DE1642410A1 - Verfahren zur Verhinderung von Bariumsulfat-und/oder Strontiumsolfatausfaellungen bei der Zusammenfuehrung von barium-und/oder strontium- und sulfathaltigen Abwaessern,insbesondere von Grubenwaessern im Untertagebetrieb des Kohlenbergbaus - Google Patents

Description

Verfahren zur Verhinderung von Bariumsulfat- und/oder Strontiumsulfatausfällungen bei der Zusammenführung von barium- und/oder strontium- und sulfathaltigen Abwässern, insbesondere von Grubenwässern im Untertagebetrieb des Kohlenbergbaus.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Ausfällung von Barium- und/oder Strontiumsulfat in Abwässern, insbesondere Grubenwässern bzw. Grubenwasser enthaltende Abwasser durch Zusatz von Poly- oder Pyrophosphaten.

Die barium- und sulfathaltigen Grubenwässer werden zur Vermeidung von Ausscheidungen von Bariumsulfat bzw. Strontiumsulfat bisher entweder aus den Pumpensümpfen getrennt hochgepumpt oder zur Vermischung in mehr oder weniger ausgedehnten Wassersümpfen zusammengeführt, wobei durch längeres Verweilen im gemeinsamen Pumpensumpf die Ausscheidung der genannten Schwerspatsalze herbeigeführt wird. Im letzteren Fall muß der gemeinsame Pumpensumpf zum Zwecke der rechtzeitigen Ausscheidung der Schwerspatsalze dabei so groß ausgelegt werden, daß eine ]5 bis 6 stündige Verweilzeit für die gemischten barium- und sulfathaltigen Grubenwasser garantiert ist, damit ausreichend Zeit zum weitgehenden Ausscheiden der sich langsam absetzenden frisch gebildeten Schwerspate vorhanden ist.

Wenn aber die Pumpensümpfe nicht ausreichend ausgelegt sind oder die V/asserzuflüsse sowohl der barium- oder auch sulfathaltigen Grubenwasser sehr schwanken, dann kann ein ständig wechselnder Anteil der Schwerspatbildung in den Pumpen selbst und auch in den nachgeschalteten Grubenwasserleitungen anfallen und diese langsam oder auch schneller mit unlösbaren Salzen zusetzen» Dies bedeutet eine große Gefahr für die Wasserhaltung des Betriebes.

Ein Verfahren, das mit Chemikalienzusätzen arbeitet und in befriedigender VJeise solche Schwerspatausscheidungen in Pumpen, Grubenwasaerleitungen und anderen Vorrichtungen, die Grubenwasser führen, verhindert, ist bisher nioht hekafinfc»

BAD ORIGINAL

Es ist zwar bekannt, daß eine Bildung von Calciumcarbonat-Steinen bei der Erwärmung von Trink- und Brunnenwasser und auch bei der Anwendung von Kühlwässern dadurch verhindert werden kann, daß man Polyphosphate z.B. Grahamsehes Salz in unterstöchionietrischen Mengen zu den genannten Wässern hinzufügt. Werden aber gelöste Bariumsalze, wie diese z.B. in bariumhaltigen Grubenwässern vorkommen, mit wässrigen Polyphosphatlösungen zusammen gebracht, so scheiden sich im allgemeinen schwerlösliche Salze oder Schlämme aus, die eine Schwerspat-Versteinung fördern. Dies liegt daran, daß Bariumsalze sich im Gegensatz zu Calciumsalzen als Fällungsmittel für höhere Polyphosphate erwiesen haben, wie z.B. Prof. Hermann Rudy in seinem Buch "Altes und Neues über kondensierte Phosphate", (I960), Seite 87, letzter Absatz berichtet.

₌₌Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Polyphosphate doch die Ausfällung schwerlöslicher Salze oder Schlämme verhindern, bzw. die Ausscheidung von Schwerspaten weitgehend verzögern, wenn sie vor der Vereinigung der barium- und sulfathaltigen Grubenwasser in dem sulfathaltigen, bariumfreien Grubenwasser in sehr geringen, zweckmäßig unterstöchiometrischen Mengen gelöst werden. Ebenso kann das Ausfällen von Barium- und Strontiumsulfat dadurch verzögert werden, daß man die Polyphosphate direkt Vor der Sumpfpumpe am Ende eines gemeinsamen Pumpensumpfes in flüssiger oder fester Form zufügt. Bei der letzten Variante enthalten die Grubenwasser eine geringere Konzentration an Barium- und Sulfationen* da im gemeinsamen Pumpensumpf bereits eine gewiesse Menge Schwerspat ausgeschieden wurde.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verhinderung des Ausfällens von Barium- und/oder Strontiumsulfat bei der Zusammenführung von barium- und/oder strontium- und sulfathaltigen Abwässern, insbesondere von Grubenwässern, dadurch .gekennzeichnet, daß dem sulfathaltigen Wasserzufluß, insbesondere GrubenwasserzufluSoder äen bereits zusammengeführten Abwässern, insbesondere Grubenwasser^ Poly* öder Pyrophosphate in Mengen von 5 bis 3.8 mg/1 zugefügt ireräea·

_ 3 —

Durch die vorliegende Erfindung, d.h. durch die Zugabe von PoIy- oder i'yrophösphaten in besonders geeigneter Form und Menge vor oder nach der Zusammenführung von bariumhaltigen Abwässern, insbesondere Grubenwässern mit' sulfathaltigen Grubenwasser! bzw. sonstigen sulfathaltigen Wässern wird das Ausfällen von Bariumsulfat und Strontiumsulfat auf 48 bis zu 100 Stunden und langer

verzögert bzw. verhindert.

Bei der Zugabe" der Poly--oder Pyrophosphate "ist wie folgt zu verfahren:

a) JDe i Vorhandensein unzureichender Grubenwasser sümpfe oder bei Fehlen solcher Sümpfe, werden die Polyphosphate im sulfathaltigen l.'asserzufluß noch vor. den Sümpfen in gelöster oder fester Porin zugegeben. Beim Zusammenfließen des so geimpften, sulfathaltigen '..'assers mit den barium- bzw. strontiumhaltigen Wasser wird die Ausfällung von Schwerspaten weitgehend verzögert. Die ständigen Sclrwerspat aus Scheidungen treten vor allem., in Pumpen und nachfolgenden Rohrleitungen auf. , , _t .. "

b) Bei Vorhandensein ausreichender Pumpensümpfe zum Vermischen von bariumhaltigen bzw. strontiumhaltigen Wässern mit sulfathaltigen Wässern wird normalerweise der größte Teil" des gebildeten Schwerspats bereits im Sumpf ausfallen und dort verbleiben. Die Polyphosphate werden in diesem Fall kurz vor,der Wasserhaltungspumpe in fester oder löslicher Form zugegeben, allerdings sollte hierbei eine unter Wasser liegende- Trennwand (Beton, Stahl etc.) den Hauptsumpf vom direkten Pumpensumpf abtrennen, damit nicht bereits ausgefallener Schwerspat mit in die Pumpe eingeschlämmt wird. Die zugesetzteii Polyphosphate werden in diesem Fall bei Schwankungen der zufließenden Wassermengen und "■ Wasserqüaiitäten ein unerwünschtes weiteres Ausfallen von Schwerspat in Pumpen und Eeitunge'n weitgehend bzw^ völlig verhindern.

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Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, , bei entsprechendem Einsatz von Poly- oder Pyrophosphaten Schwerspatausscheidungen in Grabenwässern und in Pumpgemeinschaften weitgehend verhindert werden, selbst bei geringer Grubenaufsicht bzw. bei automatischem Pumpenbetrieb. Bisher gab es bei gemeinsamer Wasserhaltung verschiedene Untertagebetriebe, wozu auch stillgelegte Zechen zählen können, keine ausreichende Sicherheit,Schwerspatausfällungen in Wassersaigen oder Pumpen- und Leitungssystemen zu verbinden vor allem dort wo die überwachung durch Mensehen eingeschränkt ist z.B. bei stillgelegten Zechen. ₌ - -

Das erfindungsgemäße Verfahren ist z.B. auch mit Vorteil dort anzuwenden, wo Grubenwasser oder bariumhaltige Abwasser in ein offenes Gewässer oder in eine Kanalisation eingeleitet werden, wobei das Entstehen von Trübungen bei Einlauf dieser Abwässer verhindert wird. Die Schwerspate werden bei Eintritt in offene Gewässer vorerst in Lösung gehalten, erst viel später in einem größeren Wasserbereich werden sich diese allmählich, meist kaum bemerkbar, wieder ausscheiden, nämlich dann wenn die Wirkung der Zusätze nachgelassen hat. Es ist klar, daß.durch diese Maßnahme die wassertechnischen Schwierigkeiten auf ein Mindestmaß vermindert werden bzw. aufhören, soweit es das Einlaufen von Grubenwässern in öffentliche Gewässer betrifft. '

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie darauf zu beschränken.

Beispiele

Im Laborrnaßstab, wurden Testversuche mit einer Auswahl von Phosphaten .durcligeführt. Dazu wurden Originalgrubenwässer mit einem Bariumgehalt. .von 1,²K) bis 1,80 g/l bzw. einem Sulfatgehalt von 0,25 bis 0,4-5 g/l verwendet. Es wurden 4 Teile "bariumhaltiges Grubenwasser mit 1 Teil sulfathaltiges Grubenwasser vermengt, nachdem die Pölyphosphatanteile in 0,1 ^iger Lösung dem sulfathaltigen Grubenwasser vorher zugesetzt worden waren. Die Ergebnisse der Versuche sind in folgender Tabelle festgehalten.

109 8 W 1 4 22,,.,,; BADORIGHMAL

_ 5 —

Phosphat-

Phosphatzusatz
in mg/1 zum Mischwasser

2 mg/1 '. ■ . 5 mg/1

Versuch abgebrochen nach

1	I	4	Tetranatrium- pyrophosphat	geringe Ausfällung
2	5	Tetrakalium- pyrophosphat	Il
Natriumhexame- taphosphat	Il
Natriumhexame- taphosphat, alkalisiert	Il
Natriumtri- polyphosphat	It
Ergebnis: Die 5 Phosphate ergebe;

klar, keine 70 Std. Ausfällung

70 Std,

78 Std,

90 Std,

90 Std,

5 mg/l keine Ausfällung mehr an Barium- bzw. Strontiumsulfat (Schwerspat). Die Phosphate wurden vorher im sulfathaltigen Grubenwasser aufgelöst und erst dann erfolgte die Mischung mit bariumhaltigen Grubenwasser. Im umgekehrten Falle bildeten sich Trübungen.

Die Zugabemenge an Phosphaten ist mögliehst genau einzuhalten. Die Mindestmenge beträgt 5 mg/1 und die Maximalmenge 8 bis 10 mg/1.

Die Zugabe der Phosphate.kann in fester oder in gelöster Form in starker Verdünnung erfolgen (0,1 bis 5 %)* Als Verdünnungswasser kann sulfathaltiges Grubenwasser genommen werden, auf keinen Fall bariurnhaltiges Grubenwasser. Bei Versuchen erfolgt die Auflösung der Phosphate zuerst im sulfathaltigen Grubenwasser und erst dann hat die Mischung beiJer Wasser zu erfolgen. In der Praxis wird so verfahren wie in den Abschnitten 1 u. 2 beschrieben wurde.

1098 19/1422

Claims (1)

1. j b4241O

   Patentanspruch

   Verfahren zur Verhinderung der Ausfällung von Barium- und/oder Strontiumsulfat bei,der Zusammenführung von barium- und/oder strontium- und sulfathaltigen Abwässern., insbesondere von Grubenwässern, dadurch gekennzeichnet, daß dem sulfathaltigen Iv'asserzufluß, insbesondere Grubenwasserzufluß oder den bereits zusammengeführten Abwässern, insbesondere Grubenwässern PoIy- oder Pyrophosphate in Mengen von 5 bis 12 mg/1 zugefügt werden..

   1 O 9 8 1 9 / U 2 2 BAD ORIGINAL