NL7807140A

NL7807140A - Werkwijze voor het behandelen van gecombineerde, natte filtermassa's.

Info

Publication number: NL7807140A
Application number: NL7807140A
Authority: NL
Original assignee: Pelt & Hooykaas
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1980-01-03

Description

- 1 - *·

V

785Q70/vdV/fae.

Aanvraagster t Pelt & Hooykaas B,V., Rotterdam.

Titel * Werkwijze voor het behandelen van gekombineerde, natte filtermassa's.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van filtermassa's, verkregen bij het zuiveren van chemische stoffen in vloeibare vorm, in het bijzonder bij de zuivering van langs natte weg verkregen fosforzuur, zoals voor de bereiding van 5 tripolyfosfaten.

Het is algemeen bekend, dat fosforzuur verkregen kan worden door ontsluiten van fosfaatertsen met zwavelzuur, waarbij enerzijds fosforzuur verkregen wordt en anderzijds gips (CaS0^.2H,,0). Het na verwijderen van het grootste gedeelte van het gips verkregen fosfor-10 zuur uit de ontsluitingsmasse bevat nog een groot aantal onzuiverheden, zoals titaan, zink, cadmium, mangaan, chroom, vanadium, lood, uraan, fluor, koper, arseen en zeldzame aardmetalen. Deze onzuiverheden storen echter niet bij de verwerking van het fosforzuur tot fosfaatmeststoffen.

15 Voor bepaalde doeleinden, zoals bijvoorbeeld voor de bereiding van tripolyfosfaten, of andere fosfaatverbindingen, is men gedwongen te werken met een veel verder gezuiverd fosforzuur, wat men verkrijgt door reinigen van een langs natte weg verkregen fosforzuur.

Bij deze reiniging ontstaan verschillende filtermassa's, die 20 belangrijke hoeveelheden verontreinigingen bevatten in de vorm van vanadium, kwik, uraan, fluor en dergelijke. Vanwege de aanwezigheid van zware metalen en fluor mogen deze filtermassa's niet geloosd worden op open wateren om milieuverontreinigingen te voorkomen, terwijl ook het opslaan op open terreinen niet toegelaten is, vanwege 25 de mogelijkheid van uitloging tijdens de bewaring in de buitenlucht ten gevolge van regenval en dergelijke.

Van de verschillende filtermassa’s die verkregen worden bij de verdere reiniging van fosforzuur, kunnen de volgende genoemd worden* a) een eerste filtermassa welke voor 80 tot 85$ uit gips bestaat 50 met daarnaast geringe hoeveelheden van verschillende metalen, zoals ijzer, aluminium, magnesium, chroom, vanadium, koper en voorts een kleine hoeveelheid koolstof;__;________ 7807140 % — 2 — b) een tweede filtermassa die afgescheiden wordt na verwijdering van de in hoofdzaak uit gips bestaande filtermasse, welke tweede filtermassa dènatriumfosfaat (ongeveer 50$) natriumaluminiumsilicaat, ijzerhydroxyde, magnesiumsilicaat, calciumfluoride,chroomtrioxyde, 5 zinkoxyde naast bijvoorbeeld titaan, cadmium, mangaan, vanadium, kwik, lood, zeldzame aardmetalen, uraan en koolstof bevat; c) een derde filtermassa, bestaande uit dinatriumfosfaat (ongeveer 75$)» ferrihydroxyde, magnesiumfluoride met bijvoorbeeld belangrijke hoeveelheden vanadiumpentoxyde en daarnaast bijvoorbeeld titaan, 10 cadmium, mangaan, chroom, kwik, lood, lantaan, uraan en koolstof, een en ander afhankelijk van de grondstof waaruit het fosforzuur bereid is.

Deze laatstgenoemde massa, welke in hoofdzaak bestaat uit dinatriumfosfaat, ferrihydroxyde, magnesiumfluoride en vanadiumoxyde, 15 wordt verkregen als filtermassa bij de eindzuivering van het fosforzuur.

De bij de zuivering van langs natte weg verkregen fosforzuur ontstane filtermassa's zijn zeer groot, zodat men zoekt naar een oplossing om de bovengenoemde probleiten te ondervangen.

20 Volgens een ouder, niet vóórgepubliceerd voorstel worden bij het verhitten tot smelten van de hierbovengenoemde tweede en/of derdi filtermassa de filterkoeken glazig en nemen daarna ©en vijfmaal kleiner volume, in het bijzonder wanneer men de filtermassa's droogt en tenminste verhit tot smelten van de massa. De daarbij verkregen 25 gedroogde en gesmolten massa, houdt de aanwezige schadelijke zware metalen, zoals vanadium, kwik, uraan, fluor en dergelijke vast, zodat uitloging door water grotendeels uitgesloten is.

Ten gevolge van deze maatregel kan men derhalve, de na verhitten tot smelten verkregen, veel kleiner voltime innemende, filtermas-30 sa's gemakkelijker opslaan, zelfs in de buitenlucht, aangezien de aanwezige schadelijke metalen niet meer uitgeloogd kunnen worden.

Men zou deze produkten ook wel kunnen gebruiken als wegenmaterialen. Dit betekent, dat men door verhitten tot smelten enerzijds milieuverontreiniging door de mogelijke uitloging van schadelijke metalen 55 uit de filtermassa’s voorkomt, terwijl anderzijds een voor industrieel gebruik waardevol bijprodukt verkregen wordt.

7807140 $b. ' ~ 3 — *-

Bij een dergelijke verwerking van filtermassa's blijft echter het bezwaar bestaan, dat men de tweede en derde filtermassa kan verwerken, doch niet de eerste, in hoofdzaak uit gips bestaande, filtermassa.

5 Doelmatig kan men dit bezwaar volgens een ouder niet-voorge- publiceerd voorstel ondervangen, doordat men een eerste gedroogde gipshoudende filtermassa vermengt met een gedroogde tweede en/of derde filtermassa, en het geheel verhit tot smelten, bij voorkeur tot 950-1000°C, waarbij het gehele mengsel van gipsfiltermassa te-10 zamen met tweede en/of derde filtermassa vloeibaar wordt. Bij voorkeur vermengt men tenminste gelijke delen van een eerste filtermassa met gelijke delen van een tweede en/of derde filtermassa.

Het is aan te bevelen om^gipshoudende eerste filtermassa te vermengen met een overmaat van de tweede en/of derde filtermassa, in 15 het bijzonder twee delen eerste filtermassa met drie delen van een tweede en/of derde filtermassa.

Ha het smelten verdient het aanbeveling om de vloeibare massa in beweging te houden om de in de massa aanwezige koolstof gelegenheid te geven om vrij te komen.

20 Hoewel volgens deze voorstellen de zware metalen in het alge meen vrijwel volledig in de smelt vastgehouden en derhalve door water niet uitgeloogd worden, kan een hoog alkaligehalte de uitloging van fluoriden en metalen nadelig beïnvloeden.

Gevonden is nu dat men zeer goedode uitloging van fluoriden en 25 schadelijke metalen kan voorkomen doordat men volgens de uitvinding een filterkoek al dan niet gemengd met een of meerdere andere filterkoeken, mengt met een gesmolten silicaatmateriaal, in het bijzonder een metallurgisch slakkenmateriaal.

Onder metallurgisch slakkenmateriaal wordt hier verstaan een 50 hoogovenslak, staalovenslak, fosforovenslak en dergelijke.

Gebleken is dat bij toepassing van deze werkwijze geen zware metalen of fluoriden uit het eindprodukt geloogd kunnen worden.

Doelmatig vermengt men tenminste 10$, doelmatig meer dan 25$ gesmolten silicaatmateriaal in het bijzonder slakkenmateriaal met eer 55 of meer gedroogde filterkoeken. Bij voorkeur vermengt men ongeveer _50-70$ gesmolten metallurgische slak met 70-30$ gedroogde filtermassi., 7807140 “ 4 " , t doelmatig in de vorm van een mengsel van de bij de zuivering van fosforzuur verkregen eerste, tweede en derde filterkoek.

De gesmolten metallurgische slak bezit bij het mengen een temperatuur van 1200-150cPc, waardoor de filterkoeken smelten en in 5 de gesmolten toestand in de slak opgenomen worden.

In het bijzonder kan men werken met een hoogovenslak of fosfor-ovenslak.

Het is aan te bevelen om aan de verkregen smelt stroefvastheid bevorderende stabilisatoren toe te voegen, bij voorkeur zandkorrels.

10 Men verkrijgt op deze wij® een smelt, die bij breken deeltjes geeft met een hoge stroefvastheid, zodat dit materiaal zeer geschikt is om gebruikt te worden in de wegenbouw.

In plaats van zanddeeltjes kan men ook korunddeeltjes of soortgelijke deeltjes, die de stroefv^stheid van de bij breken verkregen 15 deeltjes verhogen toevoegen.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uit-voeringsvoorbeeld.

7oorbeeld_I

In de handel verkrijgbaar geconcentreerd fosforzuur met een pH 20 van 2,2 wordt gefiltreerd, waarbij men een eerste filtermassa verkrijgt die voor een belangrijk deel, bijvoorbeeld 75 tot 80$ uit gips bestaat. Deze massa wordt gedroogd en geeft de eerste gipsfilter·· massa.

Vervolgens wordt door geschikte behandeling van het fosforzuur eon 25 tweede slibvormige filtermassa verkregen®^rijwel al het door zuiveringen uit het zuur te verwijderen silicaat bevat, zodat deze tweede filtermassa belangrijke hoeveelheden dinatriumfosfaat (ongeveer 50$) natriumaluminiumsilicaat en m&iesiumsilicaat, en indien in het uit-gangserts aanwezig ook ijzer bevat. Daarnaast kan deze massa zware 30 metalen bevatten, zoals vanadium, kwik, uraan en fluor, als deze in het uitgangszuur aanwezig zijn. Deze tweede filtermassa wordt ook gedroogd door verhitten.

Daarna wordt het fosforzuur aan een derde zuivering onderworpen, waarbij men een derde filtermassa verkrijgt, die in hoofdzaak bestaat 35 uit dinatriumfosfaat (75$) niet daarnaast ferrihydroxyde, magnesium-Quoride, en vanadiumoxyde, alsmede kleine hoeveelheden kwik, lood, 78 0 7 1 4 9 --.5 - zeldzame aardmetalen, uraan, titaan, zink,cadmium en mangaan. Men droogt ook deze derde filtermassa door verhitten.

Se gedroogde filterkoeken met maximaal 13$ PegO^ en maximaal 8fo siliciumdioxyde worden toegevoegd aan een gesmolten fosforoven-5 slak van 1350° C in een hoeveelheid van 25 gew.$, 30 gew.$ resp.

Na afkoelen verkrijgt men in alle drie gevallen een vast materiaal waaruit geen zware metalen meer geëxtraheerd kunnen worden volgens het Suitse voorschrift S4 ''Bestimmung der Eluirbarheit mit Wasser”.

10 Voorbeeld II

SaBSSSSSSSs·

Men vermengt twee delen van de gedroogde eerste filtermassa met drie delen van de gedroogde tweede filtermassa in droge vorm, waarna men dit mengsel toevoegt aan een gesmolten fosforovenslak van ongeveer 1400^0 in een hoeveelheid van 305¾. Men verkrijgt na afkoelen 15 een materiaal, waaruit geen schadelijke materialen geëxtraheerd kunnen worden.

Baarna wordt de smelt gebroken tot deeltjes, die bruikbaar zijn in de wegenbouw.

Om de stroefvastheid van het verkregen materiaal te verhogen, 20 verdient het aanbeveling om in het mengsel bijvoorbeeld 105¾ zand op te nemen. Na vermengen van de smelt met de zanddeeltjes, laat men de smelt stolen, waarna men het geheel breekt. Door de aanwezigheid van zanddeeltjes wordt een wegenbouwmateriaal met een hoge stroefvastheid verkregen.

25 Voorbeeld=III

Men vermengt twee delen van de eerste filtermassa met drie delen van de tweede filtermassa en een deel van de derde filtermassa in droge vorm en voegt het mengsel toe aan een vloeibare fosforovenslak in een hoeveelheid van 40$· 30 De verkregen smelttetolt bij afkoelen, waarna deze gebroken wordt tot deeltjes, die zich zeer goed lenen voor de wegenbouw. Schadelijke materialen kunnen niet uitgeloogd worden.

Een bijzonder goed materiaal wordt verkregen door aan de massa 10$ zanddeeltjes toe te voegen, waardoor de stroefvastheid van de 35 deeltjes aanzienlijk verbeterd wordt. Bij vervangen van zand door -korunddeeltje^eemt de stroefvastheid nog toe.

7 8ΊΓ7Τ 4 0 ‘

Claims

6 _ .'•Ss Het is ook mogelijk om de verkregen smeltdeeltjes te onderwerpen aan een etsbehandeling, om de stroefvastheid te verhogen» Gebleken is, dat men op deze wijze de eerste filtermassa tezamen met de tweede filtermassa en/of derde filtermassa zeer goed kan ver-5 werken tot deeltjes, geschikt voor de wegenbouw, waarin de in de massa’s aanwezige zware metalen zodanig gebonden zijn, dat deze niet •uitgeloogd kunnen worden. Vo Men voegt een mengsel van filterkoeken als verkregen in voor-10 beeld III toe aan een gesmolten hoogovenslak, in een hoeveelheid van 30$. Men verkrijgt na afkoelen een vast materiaal waaruit geen zware metalen geëxtraheerd kunnen worden. Voorbeeld V Men vermengt de filterkoeken volgens voorbeeld IV, voegt een 15 toeslagstof toe in de vorm van ijzeroxyde en/of calciumoxyde en verhit tot 1100°C. Men verkrijgt een produkt dat geen milieubezwaren vertoont. COWCLUSIES S8SSBIBSSSSSS8SBSSSIS«·
1. Werkwijze voor het behandelen van filtermassa^ verkregen bij het zuiveren van chemische stoffen in vloeibare vorm, in het bijzon- 20 der bij de zuivering van langs natte weg verkregen fosforzuur, zoals van voor de bereiding/tripolyfosfaten, met het kenmerk, dat men een filtermassa, al dan niet gemengd met een of meerdere andere filtermassa’s}mengt met een gesmolten silicaatmateriaal.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 25 dat men met een gesmolten metallurgisch slakkenmateriaal mengt.
3. Werkwijze volgens conclusie- 2, methet kenmerk, dat het metallurgisch slakkenmateriaal een fosforovenslak, hoogovenslak en/of staalovenslak is.
4· Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, 30 dat men mengt met tenminste 10$ gesmolten silicaatmateriaal.
5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat men 30 tot 70$ gesmolten silicaatmateriaal vermengt met 70 tot ~30$ filtermassa(s). __ 7807140 “ “ --7-
6. Werkwijze volgens conclusie 5jmethet kenmerk, dat men het gesmolten silicaatmateriaal in een zodanige hoeveelheid en met een zodanige temperatuur toepast dat'de filtermass^’$ volledig smelten* 5 7· Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, mei het kenmerk, dat men tenminste gelijke delen van een gedroogde eerste filtermassa vermengt met gelijke delen van een gedroo^ de tweede en/of derde filtermassa* 8* Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat men een gedroogde gipshoudende eerste filtermassa vermengt met een overmaat van een gedroogde tweede en/ of derde filtermassa.
9. Werkwijze volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat men twee delen van een gedroogde eerste filtermassa vermengt met 15 drie delen van een gedroogde tweede en/of derde filtermassa.
10. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de filtermassa's mengt in een verhouding van 1 deel derde filtermassa, 2 delen eerste filtermassa en 5 delen tweede filtermassa.
11. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men aan de verkregen smelt stroefvastheid bevorderende stabilisatoren toevoegt.
12. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de stroefvpstheid bevorderende stabilisatoren uit zandkorrels 25 bestaan.
15. Werkwijze volgens conclusie 10 of 12, met het kenmerk, dat men aan de smelt korunddeelt^es of soortgelijke deeltjes als stroefvastheidbevorderende stabilisatoren toevoegt.
14. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat men de verkregen smelt breekt.
15. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de gebroken deeltjes aan een de „stroefvastheidbevorderende oppervlakte-behandeling onderwerpt* 7807140 .i -διό . Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tweede filtermassa natriumfos-faat, natriumaluminiumsilicaat, ijzerhydroxyde, magnesiumsilicaat, calciumfluoride, chroomtrioxyde, zinkoxyde, titaan, cadmium, mangaan, 5 vanadium, kwik, lood, zeldzame aardmetalen, uraan en/of koolstof bevat.
17. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, mei het kenmerk, dat de derde filtermassa bestaat uit dinatrium-fosfaat, ferrihydroxyde, magnesiumflu-ori de, al dan niet gemengd met 10 vanadiumpentoxyde, titaan, cadmium, mangaan, chroom, kwik, lood, lantaan, uraan en/of koolstof.
18. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de eerste filtermassa voor 80 tot 85$ uit gips bestaat, met daarnaast geringe hoeveelheden van andere 15 metalen, zoals ijzer, aluminium, magnesium, chroom, vanadium, koper en voorts een kleine hoeveelheid koolstof, 7807149 "