RU2555048C2 - Способ очистки водных композиций - Google Patents
Способ очистки водных композиций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555048C2 RU2555048C2 RU2010148428/05A RU2010148428A RU2555048C2 RU 2555048 C2 RU2555048 C2 RU 2555048C2 RU 2010148428/05 A RU2010148428/05 A RU 2010148428/05A RU 2010148428 A RU2010148428 A RU 2010148428A RU 2555048 C2 RU2555048 C2 RU 2555048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equal
- aqueous composition
- silicon
- less
- aqueous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/60—Silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Группа изобретений может быть использована в мембранном электролитическом производстве хлора и гидроксида натрия для очистки водных композиций, содержащих хлорид натрия, от кремния. Для осуществления способа в водную композицию хлорида натрия, содержащую кремний, добавляют соединение, содержащее алюминий, для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции. Контролируют и поддерживают рН композиции на первом уровне, больше или равном 8 и меньше или равном 10, для получения первого осадка. Контролируют и поддерживают рН полученной водной композиции на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка. Затем образовавшиеся осадки отделяют от водной суспензии для получения очищенной водной композиции. По второму варианту способа осадки отделяют на каждой стадии их образования. Способ получения хлора и гидроксида натрия включает электролиз водного раствора хлорида натрия, очищенного от кремния предложенными способами, с использованием мембранного электролизера. Изобретения обеспечивают снижение содержания кремния в очищаемом растворе, содержащем хлорид натрия, при содержании в очищенном растворе алюминия менее 1 мг/л. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 пр.
Description
Объектом настоящего изобретения является очистка водных композиций, в частности водных композиций хлорида натрия.
Более конкретно, изобретение относится к способу очистки водных композиций, содержащих кремний.
Водные композиции хлорида натрия, полученные из морской воды или путем растворения в воде каменной соли, содержат различные примеси, особенно включающие кремний, кальций, магний, железо, а также соединения аммиака (аммиак, хлорид аммония), соединения йода (йодиды металлов) и соединения брома (бромиды металлов). Эти примеси часто бывают вредны, например когда композиции хлорида натрия обрабатывают в мембранных электролитических элементах с целью производства хлора и гидроксида натрия. Для снижения содержания этих примесей водные композиции хлорида натрия, предназначенные для мембранного электролиза, как правило, подвергают начальной очистке, в ходе которой к раствору добавляют гидроксид натрия и карбонат натрия с целью осаждения кальция и магния. Однако эти способы не обеспечивают удовлетворительной очистки от кремния. Присутствие кремния в водных композициях хлорида натрия также оказалось причиной снижения эффективности катионообменных мембранных электролитических элементов, используемых для получения хлора и водных растворов гидроксида натрия. Источником этого кремния являются присутствующие в солевых отложениях кремнистые породы типа NaAlSiO3O8. Содержание кремния (выраженное как SiO2) более 10 частей на миллион или даже 20 частей на миллион типично для водных композиций хлорида натрия, получаемых в результате начальной очистки, направленной на удаление кальция и магния. Однако в требованиях производителей ионообменных мембран, как правило, указано содержание кремния ниже этих значений, тогда можно гарантировать исправную, длительную эксплуатацию мембран.
В более общем смысле, избыточное содержание кремния в сточных водах промышленных процессов запрещается многочисленными нормативными документами.
Известно (см. US 4450057) об удалении кремния из водных растворов хлорида натрия, прошедших очистку, направленную на извлечение из них кальция и магния, путем доведения рН на уровне между 2 и 3 и последующего пропускания раствора через сильную катионную хелатообразующую смолу до тех пор, пока вследствие этого контакта рН раствора не достигнет величины более 5,5. Однако оказалось, что, когда этот известный способ используется непрерывно в течение длительного периода времени, наблюдается предельное увеличение падения давления, вызванное прохождением водного раствора через смолу, что значительно снижает экономические показатели этого известного способа, когда нужно обеспечить адекватное удаление кремния.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение способа удаления кремния из водных композиций, который является простым, рентабельным и позволяет достичь отличной степени очистки, в частности, удовлетворяющей требованиям производителей ионообменных мембран, которые, например, используются при электролизе водных композиций хлорида натрия.
Таким образом, настоящее изобретение в своем первом варианте осуществления относится к способу очистки водной композиции путем удаления из нее кремния, в каковой водной композиции молярное содержание кремния выше, чем молярное содержание алюминия, включающий следующий стадии:
(1) добавляют соединение, содержащее алюминий, в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции;
(2) контролируют рН композиции, полученной на стадии (1), и поддерживают на уровне больше или равном 8 и меньше или равном 10 для получения первого осадка;
(3) отделяют осадок, полученный на предшествующей стадии (2), от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
В первой разновидности первого варианта осуществления изобретения способ очистки дополнительно включает следующую стадию:
(2') рН водной композиции, полученной на стадии (2), контролируют и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка;
а на стадии (3) осадки, образовавшиеся на стадиях осаждения (2) и (2'), отделяют от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
Во второй разновидности первого варианта осуществления изобретения, способ очистки дополнительно включает следующие стадии:
(4) рН водной композиции, полученной на стадии (3), контролируют и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка;
(5) осадок, полученный на предшествующей стадии (4), отделяют от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
Подлежащая очистке водная композиция может представлять собой водный раствор или водную суспензию. Предпочтительно водная композиция представляет собой водный раствор, то есть гомогенную смесь воды и других компонентов.
Кремний, присутствующий в подлежащей очистке водной композиции, предпочтительно присутствует в виде одного или более растворимого соединения, предпочтительно неорганического соединения, содержащего кремний. Такие растворимые неорганические содержащие кремний соединения далее именуются растворимый кремнезем. К не имеющим ограничительного характера примерам таких соединений относятся Si(OH)4, его димеры и олигомеры и силикаты.
В способе очистки, соответствующем настоящему изобретению, осадки, полученные на стадиях (2), и/или (2'), и/или (4), как правило, содержат по меньшей мере кремний и алюминий. Эти осадки содержат предпочтительно по меньшей мере кремний и алюминий, более предпочтительно по меньшей мере один алюмосиликат.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, пригоден для удаления кремния из водной композиции, содержащей в мольном отношении больше кремния, чем алюминия. Однако нет необходимости в том, чтобы она содержала алюминий. Алюминий представляет собой вещество, приравниваемое к тяжелым металлам и считающееся вредным для окружающей среды. В том случае, когда подвергаемый обработке водный раствор используется в мембранном электролизе, алюминий также вреден с точки зрения функционирования мембран.
Хотя алюминий добавляют в водную композицию, соответствующий настоящему изобретению способ неожиданно делает возможным получение композиции, очищенной и от кремния, и от алюминия. Без связи с каким-либо теоретическим обоснованием авторы изобретения полагают, что этот факт имеет место благодаря тому, что существует большое разнообразие алюмосиликатов, которые поддаются осаждению и отделению от водной композиции. В силу такого разнообразия возможно адаптировать обработку к различным стехиометрическим соотношениям алюминий/кремний.
В соответствии с настоящим изобретением алюминий добавляют в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния.
Данные величины, как правило, основаны на содержании алюминия и кремния в водной композиции перед ее обработкой. Содержание алюминия и кремния в водной композиции перед ее обработкой можно узнать, например, по происхождению подлежащей очистке водной композиции или измерить.
В предпочтительном аспекте способа очистки, соответствующего настоящему изобретению, молярное содержание кремния и алюминия в подлежащей очистке водной композиции измеряют перед стадией (1).
Молярное содержание кремния определяют на основе измерений содержания растворимого кремнезема, преимущественно полученных методом колориметрии на основании следующих реакций: растворимый кремнезем образует с молибдатом аммония ((NH4)6Mo7O22·4H2O) комплекс, который после реакции с солью Мора (Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O) образует комплекс синего цвета. Содержание алюминия само по себе с успехом измеряется методом плазменной спектрофотометрии, как описано в "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (Стандартные методы исследования воды и сточной воды) (L.S. Clescerl, A.E. Greenberg, A.D. Eaton, 15 издание).
Добавление содержащего алюминий соединения может быть осуществлено в любой форме и в соответствии с любой методикой, пригодной для данной подлежащей очистке водной композиции. Когда водная композиция представляет собой композицию хлорида натрия, предназначенную для мембранного электролиза, рекомендуется добавлять алюминий в форме AlCl3·6H2O. рН подлежащей очистке композиции перед добавлением содержащего алюминий соединения не является определяющим. Однако рекомендуется, чтобы перед добавлением алюминия рН водной композиции, если необходимо, был доведен и поддерживался на уровне, больше или равном 1,5, предпочтительно больше или равном 2. Этот рН, предпочтительно меньше или равен 3,5, более предпочтительно меньше или равен 3. Эти диапазоны рН особенно рекомендованы для случаев, когда водная композиция представляет собой композицию хлорида натрия, предназначенную для мембранного электролиза. Без связи с каким-либо теоретическим обоснованием авторы изобретения полагают, что при поддержании рН в этом диапазоне соединение алюминия будет растворяться в подлежащей очистке водной композиции, при этом алюминий будет доступен для образования алюмосиликатов, тогда как вне этого диапазона рН осаждение алюминия может происходить до какого-либо соединения с кремнием. В большинстве случаев для этого в подлежащую очистке водную композицию добавляют контролируемое количество подходящей кислоты, например соляной кислоты, когда подлежащий очистке раствор представляет собой водную композицию хлорида натрия.
В одном из наилучших вариантов способа настоящего изобретения алюминий добавляют в водную композицию так, чтобы получить молярное содержание алюминия, которое по меньшей мере в 2 раза, предпочтительно в 2,5 раза, превосходит молярное содержание кремния.
Добавление содержащего алюминий соединения предпочтительно осуществляют контролируемым способом. Под контролируемым способом подразумевается, что добавление проводят для получения заданного молярного отношения Al/Si в подлежащей очистке водной композиции.
После добавления нужного количества алюминия рН композиции, если необходимо, доводят и поддерживают на уровне больше или равном 8, предпочтительно больше или равном 8,5. Этот рН меньше или равен 10, предпочтительно меньше или равен 9,5. В большинстве случаев для этого в подлежащую очистке водную композицию добавляют контролируемое количество подходящего основания, например гидроксида натрия в случае раствора хлорида натрия. В этом диапазоне рН, благодаря обеспечению алюминия, полученному в соответствии с настоящим изобретением, получают первый осадок. Этот осадок содержит обычно по меньшей мере кремний и алюминий, предпочтительно по меньшей мере кремний и алюминий, более предпочтительно по меньшей один алюмосиликат. Наиболее предпочтительно первый осадок состоит из алюмосиликатов.
Рекомендуется контролировать и поддерживать рН в указанном диапазоне в течение времени, достаточного для того, чтобы осаждение прошло наиболее полно. Это время, как правило, больше или равно 1 мин, предпочтительно больше или равно 5 мин, более предпочтительно больше или равно 10 мин, наиболее предпочтительно больше или равно 20 мин. Это время обычно меньше или равно 10 ч, предпочтительно меньше или равно 5 ч, более предпочтительно меньше или равно 2 ч, наиболее предпочтительно меньше или равно 1 ч. Особенно подходит время около 0,5 ч.
В соответствии с настоящим изобретением может быть проведено дополнительное изменение рН (стадии (2') и (4) первой и второй разновидности первого варианта осуществления изобретения). рН может быть дополнительно доведен и поддерживаем на уровне величины, которая обычно больше или равна 4, предпочтительно больше или равна 4,5. Этот рН обычно меньше или равен 7, предпочтительно меньше или равен 6. Такое дополнительное изменение рН предпочтительно осуществляют. При таких величинах рН обычно получают второй осадок. Этот второй осадок содержит обычно по меньшей мере кремний и алюминий, предпочтительно по меньшей мере кремний и алюминий, более предпочтительно по меньшей один алюмосиликат. Наиболее предпочтительно второй осадок содержит алюмосиликаты и, когда это уместно, гидроксид алюминия, если композиция содержит избыток алюминия, что завершает удаление кремния и алюминия, которые были растворены в водной композиции.
Для поддержания рН в указанном диапазоне рН измеряют и, если нужно, контролируют.
Измерение рН может осуществляться либо непрерывно, либо периодически. В последнем случае измерение обычно проводят с такой частотой, которая достаточно высока, чтобы поддерживать рН в заданном диапазоне в течение по меньшей мере 80% длительности стадии, часто в течение по меньшей мере 90%, часто в течение по меньшей мере 95%, в частности в течение по меньшей мере 99%.
Измерение рН может быть осуществлено непосредственно в композиции или вне композиции - в пробе, отобранной из композиции, при адекватной температуре и адекватном давлении, чтобы обеспечить надлежащую долговечность оборудования для измерения рН. Примерами адекватной температуры и давления являются температура 25°С и давление 1 бар.
Измерение рН может быть осуществлено любым способом. Приемлемо измерение при помощи электрода для измерения pH. Такой электрод должен быть устойчивым к композиции в условиях проведения стадии и не должен засорять композицию. Конкретнее, пригодны стеклянные электроды для измерения pH. Примеры таких электродов приведены в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry©, 2005, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 10.1002/14356007.e19_e01, стр. 8-15. Электроды типа 405-DPAS-SC-K85, поставляемые METTLER TOLEDO®, или типов Ceragel CPS71 и Orbisint CPS11, поставляемые ENDRESS + HAUSER®, являются примерами пригодных для использования электродов.
рН может быть доведен и поддерживаться на уровне указанных величин либо путем добавления кислотного соединения, либо путем добавления основного соединения. Для поддержания рН может быть использовано любое кислотное или основное соединение. Предпочтительны неорганические кислоты и неорганические основания. Хлорид водорода, газообразный и/или в виде водного раствора, представляет собой одно из более предпочтительных кислотных соединений. Гидроксид натрия, твердый и/или в виде водного раствора и/или суспензий, представляет собой одно из более предпочтительных основных соединений, при этом наиболее предпочтительны водные растворы гидроксида натрия.
Контролирование может быть осуществлено в автоматическом или в неавтоматическом режиме. Предпочтительно использовать автоматический режим, в котором воздействие для контролирования рН оказывается по замкнутой схеме, известной как замкнутая система автоматического управления. Такие замкнутые системы автоматического управления описаны в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry©, 2005, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 10.1002/14356007.e19_e01, стр. 24-27. Система PROMINENT® DULCOMETER® типа PHD является примером пригодного для использования устройства автоматизированного контролирования рН.
Осадки, выпавшие на стадиях (2), и/или (2'), и/или (4), необходимо отделить от водных композиций, чтобы получить нужную очищенную композицию.
Отделение может быть осуществлено любым способом разделения. Способ разделения обычно выбирают из группы, состоящей из декантации, фильтрации, центрифугирования и любого сочетания по меньшей мере двух из них. Предпочтительным способом разделения является фильтрация.
Обработку путем фильтрации обычно осуществляют, используя фильтр с границей пропускания менее 1 мкм. Любые частицы размером более 1 мкм затем отделяют от водной суспензии. Граница пропускания фильтра составляет предпочтительно менее 0,75 мкм, более предпочтительно менее 0,5 мкм.
Для эффективного отделения осадков в одной из разновидностей способа, соответствующего настоящему изобретению, водную суспензию, полученную по окончании стадий (2) и (2'), фильтруют при помощи фильтра с границей пропускания менее 1 мкм. Любые частицы размером более 1 мкм затем отделяют от водной суспензии. Граница пропускания фильтра составляет предпочтительно менее 0,75 мкм, более предпочтительно менее 0,5 мкм.
Различные стадии способа очистки осуществляют независимо при температуре, как правило, больше или равной -10°С, часто больше или равной 0°С, часто больше или равной 10°С, а именно больше или равной 20°С. Эта температура, как правило, меньше или равна 100°С, часто меньше или равна 80°С, часто меньше или равна 60°С, а именно меньше или равна 30°С. Особенно подходит температура примерно 25°С.
Различные стадии способа очистки осуществляют независимо при давлении, как правило, больше или равном 0,1 бар абс., часто больше или равном 0,5 бар, часто больше или равном 0,8 бар, а именно больше или равном 0,9 бар. Это давление, как правило, меньше или равно 10 бар, часто меньше или равно 5 бар, часто меньше или равно 2 бар, а именно меньше или равно 1,5 бар.
В способе очистки, соответствующем настоящему изобретению, стадии могут быть проведены в одной или более зоне. В этих зонах может быть установлен любой тип режима потока, например смешанный поток, предпочтительно поток с идеальным смешением или поток вытеснения. Смешанный поток является предпочтительным.
В способе очистки, соответствующем настоящему изобретению, стадии могут быть проведены независимо в периодическом, непрерывном или полунепрерывном режиме работы. Предпочтительным является непрерывный режим. Все стадии способа очистки, соответствующего настоящему изобретению, более предпочтительно проводят в непрерывном режиме.
Под непрерывным режимом понимается режим, в ходе которого подлежащую очистке водную композицию, добавляемые соединения, в том числе содержащее алюминий соединение, кислотные и основные соединения, предназначенные для доведения и поддержания рН, и обработанную водную композицию, в том числе водные композиции, содержащие осадки, непрерывно подают и отводят из зон, в которых осуществляются различные стадии. Под периодическим режимом понимается любой другой режим. Полунепрерывный режим может рассматриваться как периодический режим. Термин "непрерывный" означает "без существенных перерывов".
Когда различные стадии способа очистки осуществляют в периодическом режиме, их проводят независимо в течение промежутка времени, как правило, больше или равного 1 мин абс., часто больше или равного 5 мин, часто больше или равного 10 мин, а именно больше или равного 20 мин. Этот период времени, как правило, меньше или равен 10 ч, часто меньше или равен 5 ч, часто меньше или равен 2 ч, в частности меньше или равен 1 ч. Целесообразен период времени около 0,5 ч.
Когда различные стадии способа очистки осуществляют в непрерывном режиме, их независимо и в целом проводят за время пребывания, которое, в общем, больше или равно 1 мин абс., часто больше или равно 5 мин, часто больше или равно 10 мин, а именно больше или равно 20 мин. Это время пребывания, как правило, меньше или равно 10 ч, часто меньше или равно 5 ч, часто меньше или равно 2 ч, а именно меньше или равно 1 ч. Целесообразно время пребывания около 0,5 ч. Это время можно определить как отношение объема зоны, в которой осуществляют данную стадию, к расходу водной композиции через зону, в которой осуществляют данную стадию.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, пригоден для очистки множества водных композиций, загрязненных кремнием и содержащих большее молярное количество кремния, чем алюминия. Он особенно хорошо подходит для очистки водных композиций, содержащих по меньшей мере 5 частей на миллион, предпочтительно по меньшей мере 10 частей на миллион растворимого кремнезема (выраженного как SiO2). Он также подходит для водных композиций, преимущественно содержащих менее 5 частей на миллион алюминия, предпочтительно менее 1 части на миллион.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, в частности, хорошо подходит для очистки множества водных композиций, загрязненных кремнием и содержащих большее молярное количество кремния, чем алюминия. Он особенно хорошо отвечает задаче очистки водных композиций, содержащих по меньшей мере 5 частей на миллион, предпочтительно по меньшей мере 10 частей на миллион растворимого кремнезема (выраженного как SiO2). Он также подходит для водных композиций, преимущественно содержащих менее 5 частей на миллион алюминия, предпочтительно менее 1 части на миллион.
В одном из вариантов осуществления способа настоящего изобретения подлежащая очистке водная композиция представляет собой водный раствор хлорида натрия, предназначенный для мембранного электролиза. В этом варианте является благоприятным, чтобы очистка была такой, чтобы содержание растворимого кремнезема (выраженного как SiO2) в очищенном растворе составляло менее 3 частей на миллион, предпочтительно менее 2 частей на миллион. Таким образом, достигается длительное и эффективное функционирование ионообменных мембран электролизера.
В одном из предпочтительных аспектов этого варианта подлежащий очистке водный раствор получен в результате начальной очистки, направленной на удаление кальция и магния. Такой начальной очистки достигают известным образом путем добавления карбоната натрия и гидроксида натрия и последующего отделения образовавшихся осадков карбоната кальция и гидроксида магния. Рекомендуется, чтобы общее содержание кальция и магния в водном растворе, полученном после начальной очистки, составляло менее 500 частей на миллион. В данном варианте осуществления изобретения очищенный раствор, полученный способом настоящего изобретения, затем подвергают суперочистке для удаления кальция и магния, например, при помощи ионообменных смол.
Благодаря высокой степени чистоты растворов хлорида натрия, получаемых по данному варианту осуществления изобретения, возможно получение в стабильных условиях путем мембранного электролиза гидроксида натрия и хлора, удовлетворяющих самым жестким требованиям к качеству.
Следовательно, во втором варианте своего осуществления настоящее изобретения относится к способу получения хлора и гидроксида натрия, в соответствии с которым водный раствор хлорида натрия, полученный способом настоящего изобретения, подвергают электролизу с использованием мембранного электролизера, обладающего селективной проницаемостью для ионов.
Отличительные особенности и характеристики настоящего изобретения станут ясны при рассмотрении следующих примеров.
Пример 1 (не соответствующий настоящему изобретению)
Взяли водный раствор хлорида натрия, полученный в результате растворения в воде хлорида натрия, происходящего из минеральных отложений. При умеренном перемешивании и при температуре 25°С добавляли соляную кислоту, пока не получили рН 2. Содержание в этом растворе растворимого кремнезема (выраженного как SiO2), измеренное колориметрически, составило 12 частей на миллион относительно веса соляного раствора. Затем алюминий в виде раствора AlCl3·6H2O, содержащего 1 г/л Al, добавляли до тех пор, пока не достигли молярного содержания алюминия в 0,3 молярного содержания кремния, а именно около 2 весовых частей на миллион. Затем путем добавления NaOH доводили рН до 9. Затем полученную суспензию отфильтровывали за 3 ч при помощи микропористого фильтра с границей пропускания 0,45 мкм. Содержание растворимого кремнезема в полученном водном растворе составило 4 части на миллион, тогда как содержание алюминия было равно 1 часть на миллион.
Пример 2 (соответствующий настоящему изобретению)
Следовали той же методике, что и в примере 1, за исключением того, что алюминий добавляли до тех пор, пока не достигли молярного содержания алюминия, приблизительно в 2 раза превосходящего молярное содержание кремния. Весовое содержание растворимого кремнезема (выраженного как SiO2) и алюминия было в этом случае равно 9,4 и 11,8 частей на миллион соответственно. рН изменяли до величины, близкой к 5,5. Затем раствор отфильтровывали. После фильтрации в течение 2 часов содержание растворимого кремнезема составило 1,6 части на миллион, тогда как алюминия - менее 1 части на миллион.
Пример 3 (не соответствующий настоящему изобретению)
Следовали той же методике, что и в примере 1, за исключением того, что вместо алюминия добавляли магний. Добавляемое количество подбирали так, чтобы получить молярное содержание магния, в 1,1 раза превосходящее содержание кремния. Содержание растворимого кремнезема (выраженного как SiO2) составило 20 частей на миллион. После фильтрации в течение 4 часов содержание растворимого кремнезема составило 16 частей на миллион, тогда как магния - 0,9 части на миллион.
Claims (14)
1. Способ очистки водной композиции хлорида натрия путем удаления из нее кремния, в каковой водной композиции молярное содержание кремния выше, чем молярное содержание алюминия, включающий следующие стадии;
(1) добавляют соединение, содержащее алюминий, в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции;
(2) контролируют рН композиции, полученной на стадии (1), и поддерживают на первом уровне больше или равном 8 и меньше или равном 10 для получения первого осадка;
(2′) контролируют рН водной композиции, полученной на стадии (2), и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка; и
(3) осадки, образовавшиеся на предшествующих стадиях (2) и (2′), отделяют от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
(1) добавляют соединение, содержащее алюминий, в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции;
(2) контролируют рН композиции, полученной на стадии (1), и поддерживают на первом уровне больше или равном 8 и меньше или равном 10 для получения первого осадка;
(2′) контролируют рН водной композиции, полученной на стадии (2), и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка; и
(3) осадки, образовавшиеся на предшествующих стадиях (2) и (2′), отделяют от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
2. Способ очистки водной композиции хлорида натрия путем удаления из нее кремния, в каковой водной композиции молярное содержание кремния выше, чем молярное содержание алюминия, включающий следующие стадии:
(1) добавляют соединение, содержащее алюминий, в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции;
(2) контролируют рН композиции, полученной на стадии (1), и поддерживают на первом уровне больше или равном 8 и меньше или равном 10 для получения первого осадка;
(3) отделяют осадок, полученный на предшествующей стадии (2) от водной композиции для получения очищенной водной композиции;
(4) контролируют рН водной композиции, полученной на стадии (3), и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка;
(5) отделяют осадок, полученный на предшествующей стадии (4), от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
(1) добавляют соединение, содержащее алюминий, в водную композицию для получения молярного содержания алюминия, превышающего молярное содержание кремния в указанной водной композиции;
(2) контролируют рН композиции, полученной на стадии (1), и поддерживают на первом уровне больше или равном 8 и меньше или равном 10 для получения первого осадка;
(3) отделяют осадок, полученный на предшествующей стадии (2) от водной композиции для получения очищенной водной композиции;
(4) контролируют рН водной композиции, полученной на стадии (3), и поддерживают на втором уровне больше или равном 4 и меньше или равном 7 для получения второго осадка;
(5) отделяют осадок, полученный на предшествующей стадии (4), от водной композиции для получения очищенной водной композиции.
3. Способ очистки по п.1 или 2, в котором осадки, полученные на стадиях (2), и/или (2′), и/или (4), содержат по меньшей мере один алюмосиликат.
4. Способ очистки по п.1, в котором водная композиция представляет собой водный раствор.
5. Способ очистки по п.1, в котором кремний в водной композиции присутствует в виде одного или более растворимого неорганического соединения, содержащего кремний.
6. Способ очистки по п.1, в котором на стадии (2) рН контролируют и поддерживают на уровне больше или равном 8,5 и меньше или равном 9,5.
7. Способ очистки по п.2, в котором на стадиях (2′) или (4) рН контролируют и поддерживают на уровне больше или равном 4,5 и меньше или равном 6.
8. Способ очистки по п.1, в котором перед стадией (2) рН контролируют и поддерживают на уровне больше или равном 1,5 и меньше или равном 3,5, предпочтительно больше или равном 2 и меньше или равном 3.
9. Способ очистки по п.1, в котором молярное содержание алюминия в водной композиции, получаемой в конце стадии (1), по меньшей мере в 2 раза превосходит молярное содержание кремния.
10. Способ очистки по п.1 или 2, в котором осадки, полученные на стадиях (2), и/или (2′), и/или (4), отделяют путем разделительной обработки, независимо выбираемой из группы, состоящей из декантации, фильтрации, центрифугирования и любого сочетания по меньшей мере двух из них.
11. Способ очистки по п.10, в котором разделение или различные способы разделительной обработки осуществляют путем фильтрации, используя фильтр с границей пропускания менее 1 мкм.
12. Способ очистки по п.4, в котором подлежащий очистке водный раствор представляет собой водный раствор хлорида натрия, предназначенный для электролиза с использованием мембранного электролизера, обладающего селективной проницаемостью для ионов.
13. Способ очистки по п.12, в котором водный раствор является результатом начальной очистки, направленной на удаление кальция и магния.
14. Способ получения хлора и гидроксида натрия, в котором водный раствор хлорида натрия, полученный способом по п.13, подвергают электролизу с использованием мембранного электролизера, обладающего селективной проницаемостью для ионов.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0852897A FR2930541B1 (fr) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Procede d'epuration de solutions aqueuses |
| FR0852897 | 2008-04-29 | ||
| PCT/EP2009/055073 WO2009133074A1 (en) | 2008-04-29 | 2009-04-27 | Method for purifying aqueous compositions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010148428A RU2010148428A (ru) | 2012-06-10 |
| RU2555048C2 true RU2555048C2 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=40225309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010148428/05A RU2555048C2 (ru) | 2008-04-29 | 2009-04-27 | Способ очистки водных композиций |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9309134B2 (ru) |
| EP (1) | EP2274244B1 (ru) |
| JP (1) | JP5554773B2 (ru) |
| KR (1) | KR101670519B1 (ru) |
| CN (1) | CN102015550B (ru) |
| AR (1) | AR071527A1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0911526A2 (ru) |
| CA (1) | CA2720001C (ru) |
| ES (1) | ES2582373T3 (ru) |
| FR (1) | FR2930541B1 (ru) |
| MY (1) | MY157490A (ru) |
| RU (1) | RU2555048C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009133074A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9656887B2 (en) * | 2012-10-25 | 2017-05-23 | The Water Company | Removal of ions from aqueous fluid |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0143962A1 (en) * | 1983-11-18 | 1985-06-12 | Olin Corporation | Process for removing aluminum and silica from alkali metal halide brine solutions |
| US5453206A (en) * | 1991-05-27 | 1995-09-26 | Modern Environmental Service Trust | Process for removing silica from aqueous liquors |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943556B2 (ja) | 1977-04-20 | 1984-10-23 | 旭化成株式会社 | イオン交換膜を用いた食塩水の電解方法 |
| JPS5948154B2 (ja) | 1979-02-27 | 1984-11-24 | 日立プラント建設株式会社 | 廃水の浄化処理方法 |
| US4260463A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-07 | Ppg Industries, Inc. | Removal of organic contaminants from waste water |
| US4274929A (en) * | 1980-06-23 | 1981-06-23 | Diamond Shamrock Corporation | Chemical removal of silicon from waste brine stream for chlor-alkali cell |
| SE430593B (sv) | 1981-01-16 | 1983-11-28 | Boliden Ab | Forfarande for att utvinna anvendbara produkter ur avfallsprodukter fran aluminiumfluoridframstellning |
| JPS6211594A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-20 | Nisshin Kogyo Kk | 溶液中の珪酸イオンの除去方法 |
| US4966764A (en) * | 1989-02-24 | 1990-10-30 | Olin Corporation | Process for producing low aluminum membrane cell feedbrine |
| IT1265291B1 (it) | 1993-12-17 | 1996-10-31 | Solvay | Procedimento e impianto per la depurazione di una soluzione acquosa di un cloruro di un metallo alcalino |
| US5587083A (en) * | 1995-04-17 | 1996-12-24 | Chemetics International Company Ltd. | Nanofiltration of concentrated aqueous salt solutions |
| EP0929358B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-01-15 | Harold E. Haney | Improved water treatment system |
| FR2768751B1 (fr) | 1997-09-23 | 1999-10-29 | Atochem Elf Sa | Procede d'electrolyse d'une saumure |
| US6471871B1 (en) * | 1999-10-28 | 2002-10-29 | Finnchem Usa, Inc | Method for the removal of silicon and heavy metals from aqueous streams |
| JP3557197B2 (ja) * | 2002-05-17 | 2004-08-25 | 三洋電機株式会社 | コロイド溶液の濾過方法 |
| AU2004259768B2 (en) * | 2003-07-24 | 2009-04-09 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | System and method for treatment of acidic wastewater |
| CN100376489C (zh) * | 2003-09-26 | 2008-03-26 | 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 | 海水絮凝剂制备方法及制得的絮凝剂 |
| JP4470584B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2010-06-02 | 広島日本電気株式会社 | 水処理方法及び水処理装置 |
| JP4706828B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2011-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 硝酸性窒素含有水の処理方法および処理装置 |
| CN100404431C (zh) * | 2005-03-31 | 2008-07-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种降低工业废水溶液中氨氮、氨氮和硅含量的方法 |
| FR2894247B1 (fr) | 2005-12-07 | 2008-02-15 | Solvay | Procede pour l'epuration d'une solution aqueuse chargee en iodure, calcium, magnesium |
-
2008
- 2008-04-29 FR FR0852897A patent/FR2930541B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-04-27 WO PCT/EP2009/055073 patent/WO2009133074A1/en active Application Filing
- 2009-04-27 BR BRPI0911526A patent/BRPI0911526A2/pt active Search and Examination
- 2009-04-27 ES ES09738118.0T patent/ES2582373T3/es active Active
- 2009-04-27 MY MYPI2010004839A patent/MY157490A/en unknown
- 2009-04-27 EP EP09738118.0A patent/EP2274244B1/en not_active Not-in-force
- 2009-04-27 RU RU2010148428/05A patent/RU2555048C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-04-27 US US12/937,984 patent/US9309134B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-27 JP JP2011506678A patent/JP5554773B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-27 KR KR1020107024724A patent/KR101670519B1/ko active IP Right Grant
- 2009-04-27 CA CA2720001A patent/CA2720001C/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-27 CN CN2009801152738A patent/CN102015550B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-29 AR ARP090101549A patent/AR071527A1/es not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0143962A1 (en) * | 1983-11-18 | 1985-06-12 | Olin Corporation | Process for removing aluminum and silica from alkali metal halide brine solutions |
| US5453206A (en) * | 1991-05-27 | 1995-09-26 | Modern Environmental Service Trust | Process for removing silica from aqueous liquors |
| RU2315132C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2008-01-20 | Александр Дмитриевич Рябцев | Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛУРЬЕ Ю.Ю., Справочник по аналитической химии, Москва, "Химия", 1989, с. 297. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9309134B2 (en) | 2016-04-12 |
| FR2930541B1 (fr) | 2010-05-21 |
| KR101670519B1 (ko) | 2016-10-28 |
| JP2011522765A (ja) | 2011-08-04 |
| AR071527A1 (es) | 2010-06-23 |
| BRPI0911526A2 (pt) | 2015-10-13 |
| KR20110009127A (ko) | 2011-01-27 |
| EP2274244A1 (en) | 2011-01-19 |
| CA2720001A1 (en) | 2009-11-05 |
| RU2010148428A (ru) | 2012-06-10 |
| JP5554773B2 (ja) | 2014-07-23 |
| MY157490A (en) | 2016-06-15 |
| CN102015550A (zh) | 2011-04-13 |
| ES2582373T3 (es) | 2016-09-12 |
| CA2720001C (en) | 2017-04-18 |
| WO2009133074A1 (en) | 2009-11-05 |
| US20110031130A1 (en) | 2011-02-10 |
| FR2930541A1 (fr) | 2009-10-30 |
| CN102015550B (zh) | 2013-11-13 |
| EP2274244B1 (en) | 2016-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5282977A (en) | Separation of heavy metals from waste water of the titanium dioxide industry | |
| JP4674168B2 (ja) | 排水の処理方法 | |
| EP2993159B1 (en) | Water treatment device and water treatment method | |
| CN1821117B (zh) | 废水的处理方法 | |
| WO2015198438A1 (ja) | フッ化物含有水の処理方法及び処理装置 | |
| CN110330164B (zh) | 一种碱性高盐高氟废水回收氟资源与钠资源的方法 | |
| JP5692278B2 (ja) | フッ化物含有水の処理方法及び処理装置 | |
| RU2555048C2 (ru) | Способ очистки водных композиций | |
| JP2007262443A (ja) | 塩化ナトリウムの電解方法 | |
| US10337113B2 (en) | Side stream removal of impurities in electrolysis systems | |
| JP5167448B2 (ja) | 水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンの除去方法 | |
| US4946565A (en) | Process for the production of alkali metal chlorate | |
| JP2008111158A (ja) | 電解用ブラインの精製方法 | |
| JP3622407B2 (ja) | 水処理方法 | |
| JP6508747B2 (ja) | フッ素含有排水の処理方法とその装置 | |
| JP4136194B2 (ja) | フッ素含有廃水の処理方法 | |
| JP2002143607A (ja) | 水処理凝集剤及びその製造方法並びに水処理方法 | |
| AU2020420328B2 (en) | System for producing magnesium hydroxide | |
| RU2164895C2 (ru) | Способ очистки сточных вод от соединений алюминия | |
| JP4857235B2 (ja) | ホウ素の除去方法 | |
| JP2003340446A (ja) | フッ素含有排水の処理方法 | |
| JPS6239538A (ja) | ホルマリンの精製方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190428 |