RU2017108445A

RU2017108445A - Добавление алюминиевых реагентов в оксианион-содержащие водные потоки

Info

Publication number: RU2017108445A
Application number: RU2017108445A
Authority: RU
Inventors: Николас Эс. ЭРГАНГ; Рональд Ви. ДЭВИС
Original assignee: ЭКОЛАБ ЮЭсЭй ИНК.
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2018-09-14
Also published as: EP3189206A4; CA2959586A1; BR112017004200A2; CN106661937A; CN106661937B; RU2017108445A3; EP3189206A1; AU2014405584A1; AU2014405584B2; WO2016036390A1; ES2841354T3; EP3189206B1; CA2959586C; SA517381029B1; KR102340262B1; MX2017002880A; KR20170049570A; BR112017004200B1; RU2690819C2

Claims

1. Способ для снижения концентрации одного или нескольких оксианионов в водном потоке включающий:

прием водного потока, содержащего катион металла и оксианион, в котором концентрация катиона металла и концентрация оксианиона меняются со временем;

непрерывное измерение концентрации катиона металла, чтобы обеспечить данные о текущей концентрации катиона металла в водном потоке;

непрерывное измерение концентрации оксианиона, чтобы обеспечить данные о текущей концентрации оксианиона в водном потоке;

и добавление источника катиона металла и алюминиевого реагента в водный поток,

при этом количество источника катиона металла, добавленного в водный поток, определено на основе текущей концентрации катиона металла в водном потоке, количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток основано на текущей концентрации оксианиона в водном потоке, при этом и количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток эффективно для снижения концентрации оксианиона ниже целевого порога.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий, перед началом непрерывных измерений концентрации катиона металла и непрерывных измерений концентрации оксианиона, добавление в водный поток, содержащий катион металла и оксианион, реагента на базе основного щелочноземельного металла, тем самым осаждая из водного потока часть оксианиона.

3. Способ по п. 2, при котором добавление реагента на базе основного щелочноземельного металла включает добавление в поток негашеной извести, и осаждение из водного потока части оксианиона включает осаждение из водного потока сернокислого кальция.

4 Способ по п. 1, в котором непрерывно измеряется концентрация катиона металла, включающий непрерывное измерение концентрации катиона металла посредством, как минимум, одного из способов: спектрофотометрия, спектрофлуориметрия и измерение электропроводности.

5. Способ по п. 1, в котором катион металла включает щелочноземельный металл.

6. Способ по п. 5, в котором катион металла является кальцием.

7. Способ по п. 1, в котором непрерывно измеряется концентрация оксианиона, включает непрерывное измерение концентрации оксианиона посредством, как минимум, одного из способов: измерение мутности, спектрометрия, спектрофотометрия, спектрофлуориметрия и измерение электропроводности.

8. Способ по п. 1, в котором оксианион включает, как минимум одно из веществ: сульфат, молибдат, борат, хромат, селенит, селенат, арсенат, нитрат, ванадат.

9. Способ по п. 8, в котором оксианион включает сульфат.

10. Способ по п. 1, в котором непрерывно измеряется концентрация катиона металла и непрерывно измеряется концентрация оксианиона, включающий непрерывное измерение концентрации катиона металла и концентрации оксианиона, как минимум, один раз в час.

11. Способ по п. 1, в котором алюминиевый реагент включает, как минимум, одно из веществ: алюминат натрия, алюминат кальция, хлорид алюминия, полиоксихлорид алюминия, гидроксид алюминия, ацетат алюминия, нитрат алюминия.

12. Способ по п. 1, в котором источник катиона металла включает, как минимум одно из веществ: гидроксид кальция, алюминат кальция, оксид кальция, хлорид кальция, гидроксид магния, доломитовая известь, летучая зола, глина.

13. Способ по п. 1, также включающий добавление в водный поток источника гидроксида.

14. Способ по п. 13, в котором источник гидроксида включает, как минимум одно из веществ: гидроксид кальция, оксид кальция, оксид кальция, гидроксид магния, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, доломитовая известь, летучая зола, глина.

15. Способ по п. 1, количество источника катиона металла, добавляемое в водный поток, эффективно для обеспечения концентрации катиона металла в пределах от 2 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 20 молей катиона металла к молю оксианиона, планируемого для удаления.

16. Способ по п. 1, в котором количество добавляемого в водный поток алюминиевого реагента эффективно для обеспечения концентрации алюминия от 0,5 моля алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления, до 8 молей алюминия к молю оксианиона, планируемого для удаления.

17. Способ по п. 1, в котором катион металла и оксианион включают сульфат кальция, источник катиона металла включает кальций, количество источника катиона металла, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения диапазона концентрации катиона металла от 2 молей кальция к молю сульфата, планируемого для удаления, до 3,1 моля кальция к молю сульфата, планируемого для удаления, и количество алюминиевого реагента, добавляемого в водный поток, эффективно для обеспечения концентрации алюминия от 0,5 моля алюминия к молю сульфата, планируемого для удаления, до 1 моля алюминия к молю сульфата, планируемого для удаления.

18. Способ по п. 1, в котором количество источника катиона металла и количество алюминиевого реагента, добавленных в водный поток может быть эффективным для снижения концентрации оксианиона в водном потоке в пределах от 200 млн-1 до 1000 млн-1 оксианиона.

19. Способ по п. 1, в котором источник катиона металла и алюминиевый реагент добавляются в водный поток в количествах, соответствующих стехиометрии, отличной от эттрингит-стехиометрии.

20. Способ по п. 1, в котором количество источника катиона металла, добавленного в водный поток и количество алюминиевого реагента, добавленного в водный поток, эффективно для образования осадка, имеющего эттрингит-стехиометрию.

21. Способ по п. 1, в котором концентрация оксианиона в течение дня варьируется, как минимум в пределах 10% по массовой доле.

22. Система очистки от оксианиона, включащая:

источник агента, содержащего катионы металла;

источник алюминиевого реагента;

один или более датчиков, выполненных с возможностью анализа водного раствора, содержащего катион металла изменчивой концентрации и оксианион изменчивой концентрации, а также один или более датчиков, выполненных с возможностью измерения изменчивой концентрации катиона металла, чтобы обеспечить текущую концентрацию катиона металла в водном растворе и для измерения изменчивой концентрации оксианиона, чтобы обеспечить текущую концентрацию в водном растворе; и

контроллер, выполненный с возможностью управления добавлением агента, содержащего катион металла и алюминиевый реагент к водному раствору, основываясь на текущей концентрации катиона металла и текущей концентрации оксианиона, измеряемой одним или более датчиками.

23. Система по п. 22, в которой контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный раствор агента, содержащего катионы металлов и алюминиевого реагента для обеспечения соотношения катиона металла, алюминия и оксианиона в водном растворе, отвечающего стехиометрии осаждения оксианиона, удаленного способом осаждения, при хранении данных на энергонезависимых машиночитаемых носителях, связанных с контроллером.

24. Система по п. 23, в которой стехиометрия осаждения является отличной от эттрингит-стехиометрии.

25. Система по п. 22, в которой контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный раствор агента, содержащего катионы металлов и алюминиевого реагента для обеспечения в одном растворе диапазона соотношения количества вещества в молях катиона металла к количеству вещества в молях оксианиона, планируемого к удалению, от 2 до 20, а также соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона в молях в диапазоне от 0,6 до 8.

26. Система по п. 25, в которой оксианион включает сульфат, а соотношение количества катиона металла в молях и количества оксианиона, планируемого к удалению, в молях находиться в диапазоне от 2 до 3,4, а также соотношение количества алюминия в молях и количества оксианиона, планируемого к удалению, в молях, в диапазоне от 0,6 до 0,8.

27. Система по п. 22, в которой агент, содержащий катионы металлов включает агент, обеспечивающий кальций.

28. Система по п. 22, включающая кроме того первый насос, гидравлически соединенный с источником агента, содержащего катионы металлов, и второй насос, гидравлически соединенный с источником алюминиевого реагента, при этом первый и второй насосы связаны с контроллером, а контроллер выполнен с возможностью управления добавлением в водный поток агента, содержащего катионы металлов и алюминиевого реагента, посредством контроля над первым и вторым насосами.

29. Система по п. 22, в которой один или более датчиков включают первый датчик, выполненный с возможностью измерения изменчивой концентрации катиона металла и второй датчик, выполненный с возможностью измерения изменчивой концентрации оксианиона.

30. Система по п. 22, в которой первый датчик включает, по крайней мере, один оптический датчик и ионоселективный электрод, а второй датчик включает, как минимум, один оптический датчик, ионоселективный электрод и измеритель электропроводности.

31. Способ включающий:

добавление реагента основного щелочноземельного металла к водному раствору, содержащему оксианион, таким образом выделяя в осадок из водного раствора первую порцию оксианиона, образовывая водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона;

определение в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, концентрации оксианиона; и

добавление алюминиевого реагента к водному раствору, содержащему сниженную концентрацию оксианиона, основываясь на определенной концентрации оксианиона, таким образом выделяя в осадок из водного раствора, содержащего сниженную концентрацию оксианиона, вторую порцию оксианиона.

32. Способ по п. 31, в котором оксианион включает тяжелый металл, способ кроме этого включает добавление источника гидроксида в водный раствор, содержащий оксианион тяжелого металла перед добавлением реагента на базе основного щелочноземельного металла, таким образом, осаждая гидроксид тяжелого металла из водного раствора.

33. Способ по п. 31, в котором реагент на базе основного щелочноземельного металла включает гидроксид кальция, осадок, извлеченный из водного раствора при осаждении первой порции оксианиона, содержит сернокислый калий (гипс).

34. Способ по п. 33, в котором оксианион включает сульфат, добавление реагента на базе основного щелочноземельного металла включает добавление от 0,8 молей реагента на базе основного щелочноземельного металла на моль оксианиона, планируемого к удалению, до 1,5 моля реагента на базе основного щелочноземельного металла к молю оксианиона, планируемого к удалению.

35. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включает добавление алюминиевого реагента в количестве, эффективном для образования осадка, имеющего эттрингит-стехиометрию.

36. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включающий:

определение количества алюминиевого реагента, эффективного для максимизации количества оксианиона, осажденного из водного раствора, имеющего сниженную концентрацию оксианиона, при условии. что добавление меньшего количества или большего количества алюминиевого реагента ведет к уменьшению количества осажденного оксианиона; и

добавление в водный раствор, имеющий сниженную концентрацию оксианиона, алюминиевого реагента в количестве, приблизительно равном количеству, определенному как эффективное для максимизации количества осажденного из водного раствора оксианиона.

37. Способ по п. 36, также включающий:

определение в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, концентрации щелочноземельного металла; и

добавление в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, источника щелочноземельного металла основано на определенной концентрации щелочноземельного металла.

38. Способ по п. 37, в котором концентрация щелочноземельного металла в водном растворе, содержащем сниженную концентрацию оксианиона, включает примерно один моль кальция на моль оксианиона, и добавление источника щелочноземельного металла включает добавление примерно одного моля кальция на один моль оксианиона.

39. Способ по п. 31, в котором водный раствор включает дренаж кислых горных пород, содержащий сульфат.

40. Способ по п. 39, в котором концентрация сульфата меняется в течение дня и находится в диапазоне от 1000 млн-1 до 1500 млн-1.

41. Способ по п. 31, в котором добавление алюминиевого реагента в водный раствор, содержащий сниженную концентрацию оксианиона, основано на определенной концентрации оксианиона, включает образование подходящего для сброса водного раствора, содержащего концентрацию оксианиона менее 500 млн-1.