DE19812605A1 - Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates - Google Patents
Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines GranulatesInfo
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Abstract
Verfahren zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid, bei dem aus einer löslichen Sulfidverbindung Sulfid zur Ausfällung der Schwermetalle gelöst wird. Als Sulfidverbindung ist Eisensulfid gewählt. DOLLAR A Zur Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid werden die Schwermetalle ausgefällt und mittels einer Sedimentation bzw. Filtration entfernt. DOLLAR A Bei der Herstellung eines Granulates zur Verwendung in einem Verfahren zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid wird Eisensulfidpulver in poröses Material, beispielsweise Tonbrei, eingemischt und zu dem Granulat (8) gebrannt. DOLLAR A Die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid weist einen Reaktor (7) zur Aufnahme von Eisensulfid, eine Fluidleitung (1) zur Zuführung von belastetem Fluid zu dem Reaktor (8), und einen Behälter (15) mit Säure (16) und Lauge (17) auf. An dem Behälter (15) ist eine Säureleitung (10), die in die Fluidleitung (1) vor dem Reaktor (7) mündet, und eine Laugenleitung (21), die mit der Fluidleitung (1) nach dem Reaktor (7) verbunden ist, angeordnet.
Description
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Ausfällung
und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid.
In Fluiden, beispielsweise Abwässern, sind oftmals
Schwermetalle, auch komplex, gebunden, die entfernt
werden müssen,
bevor die Abwässer in das öffentliche Kanalnetz
eingeleitet werden dürfen.
Es ist bekannt, die Entfernung von komplex
gebundenen Schwermetallen aus wässrigen Lösungen
durch Sulfidfällung der Schwermetalle mit
anschließender Separation derselben durch
Sedimentation oder Filtration durchzuführen. Dafür
wird mittels Zugabe von leicht löslichen
Sulfidverbindungen wie Natrium- oder Organosulfiden
die wirksame Komponente Sulfid der Lösung zugeführt.
Problematisch sind die sich ergebenen Überschüsse an
giftigen Sulfiden in dem gereinigten Abwasser.
Die Entfernung dieser Sulfide ist aufwendig und
kostspielig.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die
bekannte Ausfällung und Entfernung von
Schwermetallen aus einem Fluid derart
weiterzubilden, daß dies einfach und kostengünstig
durchgeführt werden kann. Weiterhin soll eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein
Verfahren zur Herstellung eines Granulates zur
Benutzung bei dem Verfahren aufgezeigt werden.
Das Problem betreffend der Ausfällung gelöster
Schwermetalle wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst, das der Entfernung
von Schwermetallen durch die Merkmale des Anspruches
12, das Problem betreffend der Herstellung eines
Granulates durch die Merkmale des Anspruches 13 und
dasjenige betreffend der Vorrichtung durch die
Merkmale des Anspruches 15 gelöst.
Vorliegend wird zur Ausfällung von gelösten
Schwermetallen aus dem Fluid vorgeschlagen, daß die
erforderlichen Sulfide aus einer schwer löslichen
Sulfidverbindung, nämlich Eisensulfid, gewonnen
werden.
Zur Lösung der Sulfide kann die Sulfidverbindung mit
einer Flüssigkeit, die einen pH-Wert von 2 bis 6,
vorzugsweise 2 bis 3, aufweist, kontaktiert werden.
Es ergibt sich dann folgende Reaktionsgleichung:
FeS + 2HCl → Fe2+ + S2- + 2H⁺ + 2Cl⁻.
Werden nun diese gelösten Sulfide in dem
verunreinigten Fluid in Lösung gebracht, so fallen
die in dem Fluid befindlichen Schwermetalle aus.
Beispielhaft sei die Reaktionsgleichung für Cadmium
nachfolgend angegeben:
Cd2+ + 2Cl⁻ + Fe2+ + S2+ + 2H⁺ + 2Cl⁻ →
CdS ↓ + Fe2+ + 2H⁺ + 4Cl⁻.
CdS ↓ + Fe2+ + 2H⁺ + 4Cl⁻.
Die derart ausgefallenen Schwermetalle können dann
mittels Sedimentation bzw. Filtration aus dem Fluid
entfernt werden.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, selbst komplex
gebundene Schwermetalle vollständig aus dem Fluid zu
entfernen.
Der erforderliche technische und damit auch
finanzielle Aufwand ist relativ gering.
Die reaktive Komponente ist das Eisensulfid. Die
angesäuerte Flüssigkeit löst aus dem Eisensulfid die
Sulfid-Ionen, die sich mit den Schwermetallen
verbinden, so daß diese dann als schwer lösliche
Sulfide ausfallen und mittels der Filtration bzw.
Sedimentation aus der Flüssigkeit entfernt werden
können. Die Einleitgrenzwerte der Schwermetalle
werden bei diesem Verfahren zumeist weit
unterschritten.
Weiterhin werden die gelösten Eisen-II-Ionen
(gelöstes FeS) zu Eisen-III-Ionen aufoxidiert,
bilden hydrolytisch schwer lösliches Eisenhydroxid
und fallen ebenfalls aus. Die überschüssigen
Sulfid-Ionen werden bei der Oxydation der
Eisen-II-Ionen zu Schwefel reduziert und können,
wie die Schwermetalle, aus dem Wasser durch
Sedimentation bzw. Filtration entfernt werden. Der
dafür benötigte Sauerstoff ist zumeist bereits in
dem Fluid enthalten. Andernfalls erfolgt eine
entsprechende Zugabe.
In der Reaktionsgleichung stellt sich dies wie folgt
dar:
½O2 + Fe2+ + 2H2O → Fe3+ + 3OH⁻ + H⁺
Fe(OH)3 ↓ + H⁺.
Fe(OH)3 ↓ + H⁺.
Die Menge des durch die Flüssigkeit in Lösung
gebrachten Eisensulfides kann durch eine Einstellung
des pH-Wertes der Flüssigkeit in Abhängigkeit der
Menge der auszufällenden Schwermetalle erfolgen. Je
geringer der pH-Wert eingestellt wird, desto
größer ist die Löslichkeit des Eisensulfides.
Dadurch wird sichergestellt, daß einerseits genügend
Eisensulfid zur Lösung gebracht wird, um alle
Schwermetalle zu binden, und anderseits keine
Überschüsse entstehen.
Als Flüssigkeit kann eine unbelastete Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, gewählt sein. Die Flüssigkeit
wird dann, nach der Kontaktierung mit der
Sulfidverbindung, mit dem belasteten Fluid
vermischt. Als Wasser kann auch gereinigtes Fluid
Verwendung finden.
Es ist aber auch möglich und in den meisten Fällen
sinnvoll, als Flüssigkeit das belastete Fluid zu
wählen. Vor der Kontaktierung wird dann der
pH-Wert des Fluides entsprechend eingestellt.
Das Fluid bzw. die Flüssigkeit kann vor der
Kontaktierung mit dem Eisensulfid in einen ersten
und zweiten Fluidstrom geteilt werden, wobei nur
einer der beiden Fluidströme mit dem Eisensulfid
kontaktiert wird und die Fluidströme nach der
Kontaktierung des einen Fluidstromes wieder
zusammengeführt werden. Durch diese Maßnahme ist
eine weitere Möglichkeit der Dosierung der Sulfid-
Konzentration in dem Fluid bzw. in der Flüssigkeit
gegeben. Der abgeteilte Fluidstrom wird mit der
Sulfidverbindung kontaktiert und löst die Sulfid-
Ionen. Dieser Fluidstrom wird zumeist kleiner als
derjenige sein, der nicht mit dem Eisensulfid in
Kontakt gebracht wird. Beide Fluidströme werden nach
der Kontaktierung wieder vereinigt, vermischt durch
beispielsweise einer Verwirbelung und anschließend
durch Filtration bzw. alternative Verfahren von den
gefällten Schwermetallen gereinigt.
Es versteht sich, daß die vorgeschlagenen
Möglichkeiten der Dosierung durch Teilung des
Fluidstromes und der Einstellung des pH-Wertes
sowohl einzeln als auch als aufeinander folgende oder
parallel ablaufende Verfahrensschritte Verwendung
finden können.
Insgesamt ergibt sich dadurch eine genaue Dosierung
der Sulfid-Ionen in dem Fluid bzw. der
Flüssigkeit. Eine unnötige Überdosierung von
Sulfid-Ionen wird zuverlässig vermieden. Damit
einher geht ein minimierter Verbrauch an Eisensulfid.
Das Eisensulfid kann in einen Reaktor eingebracht
und die Flüssigkeit bzw. das Fluid durch den Reaktor
geleitet werden. Dies ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn ein kontinuierlicher oder quasi-kon
tinuierlicher Betrieb gewünscht ist.
Das Eisensulfid kann in den verschiedensten
Zuständen Verwendung finden:
Es kann in feinkörniger Form als reines Eisensulfid (mit ggf. Verunreinigungen), in vermischter Form oder auch als Granulat verwendet werden.
Es kann in feinkörniger Form als reines Eisensulfid (mit ggf. Verunreinigungen), in vermischter Form oder auch als Granulat verwendet werden.
Bei Verwendung von Eisensulfid in feinkörniger Form
kann dieses in den Reaktor gefüllt und die
Flüssigkeit durch diesen geleitet werden, oder aber
das Eisensulfid kann einem Behältnis, in dem sich
das Fluid befindet, zugegeben werden.
Diese Möglichkeit verursacht die geringsten
Herstellungskosten und ist universell einsetzbar.
Aufgrund der Durchströmbarkeit bei Verwendung in
einem Reaktor ist die Körnung relativ grob zu
wählen. Dadurch bedingt ist die reaktive Oberfläche
des Eisensulfides entsprechend gering. Durch
Ablagerungen von unlöslichen Metallsulfiden auf der
Oberfläche des Eisensulfides wird die Löslichkeit
des Eisensulfides während der Anwendung stetig
verringert. Dies erschwert eine konstante Dosierung
der Sulfid-Ionen.
Zur Verwendung in einem Reaktor eignet sich ein
Gemisch aus Eisensulfid und einem festen,
unlöslichen Substrat mit einem engen
Korngrößenspektrum, beispielsweise Sand. Dieses
Gemisch eignet sich hervorragend für die Reinigung
von Fluiden mit höheren Schwermetallgehalten. Es ist
kostengünstig und in beliebig großen Mengen
herzustellen. Ein Einsatz ist in einfachen Reaktoren
aus Metall bzw. Kunststoff möglich. Nach dem
Gebrauch kann das Gemisch aufgearbeitet werden,
indem der Sand gewaschen und anschließend mit neuem
Eisensulfid-Pulver versehen wird. Die
herausgewaschenen Schwermetallsulfide
(einschließlich der Rost) können deponiert oder in
Hochöfen zur Metallgewinnung verarbeitet werden.
Zur Herstellung des Gemisches wird vorzugsweise Sand
mit einem engen Korngrößenspektrum (vorzugsweise
1 mm bis 2 mm) mit Eisensulfid-Pulver vermischt,
welches vorteilhafterweise eine Korngröße von 100 µm
bis 500 µm haben sollte. Es kann in Mengen bis zu
30 Gew.-% in den Sand eingemischt werden.
Das Eisensulfid kann auch mit einem porösen
Grundkörper, beispielsweise Ton, vermischt und zu
einem Granulat gebrannt werden. Dieses Granulat wird
dann in den Reaktor eingebracht und das Fluid bzw.
die unbelastete Flüssigkeit durch den Reaktor
geleitet. Diese Vorgehensweise ist insbesondere für
Fluide mit geringen Schwermetallgehalten, wie
beispielsweise wenig belastete Grundwässer,
geeignet. In diesen Fällen ist es durchaus
ausreichend, die Flüssigkeit durch das Granulat zu
leiten. Bei Einhaltung einer ausreichenden
Kontaktzeit, die entsprechend der Belastung des
Fluides einzustellen ist, findet eine Umfällung der
Schwermetalle mit dem Eisensulfid statt. Das gelöste
Eisen fällt anschließend aus und wird durch den
möglichst hochporösen Granulatkörper
herausgefiltert. Nach dem Gebrauch kann das Granulat
als Bau- und Verfüllmaterial, z. B. im Salzbergbau,
Verwendung finden.
Das Fluid kann, nachdem das Eisensulfid in Lösung
gegangen ist, auf einen pH-Wert von 7 bis 12,
vorzugsweise 9 bis 10, eingestellt werden. Dadurch
werden auch diejenigen Metalle ausgefällt, die nur
im alkalischen Milieu schwer lösliche Sulfide
bilden. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind
Schwermetallsulfide im sauren Milieu unlöslich. Zu
dieser Gruppe gehören Schwermetalle wie Kupfer,
Blei, Cadmium, Quecksilber, Silber, Platin und Zinn.
Die Elemente Kobalt, Nickel und Zink bilden nur im
alkalischen Bereich schwer lösliche Sulfide. Diese
Elemente werden zusammen mit den überschüssigen
Eisen-Ionen im alkalischen Milieu entfernt. Ggf.
wird der pH-Wert des Fluides durch Zugabe von
Calciumhydroxid oder anderen Laugen angehoben. Es
fallen dann Kobalt, Nickel und Zink als schwer
lösliche Sulfide aus.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
weist einen Reaktor zur Aufnahme von Eisensulfid
auf. Eine Fluidleitung dient der Zuführung von
belastetem Fluid zu dem Reaktor. Weiterhin ist ein
Behälter mit Säure und Lauge vorgesehen, der eine
Säureleitung und eine Laugenleitung aufweist. Die
Säureleitung mündet vor dem Reaktor in die
Fluidleitung, die Laugenleitung ist mit der
Fluidleitung nach dem Reaktor verbunden.
Es kann ein Bypass zu dem Reaktor in der
Fluidleitung vorgesehen sein. Dadurch besteht die
Möglichkeit, nur ein Teil des belasteten Fluides
durch den Reaktor zu leiten.
Dem Reaktor kann eine Filtriervorrichtung
nachgeschaltet sein, die die ausgefallenen
Schwermetallsulfide filtriert.
Dem Reaktor kann eine eingangs angeordnete
Wasserleitung zugeordnet sein, um eine Zuleitung von
unbelasteter Flüssigkeit zu ermöglichen.
Zur Herstellung des Granulates wird das
Eisensulfidpulver in poröses Material,
beispielsweise Tonbrei, eingemischt und zu dem
Granulat gebrannt.
Vorteilhafterweise können zwei Teile Ton, drei Teile
Wasser und ein Teil Eisensulfidpulver vermischt
werden, dem Gemisch zum Aufschäumen bezogen auf das
Trockengewicht ca. 5% Natronlauge und 0,5%
Aluminiumpulver zugegeben und vermischt werden. Das
Gemisch wird bei 200°C bis 300°C getrocknet. Ein
sich ergebener Granulatkuchen wird in Stücke von
0,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 1 mm bis 6 mm,
Durchmesser zerkleinert. Die Stücke werden dann bei
700°C bis 950°C zu dem Granulat gebrannt.
Die Anteile mit zu kleinem Korndurchmesser werden
wieder eingeweicht und zu neuem Granulatkuchen
verarbeitet.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen
weiter erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematisierter Darstellung,
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante des
Verfahrens und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante.
In der Fig. 1 ist eine Fluidleitung 1 dargestellt,
durch die ein mit Schwermetallen belastetes Fluid
über ein Ventil 2 von einer Pumpe 3 gefördert wird,
wie es durch einen Pfeil 4 angedeutet ist.
Die Fluidleitung 1 weist eine Abzweigung 5 auf,
durch die das Fluid über ein Ventil 6 einem Reaktor
7 mit eisensulfidhaltigem Granulat 8 zuführbar ist.
Ein Ausgang 9 des Reaktors 7 ist mit der die Pumpe 3
verlassenden Fluidleitung 1 über eine
Reaktorausgangsleitung 10 verbunden. Ein Ventil 11
ist in der Fluidleitung 1 zwischen der Abzweigung 5
und einem Einleitort 12 der Reaktorausgangsleitung
10 angeordnet.
Im weiteren Verlauf der Fluidleitung 1 ist eine
Verwirbelungskammer 13 und eine Filtriervorrichtung
14 vorgesehen.
Ein Behälter 15 mit Säure 16 und Lauge 17 ist über
Ventile 18, 19 und dazugehöriger Säureleitung 20 und
Laugenleitung 21 mit einer Reaktoreingangsleitung 22
bzw. der Fluidleitung 1 hinter dem Einleitort 12
verbunden.
Eine Wasserleitung 23 führt über ein Ventil 24 und
einer Pumpe 25 in die Reaktoreingangsleitung 22.
Im folgenden wird die Funktionsweise weiter
beschrieben.
Mit gelösten Schwermetallen belastetes Fluid wird
gemäß dem Pfeil 4 mittels der Pumpe 3 durch die
Fluidleitung 1 transportiert. Das Ventil 3 dient der
Absperrung und/oder Reduzierung des Fluidflusses.
Bei einer ersten Verfahrensalternative sind die
Ventile 11 und 24 geschlossen, so daß das gesamte
belastete Fluid unverdünnt dem mit dem Granulat 8
gefüllten Reaktor 7 zugeführt wird. Vor der
Einleitung in den Reaktor 7 wird der pH-Wert des
Fluides entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten
eingestellt. Dafür wird das Ventil 18 geöffnet und
Säure 16 über die Säureleitung 10 dem Fluid
zugeführt.
In dem Reaktor 7 werden Sulfid-Ionen gelöst, die
sich mit den Schwermetallen verbinden und ausfallen,
wie es oben beschrieben ist.
Über die Reaktorausgangsleitung 10 wird die
Flüssigkeit nun wieder der Fluidleitung 1 zugeführt.
Falls erforderlich, wird das Ventil 19 geöffnet und
damit eine Verbindung der Fluidleitung 1 mit der
Laugenseite des Behälters 15 freigegeben. Die
Flüssigkeit wird hier auf einen alkalischen Wert
eingestellt, so daß auch die Schwermetalle
ausfallen, die nur im alkalischen Milieu schwer
lösliche Sulfide bilden.
Die Flüssigkeit mit den Schwermetallsulfiden wird in
der Verwirbelungskammer 13 vermischt und der
Filtriervorrichtung 14 gemäß einem Pfeil 26
zugeführt.
Nach dem Ausfiltrieren der Schwermetallsulfide in
der Filtriervorrichtung 14 kann die Einleitung in
ein öffentliches Kanalnetz 27 erfolgen. Es versteht
sich, daß auch eine Weiterverwendung der Flüssigkeit
möglich ist.
Das Verfahren kann kontinuierlich oder
diskontinuierlich ablaufen.
Alternativ zu dem vorgehend beschriebenen
Verfahrensablauf kann das Fluid auch in zwei
Teilströme geteilt werden, indem die beiden Ventile
6 und 11 entsprechend geöffnet werden. Die Menge der
jeweiligen Fluidströme wird entsprechend den
Verhältnissen bei dem Fluid eingestellt. Nur der
eine Fluidstrom wird angesäuert und durch den
Reaktor 7 geleitet, während der zweite Fluidstrom
den Reaktor 7 umgeht. Die Zusammenführung der beiden
Fluidströme erfolgt nach dem Reaktor 7 in dem
Einleitungsort 12. Die weitere Behandlung des nun
wieder ungeteilten Flüssigkeitsstromes erfolgt wie
oben beschrieben.
Die Teilung des Fluides in zwei Fluidströme kann
insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das Fluid
bereits alkalisch ist. Nach der Zusammenführung wird
dann der pH-Wert des angesäuerten Fluidstromes
durch den zweiten Fluidstrom angehoben, so daß in
der Regel eine weitere Zudosierung von Lauge nicht
nötig ist.
Als weitere Alternative kann eine unbelastete
Flüssigkeit über die Wasserleitung 23 dem Reaktor
zugeführt werden, während das belastete Fluid durch
Absperrung der Abzweigung 5 mittels des Ventiles 6
den Reaktor 7 umgeht. Das Ventil 24 ist geöffnet und
die Pumpe 25 eingeschaltet. Die unbelastete
Flüssigkeit in der Wasserleitung 23 wird vor dem
Eintritt in den Reaktor 7 mit Säure vermischt, so
daß in dem Reaktor Sulfide gelöst werden. Die
sulfidhaltige Flüssigkeit wird in dem Einleitungsort
12 mit dem belasteten Fluid vermischt, so daß dann
die Ausfällung der Schwermetalle aus dem Fluid
erfolgt. Nach einer ggf. Zugabe von Lauge wird die
Flüssigkeit mit den ausgefällten Schwermetallen der
Verwirbelungskammer 13 und anschließend der
Filtriervorrichtung 14 zugeführt.
Dies eignet sich besonders zur Vermeidung von einer
Anlagerung ausgefällter Schwermetallsulfide in dem
Reaktor 7.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Einleitung
unbelasteter Flüssigkeit in den Reaktor 7, wie zuvor
beschrieben, nur in bestimmten Zeitabschnitten
vorzunehmen, nämlich dann, wenn eine Ablagerung von
Schwermetallsulfiden an dem Granulat 8 bereits
erfolgt ist. Das Granulat 8 wird dadurch gereinigt.
Vor und/oder nach diesem Reinigungsvorgang kann
durch Schließen des Ventiles 23 die Zufuhr von
unbelasteter Flüssigkeit abgesperrt und das
belastete Fluid im Voll- oder Teilstrom wieder durch
den Reaktor geleitet werden.
Auch nach erfolgter Reinigung des gesamten Fluides,
also wenn kein belastetes Fluid mehr vorliegt, kann
eine Reinigung des Granulates 8 mittels der
unbelasteten Flüssigkeit erfolgen.
Die Wasserleitung 23 kann einerseits an das
öffentliche Wassernetz oder aber auch, wie durch die
strichpunktierte Linie angedeutet ist, über eine
Leitung 28 mit einem Ausgang 29 der
Filtriervorrichtung 14 verbunden sein. In diesem
Fall wird die gesamte Menge oder aber eine Teilmenge
der benötigten unbelasteten Flüssigkeit durch die
gereinigte Flüssigkeit zur Verfügung gestellt.
Die hier alternativ beschriebenen Verfahren können
sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich
durchgeführt werden. Weiterhin ist eine Kombination
der einzelnen Verfahren durchaus denkbar. So kann
beispielsweise sowohl unbelastete Flüssigkeit als
auch ein Teilstrom des belasteten Fluides dem
Reaktor 7 zugeführt werden. Weitere Kombinationen
sind möglich.
In der Fig. 2 ist ein Behälter 29' dargestellt, in
dem belastetes Fluid eingebracht ist. Die
Einstellung des pH-Wertes erfolgt mittels Säure 16
bzw. Lauge 17 aus dem Behälter 15. Nach Zugabe von
Eisensulfid aus dem Vorrat 30 erfolgt mittels eines
Quirls 31 eine Vermischung, wie es durch einen Pfeil
32 angedeutet ist. Nach der Ausfällung der
Schwermetalle wird die sich dann in dem Behälter 29'
befindliche Flüssigkeit einer Filtration oder
Sedimentation zugeführt.
1
Fluidleitung
2
Ventil
3
Pumpe
4
Pfeil
5
Abzweigung
6
Ventil
7
Reaktor
8
Granulat
9
Ausgang
10
Reaktorausgangsleitung
11
Ventil
12
Einleitort
13
Verwirbelungskammer
14
Filtriervorrichtung
15
Behälter
16
Säure
17
Lauge
18
Ventil
19
Ventil
20
Säureleitung
21
Laugenleitung
22
Reaktoreingangsleitung
23
Wasserleitung
24
Ventil
25
Pumpe
26
Pfeil
27
Kanalnetz
28
Leitung
29
Ausgang
29
' Behälter
30
Vorrat
31
Quirl
32
Pfeil
Claims (18)
1. Verfahren zur Ausfällung von gelösten
Schwermetallen aus einem Fluid, bei dem aus
einer löslichen Sulfidverbindung Sulfid zur
Ausfällung der Schwermetalle gelöst wird,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Sulfidverbindung Eisensulfid gewählt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sulfidverbindung mit
einer Flüssigkeit, die einen pH-Wert von 2
bis 6, vorzugsweise 2 bis 3, aufweist,
kontaktiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge des durch die
Flüssigkeit in Lösung gebrachten Eisensulfides
durch eine Einstellung des pH-Wertes der
Flüssigkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit eine
unbelastete Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser,
gewählt ist, und daß die Flüssigkeit, nach der
Kontaktierung mit der Sulfidverbindung, mit dem
belasteten Fluid vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit das
belastete Fluid gewählt wird, und daß vor der
Kontaktierung der pH-Wert des Fluides
eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fluid bzw. die
Flüssigkeit vor der Kontaktierung mit dem
Eisensulfid in einen ersten und zweiten
Fluidstrom geteilt wird, daß nur einer der
beiden Fluidströme mit dem Eisensulfid
kontaktiert wird, und daß die Fluidströme nach
der Kontaktierung des einen Fluidstromes wieder
zusammengeführt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Eisensulfid in einen Reaktor (7)
eingebracht und die Flüssigkeit bzw. das Fluid
durch den Reaktor (7) geleitet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Eisensulfid in feinkörniger Form Verwendung
findet.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Eisensulfid in Form
eines Gemisches aus Eisensulfid und einem
festen, unlöslichen Substrat mit einem engen
Korngrößenspektrum, beispielsweise Sand,
Verwendung findet.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Eisensulfid mit einem
porösen Grundkörper, beispielsweise Ton,
vermischt und zu einem Granulat gebrannt wird,
und daß dieses Granulat Verwendung findet.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fluid, nachdem das Eisensulfid in Lösung
gebracht ist, auf einen pH-Wert von 7 bis 12,
vorzugsweise 9 bis 10, eingestellt wird.
12. Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus
einem Fluid mit folgenden Merkmalen:
- 1. Ausfällung der Schwermetalle gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 und
- 2. Durchführung einer Sedimentation bzw. Filtration.
13. Verfahren zur Herstellung eines Granulates zur
Verwendung in einem Verfahren gemäß einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß Eisensulfidpulver in
poröses Material, beispielsweise Tonbrei,
eingemischt und zu dem Granulat (8) gebrannt
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Teile Ton, drei Teile
Wasser und ein Teil Eisensulfidpulver vermischt
werden, daß dem Gemisch zum Aufschäumen bezogen
auf das Trockengewicht ca. 5% Natronlauge und
0,5% Aluminiumpulver zugegeben und vermischt
werden, daß das Gemisch bei 200°C bis 300°C
getrocknet wird, daß ein sich ergebener
Granulatkuchen in Stücke von 0,5 mm bis 10 mm,
vorzugsweise 1 mm bis 6 mm, Durchmesser
zerkleinert wird und die Stücke bei 700°C bis
950°C zu dem Granulat (8) gebrannt werden.
15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens
gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
12, mit folgenden Merkmalen:
- 1. einem Reaktor (7) zur Aufnahme von Eisensulfid,
- 2. einer Fluidleitung (1) zur Zuführung von belastetem Fluid zu dem Reaktor (8), und
- 3. einem Behälter (15) mit Säure (16) und
Lauge (17), der eine
- 3.1 Säureleitung (10), die in die Fluidleitung (1) vor dem Reaktor (7) mündet und einer
- 3.2 Laugenleitung (21), die mit der Fluidleitung (1) nach dem Reaktor (7) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Bypass zu dem Reaktor
(7) in der Fluidleitung (1) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Reaktor (7) eine
Filtriervorrichtung (14) nachgeschaltet ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Reaktor (7) eine eingangs angeordnete
Wasserleitung (23) zugeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19812605A DE19812605A1 (de) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19812605A DE19812605A1 (de) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates |
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DE19812605A1 true DE19812605A1 (de) | 1999-09-30 |
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ID=7861916
Family Applications (1)
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DE19812605A Withdrawn DE19812605A1 (de) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19812605A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113461131A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-01 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种重金属与有机物复合污水净化剂的制备方法及应用 |
-
1998
- 1998-03-23 DE DE19812605A patent/DE19812605A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113461131A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-01 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种重金属与有机物复合污水净化剂的制备方法及应用 |
CN113461131B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-06-07 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种重金属与有机物复合污水净化剂的制备方法及应用 |
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