ve formě síranu železitého.

Na obrázku 2 je znázorněno jiné provedení podle vynálezu. Surovinou je na chloridu založený mořící roztok. Tento roztok je vložen do oxidačního reaktoru. Po zahřátí tohoto reaktoru je sem zaveden kyslík. V tomto případě se při oxidační reakci vysráží oxid hydroxid železitý např. goethit FeO(OH), který je ve vodě nerozpustný. Chlorid železitý v rozpustné formě zůstane v roztokové fázi. Vysrážená sloučenina je oddělena filtrací.

Na obrázku je 3 znázorněno rozpouštění sraženiny, získané podle obrázku 2, v kyselině, která může být, jak jest tomto obrázku ukázáno, kyselina sírová, chlorovodíková nebo dusičná. Takto se získá roztok vhodný pro úpravu vody, který obsahuje v závislosti na kyselině síran železitý, síran chlorid železitý nebo síran dusičnan železitý.

Kyselina , použitá pro toto rozpouštění, může být vybrána podle potřeby. Tato volba může provedena např. na základě požadavků na proces úpravy vody nebo na základě dosažitelnosti této kyseliny.

Na obrázku je 4 znázorněno rozpouštění granulárního meziproduktu, připraveného podle obrázku 1. V prvním kroku je produkt rozpuštěn ve vodě a následně je nerozpuštěná část oddělena a rozpuštěna ve volitelné kyselině. Podle tohoto obrázku se jedna polovina granulárního produktu rozpustí ve vodném roztoku. Po rozpuštění je roztok oddělen filtrací a tento filtrát může být použit jako takový pro čištění vody. Jestliže obsahuje původní surovina nějaké nečistoty, Mn v případě obrázku 4, prakticky všechen Mn přejde to této části. Polovina železa, přítomného v produktu, je v (ve vodě) nerozpustné sraženině, která je v druhém kroku rozpouštění rozpuštěna v kyselině, podle obrázku to může být kyselina sírová, chlorovodíková nebo dusičná. Takto se získá roztok vhodný pro úpravu vody, který obsahuje v závislosti na kyselině síran železitý, síran chlorid železitý nebo síran dusičnan železitý.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je dále popsán pomocí příkladů.

Příklad 1

Síran železnatý obsahující 17,5 % Fe byl přidáván do rozpouštěcí nádoby v množství 7 t/h. Síran železnatý se zahřátím rozpustil ve své krystalové vodě. Získaná suspense byla oxidována při tlaku 5.2-5.5 barů a teplotě 122-125 °C . Oxidovaná suspense byla vložena do granulačního válce a granule byly vysušeny. Experiment trval celkově 50 h a celkový výtěžek granulárního produktu byl 260 t. Obsah vody v produktu byl 12-14 % a ten dále obsahoval 0, 37 % Fe²⁺, 25 % Fe³⁺ a 15,7 % S. Podle X-ray difrakce obsahoval produkt mezi jinými následující krystalické sloučeniny : H₃OFe(SO4)2(OH)₆ a

Fe₁₄O₃(SO4)i₈ . 63 H₂O. Hygroskopičnost produktu, např. zvýšení hmotnosti , když je vzorek po 6 dnů v prostředí relativní vlhkosti 88%, bylo pouze 7-9 %. Hygroskopičnost běžného granulárního síranu železitého je obvykle 17-24 %. Granulární pevnost produktu byla

100-170 N, zatímco u běžného granulárního síranu železitého je pouze

75-90 N.

Příklad 2

300 g produktu, získaného při zkušebním provedení podle Příkladu 1, bylo rozpuštěno ve 180 g vody. Doba rozpouštění byla 2 h a teplota byla 40 °C. Poté byl roztok filtrován. Bylo získáno 371 g filtrátu a 132 g usazeniny promyté vodou (158 g). Obsah sušiny ve filtrační usazenině byl 72 % a obsah Fe a Mn v sušině byl 34 % a 0,0035 %. Filtrát byl analyzován a zjistilo se, že obsahuje 11,3 % Fe, 0,28 % Fe²⁺, 0,13 % Mn, 230 ppm Zn, méně než 5 ppm Cr, 23 ppm Ni, méně než 5 ppm Pb, méně než 2 ppm Cd a méně než 0,01 ppm Hg. Hustota filtráru byla 1,446 g/cm a jeho pH bylo 2,04 (ředění 1:10).

Příklad 3 g filtrační usazeniny, získané při experimentu podle příkladu 2, bylo rozpuštěno v kyselině sírové (34 g 96 %, 77 g HO). Doba rozpouštění byla 2 h a teplota byla 60 °C. Získaný roztok byl filtrován a tím bylo získáno 108 g filtrátu. Filtrační usazeniny bylo 0,149 g, což odpovídá 0,23 % množství původní látky. Filtrát obsahoval 12,7 % Fe, 0,01 % Fe²⁺, 0,0018 % Mn, 4,7 ppm Zn, méně než 5 ppm Cr, méně než 5 ppm Ni, méně než 5 ppm Pb, méně než 2 ppm Cd a méně než 0,01 ppm Hg. Hustota filtráru byla 1,592 g/cm a jeho pH bylo

1,44 (ředění 1:10).

Příklad 4 g produktu, získaného při zkušebním provedení podle Příkladu 1, bylo rozpuštěno v kyselině chlorovodíkové (37 %), v kyselině dusičné (65 %) a v kyselině sírové (96 %), podle tabulky uvedené níže. Cílem bylo získat roztok obsahující 11 % železa a tak byla přidána voda v požadovaném množství. V pokusech rozpouštění se nerozpustná část měřila po době rozpouštění 2h nebo 5h a byla udána v % hmotnosti granulárního produktu. Množství kyselin v pokusech bylo ekvivalentní množství vypočtenému na základě železa. Výsledky jsou ukázány v následující tabulce.

Tabulka. Rozpustnost granulárních produktů, získaných způsobem podle vynálezu.

Kyselina	Fe %	množství kyseliny	čas h	T °C	Nerozpustné %
HCl	11	ekvivalentní	2	80	0,15
u	11	tt	2	60	0,19
u	11	ii	5	40	0,79
hno3	11	a	5	80	0,26
	11	ii	5	60	0,58
ii	11	ii	5	40	5,92
h2so4	11	ii	2	80	0,07
	11	ii	5	60	0,08
u	11	ii	5	40	0,26

Pokusy jasně ukazují, že kyselina sírová je nejúčinnější rozpouštědlo, kyselina chlorovodíková je druhé nejúčinnější rozpouštědlo a kyselina dusičná je nejméně účinná, avšak i ta schopna rozpustit produkt jestliže je použita dostatečně dlouhá doba rozpouštění a vysoká teplota.

9· 99 • · · 9

9«

Příklad 5

1000 kg mořícího roztoku, který obsahoval 12 % Fe byl oxidován kyslíkem (O2 18 kg) při teplotě 120 °C a tlaku 6 barů. Nerozpustná sloučenina, která byla podle X-ray difrakce FeO(OH), se vysrážela z roztoku. Sraženina obsahovala 46,5 % Fe, vypočteno ze sušiny. Průměrně 1/3 železa, přítomného v původním roztoku, byla ve sraženině a zbytek byl ve formě rozpustného chloridu železitého. Roztok chloridu železitého obsahoval 10,7 % Fe. Sraženina byla jednoduše filtrována, a rozpuštěna v kyselině chlorovodíkové při teplotě 70-80 °C.

Příklad 6

Trochu vody (39 g) bylo vloženo do 2-litrové baňky a tato voda byla zahřáta na teplotu 50-60 °C. Dále se do této baňky přidával postupně síran železnatý, jako síran železnatý rozpuštěný ve své krystalové vodě. Síran železnatý byl přidán v množství 3 kg. Dále se roztok převeden do autoklávu , jehož teplota byla zvýšena na 127 °C, a do něhož byl zaveden kyslík. Tlak v tomto autoklávu byl prům. 6 barů. Během doby oxidace 6 h, bylo do autoklávu celkově načerpáno 1814 g suspense MgO, která obsahovala 207 g MgO. Po prům. 3 h oxidace, když bylo dovnitř načerpáno 1150 g suspense MgO, byl z autoklávu odebrán vzorek. Filtrací byla od vzorku oddělena sraženina. Podle X-ray difrakce byla sraženina hydronium jarosit. Na základě analýz bylo zjištěno, že 74 % železa ve vzorku bylo v jarositu a zbytek v roztoku. Obsah železa ve sraženině byl 35 % a ve filtráru 5,1 %. Na konci oxidace, např. po prům. 6 h, když bylo dovnitř načerpáno celé výše zmíněné množství g suspense MgO, byla tato dávka ochlazena. Sraženina byla oddělena filtrací a podle X-ray difrakce to byl hydronium jarosit. Jarositová sraženina nyní obsahovala 85 % železa a

1/1 · ♦ · · · · · · 14 ·· ·· ··· ··· ·· ·· zbytek byl v roztoku. Na základě analýz bylo zjištěno, že sraženina obsahovala 35 % železa, 0,012 % Mg a 24 ppm Mn. Filtrát obsahoval 2,5 % Fe, 0,049 % Fe ²⁺, 2,80 % Mg a 983 ppm Mn.

Odborníkovi v oboru je zřejmé, že různá provedení tohoto vynálezu nejsou výše uvedenými příklady omezena, ale že se mohou se měnit v rámci přiložených nároků.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob přípravy roztoků na úpravu vody, které obsahují trojmocné železo, z dvojmocného železa, v němž je surovina, složená z trojmocného železa ve formě vodného roztoku a možných nečistot, oxidována při zvýšené teplotě, takže vznikne vysrážející se, co do obsahu čistá železitá sloučenina a roztoková fáze, která obsahuje zmíněné nečistoty, vyznačující se tím,že je srážení řízeno takovým způsobem, že se část trojmocného železa vysráží jako goethit FeO(OH) nebo, v přítomnosti síranových iontů, ve formě hydronium jarositu H₃OFe(OH)₆(SO4)2, zatímco část trojmocného železa zůstane v ve vodě rozpustné formě v roztokové fázi, a tím, že se pevná železitá sloučenina oddělí od rozpustné fáze a je přeměněna, rozpuštěním v kyselině, na čistící látku vhodnou na úpravu pitné vody, zbývající roztoková fáze , která obsahuje rozpustné trojmocné železo se dá využít na úpravu odpadní vody.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysrážená čistá železitá sloučenina je od roztoková fáze oddělena filtrací
3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že získaná suspense , obsahující vysráženou čistou železitou sloučeninu, a roztokovou fázi je vysušena. Tím vzniknou granule, které jsou v následujícím kroku přeměněny na suspensi přidáním vody. Čistá železitá sloučenina se ze suspense oddělí filtrací.
4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím,že surovinou je síran železnatý, který i < ··· · · ··· ίο ·· ·· ······ ·· ·· může obsahovat nečistoty a který je přeměněn na vodný roztok buď zahříváním, takže se síran železnatý rozpustí ve své krystalické vodě, nebo přidáním vody.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že průměrně 10-60 %, přednostně 40-60 %, trojmocného železa se vysráží ve formě hydronium jarositu H₃OFe(OH)₆(SO4)2, zbytek zůstane jako síran železitý Fe₂(SO4)3 v roztokové fázi.
6. 6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že je rozdělení trojmocného železa mezi srážejícím se hydronium jarositem a roztokovou fází regulováno úpravou pH roztoku pomocí kyseliny nebo zásady, jako např. oxid hořečnatý nebo hydroxid hořečnatý.
7. 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároku 1-3, vyznačující se t í m , ž e surovinou je mořící roztok, který obsahuje chlorid železnatý FeCl₂, při čemž se z oxidovaného roztoku vysráží goethit FeO(OH), zatímco chlorid železitý FeCl₃ zůstane v roztoku.
8. 8. Granulovaný produkt, coby meziprodukt v postupu podle nároku 3, vyznačující se tím, že je složen z ve vodě nerozpustné železité sloučeniny např. hydronium jarositu H ₃OFe(OH)₆(SO₄)₂ nebo goethitu FeO(OH), z ve vodě rozpustného trojmocného železa a možně i z ve vodě rozpustných nečistot.
9. 9. Produkt podle nároku 8, vyznačující se tím, že průměrně 10-60 %, přednostně 40-60 %, trojmocného železa, zde • · • ·

   Π· · · ·« · · · ·· ·· ··· ··· ·· · * obsaženého, je ve formě hydronium jarositu a zbytek je ve formě síranu železitý.
10. 10. Použití železité sloučeniny, vyrobené způsobem podle kteréhokoliv z nároku 1-7, nejprve vysrážené a potom přeměněné na roztok, jako srážecího činidla při čištění pitné vody.
11. 11. Použití roztoku, vyrobeného způsobem podle kteréhokoliv z nároku 1-7, obsahujícího trojmocné železo a možně i nečistoty, pro úpravu odpadní vody.