DE2732854A1

DE2732854A1 - Verfahren zum aufbereiten chromhaltiger vanadinschlacken

Info

Publication number: DE2732854A1
Application number: DE19772732854
Authority: DE
Inventors: Hans Fuerwitt; Hans Hess; Walter Hufnagel; Axel Dipl Chem Dr Stuhr; Ludwig Dipl Chem Dr Ziehl
Original assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH; GfE Gesellschaft fuer Elektrometallurgie mbH
Current assignee: ELEKTROMETALLURGIE GmbH; GfE Gesellschaft fuer Elektrometallurgie mbH
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2732854C3; AT362590B; NL7807796A; ATA526778A; DE2732854B2; ZA784159B; LU80011A1

Description

Verfahren zum Aufbereiten chromhaltiger Vanadinschlacken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten chromhaltiger Vanadinschlacken, wobei zunächst die Vanadinschlacken mit Alkalisalzen oxydierend zu Fritten geröstet und die Fritten mit Wasser gelaugt werden, wobei anschließend in den dabei gebildeten Frittelaugen durch Schwefelsäurezugabe Vanadin gefällt wird und die vanadinhaltigen Fällungsniederschläge aus den Frittelaugen entfernt werden, und wobei nachfolgend in den dabei zurückbleibenden Ab laugen Chrom reduziert und durch Hydroxid zugabe gefällt wird und die chromhaltigen Fällungsniederschläge aus den Ablaugen entfernt werden.
Bei einem (aus der Praxis) bekannten Verfahren dieser Art werden die Vanadinschlacken z. B. mit Natriumkarbonat als Alkalisalzen geröstet, die Fritten mit Stadtwasser gelaugt und die Chromfällungen durch Zugabe von Kalziumhydroxid herbeigeführt. Die chromhaltigen Fällungsniederschläge, welche infolge des Einsatzes von Kalziumhydroxid als Fällungsmittel zum größten Teil aus Kalziumsulfat bestehen, werden einer Sondermülldeponie zugeführt, während die bei der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge anfallenden Abwässer, welche noch beachtliche Mengen an biologisch nicht abbaubaren anorganischen Salzen, insbesondere Natrium-, Ammonium-, Sulfat- und Chloridionen, beinhalten, in eine kommunale Kläranlage abgegeben werden. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist in dem hohen Stadtwasserverbrauch für das Laugen der Fritten zu sehen. Störend ist aber auch der hohe Alkalisalzverbrauch für das Rösten der Vanadinschlacken. Ganz abgesehen davon wäre es wünschenswert, wenn eine umweltfreundlichere Verfahrens führung ermöglicht werden könnte. Tatsächlich muß davon ausgegangen werden, daß das Einführen stark salzhaltiger, biologisch nicht abbaubarer Abwässer in fließende Gewässer aus Umweltschutzgründen in der Zukunft erheblich eingeschränkt werden muß. Dieses Problem scheint nur so lösbar zu sein, daß man die Abwässer vor Einleitung in fließende Gewässer von den mitgeführten Salzen befreit, was jedoch die Aufbereitungskosten insgesamt beachtlich in die Höhe treiben würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Gattung mit erheblich verringertem Stadtwasserverbrauch und verminderter Umweltbelastung durchzuführen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die bei der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge anfallenden Abwässer als Wasser zum Laugen der Fritten teilgereinigt rückgeführt werden.
Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, daß die genannten Abwässer trotz ihres hohen Gehaltes an anorganischen Salzen bzw.
Ionen ohne weiteres zum Laugen der Fritten wiederverwendet werden können und dabei überraschenderweise die Chemie des Verfahrens nicht stören. Durch die Kreislaufführung der Abwässer wird der Stadtwasserverbrauch praktisch gegen Null reduziert. Lediglich im Zuge der Entfernung der vanadin- und chromhaltigen Fällungsniederschläge unvermeidbar mitabgezogenes Wasser ist zu ersetzen. Darüber hinaus wird eine umweltschädigende Belastung fließender Gewässer fast vollständig vermieden, eben weil in letztere einzuleitende Abwässer im Zuge der erfindungsgemäßen Verfahrensführung keine Belastung mehr darstellen.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Ergebnis darin zu sehen, daß eine wesentlich billigere und zugleich umweltfreundlichere Aufbereitung chromhaltiger Vanadinschlacken ermöglicht wird.
Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Wird das Verfahren mit Laugen, Vanadinfällen und Entfernen der vanadinhaltigen Fällungsniederschläge bei erhöhter Temperatur durchgeführt, so empfiehlt die Erfindung, die bei der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge anfallenden Abwässer im Zuge ihrer Rückführung durch die bei der Entfernung der vanadinhaltigen Fällungsniederschläge zurückbleibenden Ablaugen vorzuwärmen. Auf diese Weise werden beachtliche Energiekosten gespart. Darüber hinaus ist eine bevorzugte Ausführungsform des elfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß das Chrom durch Zugabe von Natriumhydroxid gefällt wird, und daß die Ablaugen bis zur Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge auf einer Temperatur von mindestens 35 OC gehalten werden. Durch die Chromfällung mit Natriumhydroxid und das Warmhalten der Ablaugen werden die Natrium-und Sulfationen in Lösung gehalten und erhält man folglich Fällungsniederschläge mit hohem Chromgehalt, deren Weiterverarbeitung auf Chrom lohnenswert ist. In diesem Zusammenhang kann auch noch eine weitere Verbilligung des Verfahrens erzielt werden.
Hierzu lehrt die Erfindung, daß nach der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge die Abwässer mit Schwefelsäure versetzt und abgekühlt werden, und daß dabei auskristallisiertes Glaubersalz aus den Abwässern vor deren Rückführung entfernt wird. Das durch die Kühlkristallisation gewonnene Glaubersalz fällt nämlich überraschenderweise in so hoher Reinheit an, daß eine nutzbringende Weiterverwertung nur sinnvoll ist. Hier empfiehlt die Erfindung, das aus den Abwässern entfernte Glaubersalz zu Natriumsulfat umzuschmelzen und letzteres zumindest teilweise als Alkalisalz beim Rösten einzusetzen. Fotlich wird auch hinsichtlich der beim Rösten eingesetzten Alkalisalze eine Kreislaufführung mit entsprechender Verbilligung der Aufbereitungskosten verwirklicht. Nichtrückgeführtes Natriumsulfat kann verkauft werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert, deren einzige Figur ein Schema für ein Verfahren zum Aufbereiten chromhaltiger Vanadinschlacken zeigt.
Die Vanadinschlacken wurden zunächst mit Soda und Natriumsulfat (Na2C03 : Na2SO4 = 1 : 1,5) oxydierend zu Fritten geröstet, welche bei einer Temperatur von 60 OC mit Wasser gelaugt wurden.
Den dabei gebildeten Fritte laugen wurde anschließend bei einer Temperatur von 9o OC Schwefelsäure bis zu einem pH-Wert von 2 zugegeben, wobei Vanadin, aber auch Arsen und Phosphor gefällt wurden. Die vanadinhaltigen Niederschläge wurden entfernt und der weiteren Verarbeitung zu Vanadinpentoxid zugeführt. Den nach Entfernen der vanadinhaltigen Niederschläge von den Frittelaugen zurückgebliebenen Ab laugen wurde nachfolgend zur Chromreduktion bei einer Temperatur von 35 OC Schwefeldioxid beigegeben. Hieran anschließend wurden die Ab laugen bei der gleichen Temperatur bis zur Neutralität mit Natronlauge versetzt, wobei Chrom, aber auch restliches Vanadin und Silikat gefällt wurden. Die chromhaltigen Fällungsniederschläge wurden aus den Ablaugen entfernt und auf Chrom weiterverarbeitet. Die nach Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge angefallenen Abwässer, die noch 12 - 15 g/l Ammonium, 45 - 55 g/l Natrium, 140 - 160 g/l Sulfat und maximal 1 g/l Chlorid enthielten, wurden nachfolgend noch bis zum pH-Wert von 5,4 mit Schwefelsäure versetzt und auf eine Temperatur von 3 - 5 OC heruntergekühlt, wobei Glaubersalz auskristallisierte.
Das Glaubersalz wurde aus den Abwässern entfernt und zu Natriumsulfat umgeschmolzen. Das getrocknete Natriumsulfat wurde zur Hälfte einem Verkauf zugeführt, während der andere Teil als Alkalisalze beim Rösten wiederverwendet wurde. Die nach der Glaubersalzentfernung teilgereinigten Abwässer wurden unter Ergänzung mit fremden Abwässern und unter Wärmetausch mit den heißen Ablaugen aus der Vanadinentfernung als Wasser zum Laugen der Fritten zurückgeführt.Im Rahmen der Erfindung liegt es, in die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich eine Ammoniakrückgewinnungseinheit zu integrieren. -Es versteht sich von selbst, daß, wie üblich, ein Austrag der Verunreinigungen erfolgt, und zwar zu einem Sondermüllplatz, während Restwasser zur städtischen Kläranlage abgegeben werden kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufbereiten chromhaltiger Vanadinschlacken, wobei zunächst die Vanadinschlacken mit Alkalisalzen oxydierend zu Fritten geröstet und die Fritten mit Wasser gelaugt werden, wobei anschließend in den dabei gebildeten Frittelaugen durch Schwefelsäurezugabe Vanadin gefällt wird und die vanadinhaltigen Fällungsniederschläge aus den Frittelaugen entfernt werden, und wobei nachfolgend in den dabei zurückbleibenden Ablaugen Chrom reduziert und durch Hydroxidzugabe gefällt wird und die chromhaltigen Fällungsniederschläge aus den Ablaugen entfernt werden, d a d u r c h gek e n n z e i c h n e t, daß die bei der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschiäge anfallenden Abwässer als Wasser zum Laugen der Fritten rückgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit Laugen, Vanadinfällen und Entfernen der vanadinhaltigen Fällungsniederschläge bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge anfallenden Abwässer im Zuge ihrer Rückführung durch die bei der Entfernung der vanadinhaltigen Fällungsniederschläge zurückbleibenden Ablaugen vorgewärmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Chrom durch Zugabe von Natriumhydroxid gefällt wird, und daß die Ablaugen bis zur Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge auf einer Temperatur von mindestens 35 °C gehalten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Entfernung der chromhaltigen Fällungsniederschläge die Abwässer mit Schwefelsäure versetzt und abgekühlt werden, und daß dabei auskristallisiertes Glaubersalz aus den Abwässern vor deren Rückführung entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Abwässern entfernte Glaubersalz zu Natriumsulfat umgeschmolzen und letzteres zumindest teilweise als Alkalisalz beim Rösten eingesetzt wird.