RU2411194C2 - Method of reducing content of calcium ions in waste water - Google Patents

Method of reducing content of calcium ions in waste water Download PDF

Info

Publication number
RU2411194C2
RU2411194C2 RU2009116035/05A RU2009116035A RU2411194C2 RU 2411194 C2 RU2411194 C2 RU 2411194C2 RU 2009116035/05 A RU2009116035/05 A RU 2009116035/05A RU 2009116035 A RU2009116035 A RU 2009116035A RU 2411194 C2 RU2411194 C2 RU 2411194C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
content
calcium
alkali
calcium ions
Prior art date
Application number
RU2009116035/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009116035A (en
Inventor
Александр Шлемович Гершенкоп (RU)
Александр Шлемович Гершенкоп
Юрий Евгеньевич Брыляков (RU)
Юрий Евгеньевич Брыляков
Ирина Николаевна Потапова (RU)
Ирина Николаевна Потапова
Александр Васильевич Артемьев (RU)
Александр Васильевич Артемьев
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Горный институт Кольского научного центра РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Горный институт Кольского научного центра РАН filed Critical Учреждение Российской академии наук Горный институт Кольского научного центра РАН
Priority to RU2009116035/05A priority Critical patent/RU2411194C2/en
Publication of RU2009116035A publication Critical patent/RU2009116035A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411194C2 publication Critical patent/RU2411194C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in mineral processing using a floatation method, where content of calcium in recycled water is limited. Calcium ions are removed from waste water through successive addition of a carbonate of an alkali metal and an alkali with subsequent separation of the residue which is difficult to dissolve. The alkali metal carbonate used is calcined soda. After adding an alkali to pH 11.0-11.5, an anionic surfactant - crude tall oil soap - is added to form floccule, and a coagulant - iron sulphate, is added. To intensify formation of floccule and increasing the rate of precipitation, concentration of anionic surfactants is 20-70 mg/l. To remove the formed floccule through floatation, concentration of anionic surfactants is 50-100 mg/l.
EFFECT: invention ensures content of calcium in purified water of up to 1 mg/l and rate of precipitation higher than 0,16 mm/s.
3 cl, 1 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотационным способом с применением оборотного водоснабжения и может быть использовано в других отраслях промышленности, где лимитируется содержание кальция.The invention relates to the beneficiation of minerals by flotation using recycled water and can be used in other industries where the calcium content is limited.

Как известно, избыток ионов кальция (более 20 мг/л) в оборотной воде приводит к нарушению селективности флотационного процесса. Учитывая объем потребляемой оборотной воды, подготавливать оборотную воду, снижая содержание ионов кальция, неэкономично. Поэтому целесообразно вести подготовку сбрасываемой воды отдельных цехов, в сточных водах которых содержится наибольшее количество ионов кальция. К таким цехам относятся тепловые электростанции, где удаляемая пульпа газозолоудаления (ГЗУ) содержит до 370 мг/л кальция. Эта пульпа, поступая в хвостохранилище, постепенно повышает содержание этих ионов.As you know, an excess of calcium ions (more than 20 mg / l) in the circulating water leads to a violation of the selectivity of the flotation process. Given the amount of circulating water consumed, preparing circulating water, reducing the content of calcium ions, is uneconomical. Therefore, it is advisable to prepare the discharged water of individual workshops, in the wastewater of which contains the largest amount of calcium ions. Such workshops include thermal power plants, where the removed pulp of gas ash removal (GZU) contains up to 370 mg / l of calcium. This pulp, entering the tailings, gradually increases the content of these ions.

Известны различные способы регулировки содержания Са2+ в воде.Various methods are known for adjusting the Ca 2+ content in water.

Так, известен способ удаления ионов кальция ионообменным способом (Обработка воды на тепловых электростанциях. / Баулина А.И., Гурвич С.М., Кветковский В.М. и др. // М.-Л.: «Энергия». - 1966. - с.209-242). Для подготовки оборотных вод данный способ неприменим из-за содержания в этой воде твердой фазы, сложности аппаратурного оформления с регенерацией наполнителей фильтров и по экономическим соображениям.So, there is a known method of removing calcium ions by the ion-exchange method (Water treatment at thermal power plants. / Baulina A.I., Gurvich S.M., Kvetkovsky V.M. et al. // M.-L .: "Energy". - 1966. - p.209-242). For the preparation of recycled water, this method is not applicable due to the content of the solid phase in this water, the complexity of the hardware design with the regeneration of filter fillers, and for economic reasons.

Известен также способ удаления ионов кальция извесково-содовым методом, где воду обрабатывают гашеной известью и содой. Этот способ применяется для удаления жесткости до 0.35-1 мг-экв/л (Л.А.Кульский. «Теоретические основы и технология кондиционирования воды». / Киев: «Наукова думка» - 1971, - с.372; В.А.Клячко, И.Э.Апельцин. «Очистка природных вод». / Москва: Изд. лит-ры по строительству. - 1971, - с.343-350).There is also known a method of removing calcium ions by the soda-soda method, where water is treated with hydrated lime and soda. This method is used to remove stiffness up to 0.35-1 mEq / l (L.A. Kulsky. “Theoretical foundations and technology of water conditioning.” / Kiev: “Naukova Dumka” - 1971, - p.372; V.A. Klyachko, I.E. Apeltsin, "Purification of Natural Waters." / Moscow: Publishing Books on Construction. - 1971, - p. 343-350).

Помимо предела по жесткости, указанному выше, необходимо следить за дозировкой извести, ее избыток приводит к нерациональному перерасходованию соды. Для уменьшения жесткости этим способом ниже указанных пределов рекомендуется подогревать воду, что не экономично при больших объемах очищаемой воды.In addition to the hardness limit indicated above, it is necessary to monitor the dosage of lime, its excess leads to irrational overuse of soda. To reduce the stiffness in this way below the specified limits, it is recommended to heat the water, which is not economical with large volumes of purified water.

Наиболее близким решением является умягчение воды введением щелочи и карбоната щелочного металла с последующей нейтрализацией пищевой кислотой, например фосфорной. Очистку воды для ускорения процесса ведут при повышенных температурах, умягчаемую воду доводят до кипения и кипятят до 3 минут. Такая подготовка воды предусматривает дополнительные затраты на нагрев воды (пат. РФ №2091334), что не приемлемо для промышленного использования при больших объемах воды. Она основана на регулировании рН среды и вводе для связывания Са2+ анионами

Figure 00000001
. Однако суспензия образующейся труднорастворимой соли СаСО3 может находиться во взвешенном состоянии несколько часов, что затрудняет использование этого способа. Следует отметить также необходимость обозначения четких параметров процесса, в первую очередь, значений рН, т.к. существует зависимость от этих значений перехода бикарбонатной формы
Figure 00000002
в карбонатную
Figure 00000003
, что определяет степень умягчения воды.The closest solution is to soften the water with the introduction of alkali and alkali metal carbonate, followed by neutralization with food acid, such as phosphoric acid. Water purification to accelerate the process is carried out at elevated temperatures, softened water is brought to a boil and boiled for 3 minutes. Such water treatment involves additional costs for heating water (US Pat. RF No. 2091334), which is not acceptable for industrial use with large volumes of water. It is based on adjusting the pH of the medium and introducing for binding Ca 2+ anions
Figure 00000001
. However, the suspension of the resulting sparingly soluble CaCO 3 salt may remain in suspension for several hours, which makes it difficult to use this method. It should also be noted the need to designate clear process parameters, primarily pH values, because there is a dependence on these transition values of the bicarbonate form
Figure 00000002
to carbonate
Figure 00000003
that determines the degree of water softening.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод от ионов кальция и интенсификация удаления образующейся суспензии труднорастворимой соли.The aim of the present invention is to increase the efficiency of wastewater treatment from calcium ions and to intensify the removal of the resulting suspension of insoluble salt.

Поставленная цель достигается введением карбоната щелочного металла при рН выше 11.0, анионных поверхностно-активных веществ, например мыла сырого таллового масла (МСТМ), неорганического коагулянта, железного купороса, и повторном повышении значений рН до значений выше 11.0. При выполнении всех вышеуказанных действий содержание ионов кальция в подготовленной воде составляет ниже 10 мг/л (0.2 мг-экв/л), что удовлетворяет требованиям флотационного процесса на обогатительных фабриках ОАО «Апатит». Интенсификация удаления суспензии образованной труднорастворимой соли СаСО3 связана с необходимостью достижения максимально возможных скоростей осветления, что в свою очередь связано с площадями отстойников. Вода после очистки поступает в хвостохранилище, где выравниваются значения рН ввиду присутствия в хвостах фабрики щелочных минералов и наличия слабокислых сливов, получаемых после сгущения концентратов.This goal is achieved by the introduction of an alkali metal carbonate at a pH above 11.0, anionic surfactants, such as crude tall oil soap (MCMT), inorganic coagulant, iron sulfate, and a second increase in pH values to values above 11.0. When all the above actions are performed, the content of calcium ions in the prepared water is below 10 mg / l (0.2 mEq / l), which meets the requirements of the flotation process at the Apatit concentrators. The intensification of the removal of the suspension of the formed sparingly soluble CaCO 3 salt is associated with the need to achieve the maximum possible clarification rates, which in turn is associated with the area of the settlers. After purification, water enters the tailing dump, where the pH values are equalized due to the presence of alkaline minerals in the factory tails and the presence of slightly acidic plums obtained after concentration of the concentrates.

Сущность предлагаемого способа заключается в образовании труднорастворимой соли СаСО3 после добавления карбоната щелочного металла при значениях рН выше 11.0, для чего подается щелочь. Повышение рН переводит бикарбонатные ионы в карбонатные, а значения рН, равные или выше 11.0, обеспечивают такой переход более чем на 80%. Для образования зародышей коагуляции в воду после соды подают небольшие количества МСТМ, образующего жирнокислотные соли кальция, произведение растворимости которых равно 10-12.4, для сравнения произведение растворимости (Пр) СаСО3 равно 4.8·10-9 (М.А.Эйгелес. «Основы флотации несульфидных минералов». - М.: Недра. - 1964, - с.132). Для ускорения коагуляционного процесса после этого вводится неорганический коагулянт, введение которого снижает рН подготавливаемой воды до значений ниже 10.5-10.6, что уменьшает степень перехода бикарбонатов в карбонатные ионы до 60% и менее и соответственно повышает содержание ионов кальция в очищаемой воде. Для того чтобы сохранить необходимое содержание карбонатных ионов, рН очищаемой воды повышают до начальных значений (рН 11.2). При таком подходе скорость осветления оборотных вод повышается до 0.178 мм/сек и выше, что обеспечивает работу 3-х сгустителей диаметром 30 м, имеющихся на фабрике при производительности по исходной воде 1250 м3/час.The essence of the proposed method consists in the formation of a sparingly soluble CaCO 3 salt after the addition of an alkali metal carbonate at pH values above 11.0, for which alkali is supplied. An increase in pH converts bicarbonate ions to carbonate, and pH values equal to or higher than 11.0 provide such a transition by more than 80%. To form coagulation nuclei, small amounts of MCTM are added to the water after soda, which forms fatty acid calcium salts, the solubility product of which is 10 -12.4 , for comparison, the solubility product (Pr) of CaCO 3 is 4.8 · 10 -9 (M.A. Eigelés. “Fundamentals flotation of non-sulfide minerals. "- M .: Nedra. - 1964, - p.132). To accelerate the coagulation process, an inorganic coagulant is then introduced, the introduction of which reduces the pH of the prepared water to values below 10.5-10.6, which reduces the degree of conversion of bicarbonates to carbonate ions to 60% or less and, accordingly, increases the content of calcium ions in the purified water. In order to maintain the required content of carbonate ions, the pH of the purified water is raised to the initial values (pH 11.2). With this approach, the rate of clarification of recycled water increases to 0.178 mm / s and higher, which ensures the operation of 3 thickeners with a diameter of 30 m, available at the factory with a feed water capacity of 1250 m 3 / h.

Второй путь вывода образовавшихся флокул из очищаемой воды является флотационный. Как было показано выше, добавление анионного поверхностно-активного вещества ускоряет процесс флокулообразования, т.к. Пр олеата кальция и олеата железа (II) равны 10-12.4. Для флотационного удаления флокул концентрация МСТМ составит 50-100 мг/л, что выше, чем требуется для интенсификации флокулообразования. Принципиально, исходя из Пр солей жирных кислот можно очищать воду от многовалентных катионов, используя поверхностно-активные вещества, но это возможно при применении их для удаления из воды ионов ценных металлов, т.к. в других случаях это экономически себя не оправдывает.The second way to remove the resulting flocs from the purified water is flotation. As shown above, the addition of anionic surfactants accelerates the process of flocculation, because The calcium oleate and iron (II) oleate are equal to 10 -12.4 . For flotation floccule removal, the concentration of MCMT will be 50-100 mg / L, which is higher than that required for intensification of flocculation. In principle, based on Pr salts of fatty acids, it is possible to purify water from multivalent cations using surfactants, but this is possible when they are used to remove valuable metal ions from water, because in other cases, this does not justify itself economically.

Предлагаемый способ вывода ионов кальция из воды можно пояснить следующими примерами.The proposed method for the removal of calcium ions from water can be explained by the following examples.

Пример 1. В воду, содержащую 79 мг/л кальция, ввели 120 мг/л

Figure 00000004
в виде карбоната щелочного металла, затем довели до значений рН 11.2. После чего ввели железный купорос до концентрации 70 мг/л, рН очищаемой воды снизился до 10.8. Скорость осаждения флокул составила 0.1 мм/сек, а содержание ионов кальция - 9.72 мг/л, содержание «взвешенных» - 114 мг/л.Example 1. In the water containing 79 mg / l of calcium, was introduced 120 mg / l
Figure 00000004
in the form of an alkali metal carbonate, then adjusted to pH 11.2. After that, iron sulfate was introduced to a concentration of 70 mg / l, the pH of the purified water decreased to 10.8. The floccule deposition rate was 0.1 mm / s, and the content of calcium ions was 9.72 mg / l, the content of “suspended” was 114 mg / l.

Пример 2. В воду, содержащую ионы кальция, ввели компоненты по примеру 1, но расход железного купороса увеличили до 150 мг/л, рН после ввода соды и щелочи составил 11.21, а после добавления железного купороса для увеличения скорости осаждения флокул - 10.28. Содержание кальция в очищенной воде составило 32.52 мг/л, а скорость осаждения флокул - 0.15 мм/сек, содержание «взвешенных» - 92 мг/л.Example 2. In the water containing calcium ions, the components of Example 1 were introduced, but the consumption of iron sulfate was increased to 150 mg / L, the pH after adding soda and alkali was 11.21, and after adding iron sulfate to increase the deposition rate of floccules - 10.28. The calcium content in purified water was 32.52 mg / l, and the deposition rate of flocs was 0.15 mm / s, and the content of suspended particles was 92 mg / l.

Пример 3. В исследуемую воду ввели реагенты по примеру 1, но перед железным купоросом, концентрация которого составляла 70 мг/л, ввели МСТМ до концентрации 50 мг/л, рН воды составил 10.87. Содержание кальция в очищенной воде составило 15.05 мг/л, а скорость осаждения флокул была равна 0.12 мм/сек, содержание «взвешенных» - 150 мг/л.Example 3. The reagents of Example 1 were introduced into the test water, but before iron sulfate, the concentration of which was 70 mg / L, MCM was added to a concentration of 50 mg / L, the pH of the water was 10.87. The calcium content in purified water was 15.05 mg / l, and the deposition rate of flocs was 0.12 mm / s, the content of "suspended" was 150 mg / l.

Пример 4. В исследуемую воду ввели реагенты по примеру 3, но концентрацию железного купороса увеличили до 150 мг/л, рН воды составил 10.17. Концентрация ионов кальция в очищенной воде была равна 30.45 мг/л, а скорость осаждения - 0.16 мм/сек, содержание «взвешенных» - 87 мг/л.Example 4. In the test water was introduced the reagents of example 3, but the concentration of iron sulfate was increased to 150 mg / l, the pH of the water was 10.17. The concentration of calcium ions in purified water was equal to 30.45 mg / l, and the deposition rate was 0.16 mm / s, the content of "suspended" was 87 mg / l.

Пример 5. В исследуемую воду ввели реагенты по примеру 4, после ввода всех реагентов добавили щелочь до значения рН, равного 11.2. Содержание кальция в очищенной воде составило 9.62 мг/л, а скорость осаждения флокул была равна 0.172 мм/сек.Example 5. The reagents of Example 4 were introduced into the test water; after entering all the reagents, alkali was added to a pH value of 11.2. The calcium content in the purified water was 9.62 mg / l, and the floccule sedimentation rate was 0.172 mm / s.

В примерах 1, 2 время достижения порога коагуляции составляло 20 сек, а в примерах 3, 4, - 5-5 сек.In examples 1, 2, the time to reach the coagulation threshold was 20 seconds, and in examples 3, 4, 5-5 seconds.

Пример 6. В исследуемую воду ввели реагенты по примеру 5, отличие было в том, что МСТМ вводили после железного купороса. Содержание кальция в очищенной воде составило 25.6 мг/л, а скорость осаждения флокул - 0.168 мм/сек, содержание «взвешенных» - 82 мг/л.Example 6. The test reagents were introduced into the test water according to example 5, the difference was that MCMT was introduced after iron sulfate. The calcium content in purified water was 25.6 mg / l, and the deposition rate of flocs was 0.168 mm / s, and the content of "suspended" was 82 mg / l.

Все результаты этих опытов и последующих приведены в таблице.All results of these experiments and subsequent are given in the table.

Таким образом, предложенный способ очистки сточных вод от ионов кальция позволяет снизить их содержание до значений 10 мг/л и ниже при соблюдении стехиометрических соотношений Ca2+ и

Figure 00000005
с учетом перехода бикарбонатных ионов в карбонатные для образования труднорастворимой соли СаСО3. Вывод этой соли из очищаемой воды может осуществляться осаждением при вводе железного купороса с корректировкой значений рН до значений, равных 11.2, и интенсификацией флокулообразования вводом МСТМ. Ввод МСТМ осуществляется перед подачей железного купороса. Снижение порога коагуляции в системе характеризует интенсификацию флокулообразования.Thus, the proposed method for purification of wastewater from calcium ions allows to reduce their content to values of 10 mg / l and lower, while observing stoichiometric ratios of Ca 2+ and
Figure 00000005
taking into account the transition of bicarbonate ions into carbonate ions to form a sparingly soluble CaCO 3 salt. The withdrawal of this salt from purified water can be carried out by precipitation during the introduction of iron sulfate with the adjustment of pH values to values equal to 11.2, and the intensification of flocculation by the introduction of MCMT. The input of the MSTM is carried out before the supply of iron sulfate. A decrease in the coagulation threshold in the system characterizes the intensification of flocculation.

Для вывода образованных флокул флотацией концентрация анионных поверхностно-активных веществ составляет в пределах 50-100 мг/л. Ниже этих концентраций увеличивается содержание взвешенных, а выше нецелесообразно, т.к. при 100 мг/л содержание «взвешенных» в очищенной воде составляет 82 мг/л.

Figure 00000006
To remove floccules formed by flotation, the concentration of anionic surfactants is in the range of 50-100 mg / L. Below these concentrations, the content of suspended ones increases, and above it is impractical, because at 100 mg / l, the content of "suspended" in purified water is 82 mg / l.
Figure 00000006

Claims (3)

1. Способ очистки сточных вод от ионов кальция, включающий ввод карбоната щелочного металла и щелочи с последующим отделением труднорастворимого осадка, отличающийся тем, что в качестве карбоната щелочного металла используют кальцинированную соду, а после введения щелочи до рН 11,0-11,5 вводят анионное поверхностно-активное вещество - мыло сырого талового масла для образования флокул, а затем коагулянт - железный купорос.1. The method of purification of wastewater from calcium ions, including the introduction of an alkali metal carbonate and alkali, followed by separation of an insoluble precipitate, characterized in that soda ash is used as an alkali metal carbonate, and after the introduction of alkali to pH 11.0-11.5, anionic surfactant - soap of crude tall oil for the formation of flocs, and then the coagulant - iron sulfate. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для интенсификации флокулообразования и увеличения скорости осаждения концентрация анионных поверхностно-активных веществ составляет 20-70 мг/л.2. The method according to claim 1, characterized in that for the intensification of flocculation and increase the deposition rate, the concentration of anionic surfactants is 20-70 mg / L. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления образованных флокул флотацией концентрация анионных поверхностно-активных веществ составляет 50-100 мг/л. 3. The method according to claim 1, characterized in that to remove the flocs formed by flotation, the concentration of anionic surfactants is 50-100 mg / L.
RU2009116035/05A 2009-04-27 2009-04-27 Method of reducing content of calcium ions in waste water RU2411194C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116035/05A RU2411194C2 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Method of reducing content of calcium ions in waste water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009116035/05A RU2411194C2 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Method of reducing content of calcium ions in waste water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009116035A RU2009116035A (en) 2010-11-10
RU2411194C2 true RU2411194C2 (en) 2011-02-10

Family

ID=44025594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009116035/05A RU2411194C2 (en) 2009-04-27 2009-04-27 Method of reducing content of calcium ions in waste water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411194C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104710037B (en) * 2015-03-12 2017-08-18 杭州天创环境科技股份有限公司 A kind of method of ammonium salt waste water deliming

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009116035A (en) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108623050B (en) Desulfurization wastewater treatment method and system
CN108623063B (en) Desulfurization wastewater treatment method and system
KR102093004B1 (en) Method for comprehensive recovery of magnesium-containing smelting wastewater
JP2019505368A (en) Recovery of phosphorus compounds from wastewater
CA2873785C (en) A high rate chemical softening process
CN109384332A (en) A kind of method of coal burning flue gas desulfurization wastewater treatment
CN105399260B (en) A kind of power plant condensation crystal processing regenerative wastewater process for reclaiming
CN109095578B (en) Method for recovering calcium and magnesium in power plant desulfurization wastewater by oxalic acid precipitation method
CN111635066B (en) Method and device for recovering soluble silicon in silicon-containing wastewater
CN106082516B (en) Salt separation crystallization process and device
CN109970267A (en) The processing method and processing unit of desulfurization wastewater sub-prime crystallization
CN111718048A (en) Wet desulphurization waste water and salt separation zero-emission system and salt separation zero-emission method
CN111170520A (en) Treatment process and treatment system for desulfurization wastewater
CN112225355A (en) Shale gas recovery flowback fluid treatment process
CN111170516A (en) Treatment process and treatment system for desulfurization wastewater
CN104973717A (en) Saline wastewater deep treatment method
CN108529788B (en) Purifying method and device for bromine extraction waste liquid
CN213060533U (en) Iron oxide black mother liquor and titanium chloride white waste acid combined treatment device
CN106477775A (en) A kind of inorganic high salt advanced treatment of industrial waste water the method realizing zero liquid discharge
RU2411194C2 (en) Method of reducing content of calcium ions in waste water
CN109650425A (en) A method of recycling aluminium chloride from resin deliming eluent
CN211921175U (en) Device for treating high-salinity mine water
CN104692602B (en) A kind of coagulation mud aluminium salt cyclic hardening regenerative system and the method processing coagulation mud
CN111635050A (en) Method and device for treating high-salinity mine water
CN212451031U (en) Zero-salt-separation system for wet desulphurization waste water

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190428