RU2131849C1 - Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды - Google Patents
Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131849C1 RU2131849C1 RU97119802A RU97119802A RU2131849C1 RU 2131849 C1 RU2131849 C1 RU 2131849C1 RU 97119802 A RU97119802 A RU 97119802A RU 97119802 A RU97119802 A RU 97119802A RU 2131849 C1 RU2131849 C1 RU 2131849C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- acid
- reagent
- liquid phase
- coagulating
- Prior art date
Links
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 title abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims abstract description 11
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010450 olivine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052840 fayalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 abstract 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 abstract 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 15
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 10
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 4
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 4
- -1 for example Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 2
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003295 industrial effluent Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000010790 mineral processing waste Substances 0.000 description 1
- 239000010811 mineral waste Substances 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении железосодержащих коагулянтов-флокулянтов для очистки воды, осаждения минеральных взвесей из водных суспензий и концентрирования растворенных в них металлов. Сущность изобретения: коагулирующе-флокулирующий реагент получают путем обработки железокремниевого материала 5 - 25 %-ной серной или соляной кислотой при ее расходе 60 - 100 % от стехиометрии до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ : SiO2 = 1: 0,2 - 1,7. В качестве железокремниевого материала используют отходы горнообогатительных производств и отвальные шлаки металлургических предприятий, содержащие файялит и/или оливин. В качестве раствора серной или соляной кислоты используют кислые травильные растворы металлургических производств, или промывную серную кислоту сернокислотного производства, или абгазную соляную кислоту от производства каустической соды. Обработку воды осуществляют введением коагулирующе-флокулирующего реагента, содержащего соль железа и коллоидную кремниевую кислоту, при регулировании рН жидкой фазы образовавшейся суспензии в пределах 3,5 - 11,0, после чего суспензию отстаивают и отделяют жидкую фазу от осадка. Достигаемый технический результат заключается в получении железосодержащего коагулирующе- флокулирующего реагента, обладающего повышенной стойкостью к полимеризации и содержащего пониженное количество балластных компонентов, а также в повышении степени очистки воды за счет обеспечения возможности обработки в более широком интервале рН. 2 с. и 3 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении железосодержащих коагулянтов-флокулянтов для очистки воды, осаждения минеральных взвесей из водных суспензий и концентрирования растворенных в них металлов.
Известен способ получения коагулирующего реагента (см. Патент РФ N 2085509, МПК6 C 02 P 1/52, 1997), включающий обработку красного шлама глиноземного производства 3 - 5%-ной соляной кислотой при соотношении Т : Ж = 1 : 5-10, обработку полученного твердого остатка 50 - 55%-ной серной кислотой при 100 - 110oC и соотношении Т : Ж = 1 : 6-8, фильтрацию пульпы и добавление к образовавшемуся раствору концентрированной серной кислоты до обеспечения ее общего содержания в растворе 25 - 50 мас.%, после чего раствор выдерживают в течение 10-20 ч и отделяют осадок. Получаемый коагулирующий реагент содержит, мас%: Al2O3 2 - 10; Fe2O3 2 -10; H2SO4 общ. 40 - 60 (в т.ч. H2SO4 своб. 20 - 40); H2Oкрист. до 100. Степень очистки промышленных стоков от взвешенных частиц при использовании полученного коагулянта не превышает 91%.
Недостатками данного способа являются его сложность, повышенная энергоемкость, ограниченная область применения полученного реагента в связи с высоким содержанием в нем свободной серной кислоты при низком содержании коагулирующих агентов (Al2O3 и Fe2O3), а также недостаточно высокая степень очистки при значительных (до 1,5 г/л) расходах реагента.
Известен способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента (см. Патент РФ N 2049735, МПК6 C 02 F 1/58, C 02 F 1/52, 1995), включающий обработку алюмокремнийсодержащего материала 1-12%-ным раствором серной кислоты при ее расходе 100- 105% от стехиометрии до обеспечения отношения Al2O3 : SiO2 = 1:2-3:10.
Известен также способ обработки воды, описанный в указанном выше патенте РФ N 2049735, включающий введение коагулирующе-флокулирующего реагента, содержащего соль алюминия и коллоидную кремниевую кислоту в молярном соотношении Al2O3 : SiO2 = 1 : 2 - 3 : 10, при регулировании pH жидкой фазы образовавшейся суспензии в пределах 7,0 - 9,5 и отделение жидкой фазы от осадка фильтрацией.
Недостатками известных способов получения коагулирующе- флокулирующего реагента и обработки воды является высокое содержание SiO2 в получаемом реагенте, что повышает его склонность к полимеризации после получения, увеличивает количество гидролизного осадка и повышает остаточное содержание алюминия и кремния в щелочной среде при использовании реагента, а также значительное присутствие в нем балластных компонентов, таких как K+ и Na+, которые повышают минерализацию очищаемой воды.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи получения железосодержащего коагулирующе-флокулирующего реагента, обладающего повышенной стойкостью к полимеризации и содержащего пониженное количество балластных компонентов. Изобретение направлено также на решение задачи повышения степени очистки воды за счет обеспечения возможности обработки в более широком интервале pH.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения коагулирующе-флокулирующего реагента путем обработки металл - кремнийсодержащего материала раствором серной кислоты, согласно изобретению в качестве металлкремнийсодержащего материала используют железокремниевый материал, а его обработку ведут 5 - 25%-ной серной или соляной кислотой при ее расходе 60 - 100% от стехиометрии до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.) : SiO2 = 1 : 0,2 - 1,7.
Поставленная задача решается также тем, что в качестве железо-кремниевого материала используют отходы горнообогатительных производств и отвальные шлаки металлургических предприятий, содержащие файялит и/или оливин.
Поставленная задача решается и тем, что в качестве раствора серной или соляной кислоты используют кислые травильные растворы металлургических производств, или промывную серную кислоту сернокислотного производства, или абгазную соляную кислоту от производства каустической соды.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе обработки воды включающем введение коагулирующе-флокулирующего реагента, содержащего соль металла и коллоидную кремниевую кислоту, при регулировании pH жидкой фазы образовавшейся суспензии и отделение жидкой фазы от осадка, согласно изобретению в качестве реагента используют коагулирующе-флокулирующий реагент, полученный по п. 1, содержащий в качестве соли металла соль железа, а регулирование pH жидкой фазы осуществляют в пределах 3,5-11,0.
Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что перед отделением жидкой фазы от осадка суспензию отстаивают.
Сущность предлагаемого способа получения коагулирующе-флокулирующего реагента заключается в том, что железокремниевый материал обрабатывают 5-25%-ной серной или соляной кислотой при расходе кислоты 60-100% от стехиометрически необходимой нормы для взаимодействия с кислоторастворимыми компонентами сырья.
В качестве железокремниевого материала могут быть использованы отходы горнообогатительных производств и отвальные шлаки металлургических предприятий, основной минеральной составляющей которых является файялит 2FeO•SiO2 или оливин (Mg, Fe)2•SiO4. При обработке такого сырья серной или соляной кислотой в растворе образуются соответственно сульфаты или хлориды железа и растворимая кремниевая кислота:
Получаемая H4SiO4 способна образовывать истинные растворы, но слабо диссоциирует. Физико-химические свойства растворов H4SiO4 зависят от температуры, концентрации кремнезема, солевого состава растворов, их кислотности, времени выдержки и некоторых других факторов. Основным свойством растворов кремниевой кислоты является стремление к полимеризации и поликонденсации, что и обуславливает их флокуляционные свойства. Механизм флокулирующего действия кремниевой кислоты близок к механизму флокуляции с помощью органических полимеров, например полиакриламида.
Получаемая H4SiO4 способна образовывать истинные растворы, но слабо диссоциирует. Физико-химические свойства растворов H4SiO4 зависят от температуры, концентрации кремнезема, солевого состава растворов, их кислотности, времени выдержки и некоторых других факторов. Основным свойством растворов кремниевой кислоты является стремление к полимеризации и поликонденсации, что и обуславливает их флокуляционные свойства. Механизм флокулирующего действия кремниевой кислоты близок к механизму флокуляции с помощью органических полимеров, например полиакриламида.
Обработка железокремниевого материала 5 - 25%-ной серной или соляной кислотой обусловлена тем, что при концентрации кислоты менее 5 % увеличивается время разложения сырья и соотношение Feобщ.:SiO2 становится более 1,7 при соответствующем снижении концентрации коагулирующего агента - железа. Концентрация кислоты более 25% приводит к быстрой полимеризации кремниевой кислоты, что сводит к минимуму флокулирующие свойства реагента и создает трудности при его использовании.
При расходе кислоты более 100% возрастает доля непрореагировавшей кислоты, что является нецелесообразным, а при расходе кислоты менее 60% снижается извлечение каогулирующего агента и снижается стойкость получаемого реагента к полимеризации.
При соотношении Feобщ.:SiO2 меньшем, чем 1: 0,2 снижаются флокулирующие свойства реагента, а при соотношении более 1:1,7 создается избыток SiO2, который снижает устойчивость реагента к полимеризации. Соотношение Feобщ.: SiO2 можно регулировать различными путями: изменением расхода кислоты при разложении железо-кремниевого материала или использованием растворов кислот, содержащих соли железа и свободную кислоту, или сочетанием этих двух приемов.
Железокремниевый материал может обрабатываться растворами, содержащими соли железа и свободную серную кислоту, например, растворами, полученными при травлении различных марок стали на металлургических заводах, а также другими видами некондиционной серной или соляной кислоты, такими как промывная серная кислота, абгазная соляная кислота, отходы кислот, кислые стоки и др.
При обработке воды регулирование pH жидкой фазы осуществляют в пределах 3,5 - 11,0, что обусловлено природой полученного коагулирующе-флокулирующего реагента и его способностью очищать воду от вредных примесей. При величине pH жидкой фазы менее 3,5 и более 11,0 коагуляции и флокуляции не происходит и вода не очищается от примесей.
Отстаивание суспензии перед отделением жидкой фазы от осадка обусловлено тем, что продукт гидролиза железокремниевого реагента имеет устойчивую структуру и прочно удерживает сорбированные примеси. При этом десорбции примесей в очищенную воду не происходит.
Указанная выше сущность и преимущества изобретения могут быть пояснены следующими примерами.
Пример 1. Осуществляют обработку 25%-ной соляной кислотой 100 г свежеосажденного метасиликата железа, содержащего, мас.%: Feобщ. 42,4; SiO2 45,5 при 100%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 73oC. Обработку ведут в течение 20 мин до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.:SiO2 = 1 : 0,2. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 83,8; SiO2 18,2, разбавляют водой до рабочей концентрации Fe, равной 2% и используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Раствор не полимеризуется, а в процессе длительного хранения постепенно выделяется скоагулированная SiO2. Балластные компоненты отсутствуют.
Пример 2. Осуществляют обработку 15%-ной серной кислотой 100 г оливинсодержащих отходов комбината "Печенганикель", содержащего, мас% : Feобщ. 27,1; SiO2 40,7; MgO 8,7; Al2O3 6,5; CaO 4,7, при 90%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 73oC. Обработку ведут в течение 20 мин до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.:SiO2 = 1 : 1,2. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 47,0; Al 5,8; SiO2 56,3; MgO 13,0, разбавляют водой в 2 раза и используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Время полимеризации раствора реагента составляет 42 ч. Балластные компоненты отсутствуют, так как Al гидролизуется, a Mg образует соли жесткости, которые усиливают коагулирующее действие реагента.
Пример 3. Осуществляют обработку 15%-ной серной кислотой 100 г отвального шлака комбината "Североникель", содержащего, мас.%: Fеобщ. 45,2; SiO2 23,1; MgO 3,8; Al2O3 4,7; CaO 3,5; Ni 0,07; Cu 0,26, при 100%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 67oC. Обработку ведут в течение 20 мин до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.: SiO2 = 1: 0,5. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 70,1; SiO2 37,5; MgO 6,9; Al 1,8; Ni 0,06; Сu 0,09, после разбавления до рабочей концентрации используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Время полимеризации раствора реагента составляет 46 ч. Балластные компоненты отсутствуют, так как Al гидролизуется, a Mg образует соли жесткости, которые усиливают коагулирующее действие реагента. Микропримеси Ni и Сu соосаждаются с гидроксидным осадком в процессе обработки сточной воды при использовании реагента.
Пример 4. Осуществляют обработку 100 г отвального шлака комбината "Североникель" состава по примеру 3 промывной серной кислотой этого комбината, разбавленной до 10%-ной концентрации и содержащей, г/л: H2SO4 своб. 106,2; Cu 0,64; Ni 1,12; Co 0,03; As 0,22; Os 0,0025, при 80%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 63oC. Обработку ведут в течение 20 мин до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.: SiO2 = 1 : 0,48. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 52,8; Al 1,2; SiO2 27,2; MgO 4,0; Ni 1,19; Cu 0,64; Co 0,03; As 0,22; Os 0,0025, разбавляют в 2 раза водой и используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Время полимеризации раствора реагента составляет 56 ч. После разбавления раствор не полимеризуется, а в процессе хранения из раствора выделяется скоагулированная SiO2. Балластные компоненты отсутствуют, так как Al гидролизуется, a Mg образует соли жесткости, которые усиливают коагулирующее действие реагента. Микропримеси Cu, Ni, Со, As и Os соосаждаются с гидроксидным осадком и концентрируются в процессе обработки сточной воды при использовании реагента.
Пример 5. Осуществляют обработку 100 г отвального шлака комбината "Североникель", содержащего, мас.%: Feобщ. 39,1; SiO2 26,1; MgO 3,3; Al2O3 3,9; CaO 3,2; Ni 0,061; Cu 0,28 солянокислым раствором от травления стали, содержащим, г/л: Fe2O3 53,2 и HClсвоб. 62,1 (6%-ная HCl) при 60%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 43oC. Обработку ведут в течение 0,5 ч до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.: SiO2 = 1 : 0,2. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 72,43; SiO2 16,8; MgO 2,7; Al 0,85; CaO 2,6, разбавляют до рабочей концентрации Fe, равной 2% и используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Время полимеризации раствора реагента без разбавления составляет 52 ч. Балластные компоненты отсутствуют, Al гидролизуется, а Ca и Mg образуют соли жесткости, которые усиливают коагулирующее действие реагента. Микропримеси Ni и Cu соосаждаются с гидроксидным осадком в процессе обработки сточной воды при использовании реагента.
Пример 6. Осуществляют обработку 5%-ной серной кислотой 100 г оливинсодержащих отходов комбината "Печенганикель" состава по примеру 2 при 100%-ном от стехиометрии расходе кислоты и температуре процесса 41oC. Обработку ведут в течение 1 ч до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ.: SiO2 = 1 : 1,7. Полученную суспензию, жидкая фаза которой содержит, г/л: Feобщ. 12,7; Al 2,2; SiO2 23,2; MgO 3,8; Ni 0,02; Cu 0,002, используют в качестве коагулирующе-флокулирующего реагента. Раствор реагента не полимеризуется более 3 месяцев. Балластные компоненты отсутствуют, так как Al гидролизуется, a Mg образует соли жесткости, которые усиливают коагулирующее действие реагента. Микропримеси Ni и Cu соосаждаются с гидроксидным осадком в процессе обработки сточной воды при использовании реагента.
Сущность и преимущества способа обработки воды поясняются следующими примерами.
Пример 7. Пробу сточных вод с участка гальванической металлизации и шлифования, объемом 1 л, с pH среды 6,7, содержащую, мг/л : взвешенные вещества 178; нефтепродукты 1363; Cr(VI) 357; Feобщ. 5,3, обрабатывают 7,5 мл коагулирующе-флокулирующего реагента, полученного по примеру 1, до pH < 2 при механическом перемешивании в течение 10 мин для восстановления хрома до трехвалентного состояния, после чего, не прекращая перемешивания массы, вводят доломит до обеспечения pH 3,5, при котором начинается гидролиз и коагуляция, с дальнейшим повышением pH до 8,2. Образовавшуюся суспензию отстаивают в течение 1 часа, жидкую фазу отделяют от осадка декантацией. Очищенная сточная вода имеет остаточное содержание, мг/л: взвешенные вещества 15,7; нефтепродукты 4,0; Feобщ. 0,1. Степень очистки воды составляет, %: взвешенные вещества 91,7; Cr 100; Feобщ. 98,1. Осадок плотный, бурый, имеет влажность 94-95%.
Пример 8. Проба сточных вод Мурманского свинокомплекса "Пригородный", объемом 1 л, с pH среды 6,6, содержащая, мг/л: взвешенные вещества 16919; общий азот 3587; аммонийный азот 841,2; фосфаты 459,2, имеющая, мг O2/л : ХПК (химическое потребление кислорода) 21363 и БПК5 (пятисуточное биологическое потребление кислорода) 6372, обрабатывают 10%-ной суспензией известкового молока до pH 11 - 12 при перемешивании сжатым воздухом, после чего, не прекращая перемешивания массы, вводят 8,5 мл коагулирующе-флокулирующего реагента, полученного по примеру 2. После перемешивания сточных вод в течение 10 мин pH жидкой фазы составляет 8 - 9. Образовавшуюся концентрированную суспензию отстаивают в течение 1 ч, жидкую фазу отделяют от осадка декантацией. Очищенная сточная вода имеет остаточное содержание, мг/л: взвешенные вещества 63,0; общий азот 778,4; аммонийный азот 39,5; фосфаты 23,7; ХПК 576,8 и БПК5 247. Степень очистки воды составляет, %: взвешенные вещества 99,6; общий азот 78,3; аммонийный азот 95,3; фосфаты 94,8; ХПК 97,3 и БПК5 96,1. Сгущенный остаток представляет собой органоминеральное удобрение, содержащее фосфат магния и аммония.
Пример 9. Пробу сточных вод с комбината "Североникель", объемом 1 л, с рН среды 8,1, содержащую, мг/л: взвешенные вещества 238; Cu 22,3; Ni 31,5; Co 1,35; платиновые металлы: Pt, Pd, lr, Ru, Rh - 0,037, обрабатывают известковым молоком до pH 11,56 при механическом перемешивании в течение 5 мин, после чего, не прекращая перемешивания массы, дробно вводят 1,2 мл коагулирующе-флокулирующего реагента, полученного по примеру 3, при постепенном понижении pH жидкой фазы до 11, при котором начинается гидролиз и коагуляция, с дальнейшим понижением pH до 8,3. Образовавшуюся суспензию отстаивают в течение 0,5 ч, жидкую фазу отделяют от осадка декантацией. Очищенная сточная вода имеет остаточное содержание, мг/л: взвешенные вещества менее 5; Cu 0,113; Ni 0,33; Co 0,01; Feобщ. 0,09; Al 0,12; платиновые металлы - следы. Степень очистки воды составляет, %: Cu 99,5; Ni 99,0; Со 99,3; Feобщ. 99,8; Al 89,7; платиновые металлы > 99,5. Осадок плотный, бурый, имеет влажность 94- 95%.
В примерах 10 и 11 приведены процессы очистки сточной воды комбината "Североникель" коагулирующе-флокулирующими реагентами, полученными по предлагаемому способу и прототипу, с использованием одной и той же промывной серной кислоты.
Пример 10. Пробу сточной воды комбината "Североникель", объемом 1 л, с pH среды 8,2, содержащую, мг/л: взвешенные вещества 341; Cu 29,7; Ni 42,4; Co 0,97, обрабатывают 10%-ным известковым молоком до pH 12,52 при механическом перемешивании в течение 5 мин, после чего, не прекращая перемешивания массы, дробно вводят 1,32 мл коагулирующе-флокулирующего реагента, полученного по примеру 4, при постепенном понижении pH жидкой фазы до 8,46, при котором наиболее интенсивно происходит гидролиз и коагуляция. Образовавшуюся суспензию отстаивают в течение 1 ч, жидкую фазу отделяют от осадка декантацией. Очищенная сточная вода имеет остаточное содержание, мг/л: взвешенные вещества менее 5; Cu 0,07; Ni 0,31; Co 0,008; As < 0,01; Feобщ. 0,13; Al 0,41; SiO2 0,6; Os - следы. Степень очистки воды составляет, %: Cu 99,8; Ni 99,3; Со 99,2; As > 96,3; Feобщ. 99,6; Al 71,7; SiO2 96,6; Os > 99,6. Осадок плотный, бурый, весом 1,0274.
Пример 11. Осуществляют обработку 100 г нефелинового концентрата промывной серной кислотой состава по примеру 4, разбавленной до концентрации H2SO4 своб., равной 50 г/л, при их соотношении 1 : 1,06 в течение 20 минут. Полученная жидкая фаза суспензии имеет химический состав, г/л: Al2O3 12,6; SiO2 15,1; Fe2O3 0,7; Na2O 6,6; K2O 2,85; Ni 0,56; Cu 0,32; As 0,11; Co 0,02. Молярное отношение Al2O3:SiO2 = 1 : 2. В пробу сточной воды комбината "Североникель" по примеру 10, вводят 7 мл алюмосиликатного коагулянта до pH 3,66. Отфильтровывают 0,5 л образовавшейся суспензии, определяют состав обработанной воды, г/л: Al2O3 15,7; SiO2 19,8; Fe 0,01; Na2O 46,2; K2O 20,0; Ni 46,3; Cu 31,9; As 0,77; Co 1,07. Вторую половину пробы нейтрализуют 5%-ной аммиачной водой до pH 8,21 и подвергают отстаиванию в течение 1 ч, осветленный слой декантируют. Очищенная сточная вода имеет остаточное содержание, мг/л: Al2O3 6,0; SiO2 7,6; Fe 0,01; Na2O 46,2; K2O 20,0; Ni 10,3; Cu 8,7; As 0,25; Co 0,3; Os 0,01. Степень очистки воды составляет, %: Al2O3 93,5; SiO2 97,2; Fe 99,7; Ni 77,8; Cu 72,7; As 67,5; Co 72,0; Os 42,9.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение позволяет получать железосодержащий коагулирующе-флокулирующий реагент, обладающий повышенной стойкостью к полимеризации и содержащий пониженное содержание балластных компонентов, а также повысить эффективность очистки воды в более широком интервале pH при его использовании.
Claims (5)
1. Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента путем обработки металлкремнийсодержащего материала раствором серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве металлкремнийсодержащего материала используют железокремниевый материал, а его обработку ведут 5 - 25%-ной серной или соляной кислотой при ее расходе 60 - 100% от стехиометрии до обеспечения в реакционном растворе молярного соотношения Feобщ. : SiO2 = 1 : 0,2 - 1,7.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве железокремниевого материала используют отходы горнообогатительных производств и отвальные шлаки металлургических предприятий, содержащие файялит и/или оливин.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве раствора серной или соляной кислоты используют кислые травильные растворы металлургических производств, или промывную серную кислоту сернокислотного производства, или абгазную соляную кислоту от производства каустической соды.
4. Способ обработки воды, включающий введение коагулирующе-флокулирующего реагента, содержащего соль металла и коллоидную кремниевую кислоту, при регулировании pH жидкой фазы образовавшейся суспензии и отделение жидкой фазы от осадка, отличающийся тем, что в качестве реагента используют коагулирующе-флокулирующий реагент, полученный по п.1, содержащий в качестве соли металла соль железа, а регулирование pH жидкой фазы осуществляют в пределах 3,5 - 11,0.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед отделением жидкой фазы от осадка суспензию отстаивают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119802A RU2131849C1 (ru) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119802A RU2131849C1 (ru) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2131849C1 true RU2131849C1 (ru) | 1999-06-20 |
Family
ID=20199487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97119802A RU2131849C1 (ru) | 1997-12-02 | 1997-12-02 | Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2131849C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174106C1 (ru) * | 2000-08-01 | 2001-09-27 | Лысов Владимир Афанасьевич | Способ получения алюмосиликатного флокулянта |
| RU2181694C2 (ru) * | 2000-07-20 | 2002-04-27 | Набиуллин Рашит Габдрахманович | Способ получения коагулянта (варианты) |
| GR20060100555A (el) * | 2006-10-06 | 2008-05-21 | Νικολαος Κωνσταντινου Χρυσοχου | Μεθοδος παραγωγης αλατων δισθενους και τρισθενουσσιδηρου με σκωρια μεταλλουργιας σιδηρονικελιου ή και χαλυβουργιας, για χρηση στην παραγωγικη διαδικασια τσιμεντου και αλλου. |
| RU2424195C1 (ru) * | 2010-01-15 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ получения железосодержащего коагулянта |
| RU2438993C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТРИВЕКТР" | Способ получения железокремниевого флокулянта-коагулянта и способ обработки воды |
| RU2571116C2 (ru) * | 2014-03-21 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама |
| RU2656305C2 (ru) * | 2016-09-29 | 2018-06-04 | Алла Борисовна Дягилева | Способ получения низкоконцентрированного композиционного коагулянта-флокулянта на основе нефелинсодержащего сырья и золы |
| RU2759099C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения железосодержащего коагулянта для очистки воды |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366479A1 (ru) * | 1985-07-27 | 1988-01-15 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Обогащению Руд Цветных Металлов | Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ |
| EP0340353A1 (en) * | 1986-11-21 | 1989-11-08 | Suido Kiko Kabushiki Kaisha | Flocculant for water treatment |
| EP0403244A1 (en) * | 1989-06-14 | 1990-12-19 | Buxton Lime Industries Limited | Water treatment process |
| EP0551061A1 (en) * | 1991-12-12 | 1993-07-14 | Kemira Kemi Aktiebolag | Process for the preparation of a coagulating chemical |
-
1997
- 1997-12-02 RU RU97119802A patent/RU2131849C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1366479A1 (ru) * | 1985-07-27 | 1988-01-15 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Обогащению Руд Цветных Металлов | Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ |
| EP0340353A1 (en) * | 1986-11-21 | 1989-11-08 | Suido Kiko Kabushiki Kaisha | Flocculant for water treatment |
| EP0403244A1 (en) * | 1989-06-14 | 1990-12-19 | Buxton Lime Industries Limited | Water treatment process |
| EP0551061A1 (en) * | 1991-12-12 | 1993-07-14 | Kemira Kemi Aktiebolag | Process for the preparation of a coagulating chemical |
| US5662826A (en) * | 1991-12-12 | 1997-09-02 | Kemira Kemi Aktiebolag | Process for the preparation of a coagulating chemical comprising dissolving a solid zeolite in a solution of trivalent metal salt |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2181694C2 (ru) * | 2000-07-20 | 2002-04-27 | Набиуллин Рашит Габдрахманович | Способ получения коагулянта (варианты) |
| RU2174106C1 (ru) * | 2000-08-01 | 2001-09-27 | Лысов Владимир Афанасьевич | Способ получения алюмосиликатного флокулянта |
| GR20060100555A (el) * | 2006-10-06 | 2008-05-21 | Νικολαος Κωνσταντινου Χρυσοχου | Μεθοδος παραγωγης αλατων δισθενους και τρισθενουσσιδηρου με σκωρια μεταλλουργιας σιδηρονικελιου ή και χαλυβουργιας, για χρηση στην παραγωγικη διαδικασια τσιμεντου και αλλου. |
| RU2424195C1 (ru) * | 2010-01-15 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Способ получения железосодержащего коагулянта |
| RU2438993C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТРИВЕКТР" | Способ получения железокремниевого флокулянта-коагулянта и способ обработки воды |
| RU2571116C2 (ru) * | 2014-03-21 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" | Способ получения адсорбента-коагулянта на основе красного шлама |
| RU2588535C1 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта |
| RU2656305C2 (ru) * | 2016-09-29 | 2018-06-04 | Алла Борисовна Дягилева | Способ получения низкоконцентрированного композиционного коагулянта-флокулянта на основе нефелинсодержащего сырья и золы |
| RU2759099C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения железосодержащего коагулянта для очистки воды |
| RU2836241C1 (ru) * | 2024-10-02 | 2025-03-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Композиционный реагент для очистки водных растворов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5510040A (en) | Removal of selenium from water by complexation with polymeric dithiocarbamates | |
| US3544476A (en) | Coagulant and method for treating aqueous medium comprising a basic metal salt and a multivalent anion | |
| Niu et al. | Preparation and coagulation efficiency of polyaluminium ferric silicate chloride composite coagulant from wastewater of high-purity graphite production | |
| US3388060A (en) | Process and composition for purification of water supplies and aqueous wastes | |
| US3338828A (en) | Purification of water supplies and aqueous wastes | |
| US3066095A (en) | Water purification agents and method of using same | |
| JP2987694B2 (ja) | 水処理凝集剤および水処理方法 | |
| RU2131849C1 (ru) | Способ получения коагулирующе-флокулирующего реагента и способ обработки воды | |
| CN108495821A (zh) | 用于从废水中去除硫酸盐和金属的组合物和方法 | |
| US5451327A (en) | Compound and method for treating water containing metal ions and organic and/or inorganic impurities | |
| US4519921A (en) | Methods for removing pollutants from water and waste water and for reducing sludge resistance to dewatering | |
| Trinh et al. | Coagulation of phosphorus: effects of Al (III) species (Ala, Alb, and Alc) | |
| US5762807A (en) | Composition and process for treating water and gas streams containing heavy metals and other pollutants | |
| RU2085509C1 (ru) | Способ очистки щелочных сточных вод, неорганический коагулянт для очистки щелочных сточных вод и способ его получения | |
| RU2049735C1 (ru) | Способ очистки промышленных сточных вод | |
| JP3355281B2 (ja) | 金属含有酸性排液の処理剤および処理方法 | |
| RU2100288C1 (ru) | Способ очистки сточных вод и водных растворов солей щелочных металлов от мышьяка | |
| RU2195434C2 (ru) | Коагулянт для очистки природных и сточных вод, способ его получения и способ его использования | |
| RU2250877C1 (ru) | Способ очистки природных и сточных вод | |
| King et al. | Recovery and reuse of coagulants from treatment of water and wastewater | |
| JP3339352B2 (ja) | 汚泥の処理方法 | |
| JP2001347275A (ja) | チタン系凝集剤 | |
| SU1386584A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от соединений т желых металлов | |
| RU2792510C1 (ru) | Способ очистки многокомпонентных промышленных сточных вод, содержащих цинк и хром | |
| RU2104316C1 (ru) | Способ осаждения ионов тяжелых металлов из промышленных сточных вод |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081203 |