SK284700B6 - Method of cleaning alkaline water and its desalination - Google Patents
Method of cleaning alkaline water and its desalination Download PDFInfo
- Publication number
- SK284700B6 SK284700B6 SK586-2001A SK5862001A SK284700B6 SK 284700 B6 SK284700 B6 SK 284700B6 SK 5862001 A SK5862001 A SK 5862001A SK 284700 B6 SK284700 B6 SK 284700B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- solution
- desalination
- water
- chromium
- alkaline
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Úprava a čistenie priemyselných vôd, životné prostredie.Treatment and cleaning of industrial waters, environment.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V súčasnosti sa priemyselné, odpadové, alkalické vody, považované za alkalické hydroxido-uhličitanové roztoky, upravujú a čistia v princípe dvojakým spôsobom. Neutralizáciou a elektrodialýzou. Neutralizáciou sa roztoky iba zneškodňujú a to úpravou ich zásaditosti a elektrodialýzou sa aj čistia a odsoľujú. Neutralizácia roztokov sa robí v zásade kyselinami. Sírovou alebo chlorovodíkovou. Ich použitím sa do roztoku vnášajú cudzorodé anióny, ktoré ho dodatočne znečisťujú a spôsobujú zvyšovanie jeho zasolenosti. Obyčajne sa nevytvárajú zrazeniny. Pred vypustením do recipientu sa takéto roztoky mnohonásobne riedia. Úprava týmto spôsobom spočíva len v riešení problému zásaditosti roztoku, ktorý musí vyhovovať zákonnej norme a nerieši odsolenie roztoku. Elektrodialýza patrí do skupiny membránových procesov, ktoré zabezpečujú rozdelenie čisteného roztoku na dva roztoky. Na koncentrovaný, do ktorého prechádza väčšia časť rozpustených solí z pôvodného roztoku a na vyčistený roztok, ktorý obsahuje zvyškové množstvá rozpustených solí. Koncentrovaný roztok sa v ďalšom technologickom kroku spracováva zahustením a kryštalizáciou, pričom sa získa zmesná soľ. Podľa jej čistoty sa deponuje alebo komerčne využíva. Odsolený roztok pred vypustením do recipientu sa musí doupraviť na normovanú zásaditosť a obsah solí. Proces odsolenia roztoku využívajúci elektrodialýzu je proces finančne nákladný, energeticky náročný a komplikovaný v dôsledku nutnosti použitia množstva sprievodných technologických operácií.At present, industrial, waste, alkaline waters, regarded as alkaline hydroxide-carbonate solutions, are treated and purified in principle in two ways. Neutralization and electrodialysis. By neutralization, the solutions are only rendered harmless by adjusting their alkalinity and electrodialysis to clean and desalinate them. The neutralization of the solutions is essentially carried out with acids. Sulfur or hydrochloric acid. By using them, foreign anions are introduced into the solution which additionally contaminate it and increase its salinity. Usually no precipitates are formed. Such solutions are diluted many times before being discharged into the recipient. Modification in this way consists only in solving the problem of alkalinity of the solution, which must comply with the legal standard and do not solve the desalination of the solution. Electrodialysis belongs to a group of membrane processes which ensure separation of the purified solution into two solutions. Concentrated to which most of the dissolved salts are transferred from the original solution and to a purified solution containing residual amounts of dissolved salts. The concentrated solution is treated in the next process step by concentration and crystallization to give a mixed salt. Depending on its purity, it is deposited or used commercially. The desalinated solution must be brought to standard alkalinity and salt content before being discharged into the recipient. The solution desalination process using electrodialysis is a costly, energy intensive and complicated process due to the need for a number of accompanying technological operations.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Riešenie sa týka čistenia a odsolenia alkalických vôd od sodíka, draslíka, hliníka a chrómu zrážacím procesom, ktorého podstatou je chemická reakcia. Pri jej priebehu vzniká nerozpustná sódna zlúčenina, kryolit (Na3AlF6), ktorá sa vylučuje z vodného roztoku vo forme objemnej zrazeniny. Kvantitatívne viaže na seba sodík, draslík a hliník prítomný v alkalickej vode. Oddelením kryolitu od roztoku sa dosiahne odsolenie a vyčistenie vody od sodíka, draslíka a hliníka. Vzhľadom na zloženie alkalických roztokov, ktoré obyčajne obsahujú nepomeme viac sodíka ako hliníka a neobsahujú žiaden fluór, je nutné k prítomnému sodíku v roztokoch pridať stechiometrické množstvo hliníka, so zohľadnením pôvodného hliníka, a fluóru vo forme vhodných zlúčenín. Najlepšie vo forme roztoku fluoridu hlinitého (A1F3) a kyseliny fluorovodíkovej (HF) tak, aby vznikla zrazenina kryolitu (Na3AlF6). Na prípravu roztoku fluoridu hlinitého (A1F3) použiť hydroxid hlinitý (A1(OH)3) a koncentrovanú kyselinu fluorovodíkovú (HF). Do uvedeného hlavného procesu odsolenia roztoku je možné výhodne včleniť sekvenciu čistenia alkalickej vody od šesťmocného chrómu (Cr+6).The solution relates to the purification and desalination of alkaline waters from sodium, potassium, aluminum and chromium by a precipitation process based on a chemical reaction. During this, an insoluble sodium compound, cryolite (Na 3 AlF 6 ), is formed, which precipitates from the aqueous solution as a bulk precipitate. It binds quantitatively the sodium, potassium and aluminum present in alkaline water. Separation of the cryolite from the solution provides desalination and purification of the water from sodium, potassium and aluminum. Due to the composition of the alkaline solutions, which usually contain not more sodium than aluminum and contain no fluorine, it is necessary to add stoichiometric amounts of aluminum, taking into account the original aluminum, and fluorine, in the form of suitable compounds, to the sodium present in the solutions. Preferably in the form of a solution of aluminum fluoride (AlF 3 ) and hydrofluoric acid (HF) to form a cryolite precipitate (Na 3 AlF 6 ). Use aluminum hydroxide (A1 (OH) 3 ) and concentrated hydrofluoric acid (HF) to prepare a solution of aluminum fluoride (A1F 3 ). Advantageously, a hexavalent chromium (Cr + 6 ) alkaline water purification sequence can be incorporated into said main desalination process.
Odstránenie chrómu z roztoku spočíva v jeho redukcii zo šesťmocnej (Cr+6) formy na trojmocnú (Cr+3) formu a následným jeho vyzrážaním ako hydroxidu chromitého (Cr(OH)3). Redukcia môže prebiehať len v kyslom prostredí. Redukcia sa dosiahne vhodnými redukčnými činidlami najmä síranom železnatým (FeSO4) vo forme zelenej skalice (FeSO4.7H2O) a siričitanom sodným (Na2SO3) vo forme hydrátu (Na2SO3.7H2O). Kyslé prostredie sa vytvorí prídavkom kyseliny fluorovodíkovej (HF) do alkalického roztoku v takom prebytku, aby vznikol roztok so zásaditosťou z intervalu pH od 3 do 6. Medzi hlavnými zložkami roztoku prebehnú reakcie (1) a (2):The removal of chromium from the solution consists in reducing it from the hexavalent (Cr + 6 ) form to the trivalent (Cr +3 ) form and then precipitating it as chromium hydroxide (Cr (OH) 3 ). The reduction can only take place in an acidic environment. The reduction is achieved by suitable reducing agents, in particular iron sulphate (FeSO 4 ) in the form of green vitriol (FeSO 4 .7H 2 O) and sodium sulfite (Na 2 SO 3 ) in the form of hydrate (Na 2 SO 3 .7H 2 O). The acidic medium is formed by adding hydrofluoric acid (HF) to the alkaline solution in excess to form a solution with a basicity from pH 3 to 6. Reactions (1) and (2) take place between the main components of the solution:
NaOH(a) + HF(a) = NaF(a) + H2O (1)NaOH (a) + HF (a) NaF = (a) + H2O (1)
Na2CO3{a) + 2HF(a) = 2NaF(a) + H2O + CO?lg) (2)Na 2 CO 3 (a) + 2HF (a) = 2NaF (a) + H 2 O + CO 2g ) (2)
Po okyslení roztoku a následnom prídavku redukovadicl prebehne redukcia šesťmocného chrómu na trojmocný. Roztok zmení farbu zo žltej na zelenú, čo súčasne slúži ako indikácia priebehu redukcie, ďalšie pridávanie redukčných činidiel je neúčinné. Následne sa prídavkom roztoku hydroxidu sodného (NaOH) zmení zásaditosť čisteného roztoku na hodnotu z intervalu pH od 9 do 12, pričom sa vyzráža hydroxid chromitý (Cr(OH)3) a podľa použitého redukovadla aj hydroxid železitý (Fe(OH)3), ktorý sa oddelí od roztoku. Uvedeným postupom sa roztok vyčistí od chrómu.After acidification of the solution and subsequent addition of reducing agents, the hexavalent chromium is reduced to trivalent. The solution changes from yellow to green, which at the same time serves as an indication of the progress of the reduction, further addition of reducing agents is ineffective. Subsequently, the addition of sodium hydroxide solution (NaOH) changes the alkalinity of the purified solution to a pH value from 9 to 12, precipitating chromium hydroxide (Cr (OH) 3 ) and, depending on the reducing agent used, ferric hydroxide (Fe (OH) 3 ), which is separated from the solution. As a result, the solution is purified from chromium.
Zásaditý roztok, po odstránení chrómu, sa opäť zneutralizuje kyselinou fluorovodíkovou (HF) podľa reakcie (1). Takto upravený roztok obsahuje len fluorid sodný (NaF), ktorý sa v stechiometrickom množstve zmieša so zvlášť pripraveným roztokom fluoridu hlinitého (A1F3), pričom sa za normálnej teploty kvantitatívne vyzráža objemná zrazenina kryolitu (Na3AlF6) podľa reakcie (3).The basic solution, after removal of the chromium, is again neutralized with hydrofluoric acid (HF) according to reaction (1). The treated solution contains only sodium fluoride (NaF), which is mixed in a stoichiometric amount with a specially prepared aluminum fluoride solution (AlF 3 ), whereupon a quantitative precipitate of cryolite (Na 3 AlF 6 ) is precipitated at normal temperature according to reaction (3).
3NaF(a) + AlF3(a) = Na3AlF6 (3)3NaF (a) + AlF 3 (a) = Na 3 AlF 6 (3)
Vytvorená zrazenina sa oddelí od roztoku a vysuší. Vznikne tak čistá, presne definovaná soľ, ktorá je komerčným produktom. Uvedeným spôsobom sa dosiahne odsolenie alkalickej vody a jej vyčistenie od hliníka a chrómu. Vyčistená, číra voda sa vypusti do recipientu.The precipitate formed is separated from the solution and dried. This gives a pure, well-defined salt, which is a commercial product. In this way, the desalination of the alkaline water and its purification from aluminum and chromium are achieved. The clear, clear water is discharged into the recipient.
V uzle prípravy roztoku fluoridu hlinitého (A1F3) sa v stechiometrických množstvách zmieša kyselina fluorovodíková (HF) s hydroxidom hlinitým (A1(OH3), pričom prebehne reakcia (4)At the node of the aluminum fluoride solution (A1F 3 ), hydrofluoric acid (HF) is mixed with aluminum hydroxide (A1 (OH 3 )) in stoichiometric quantities, and reaction (4)
3HF(a) + A1(OH)} = AlFJ(a) + 3H2O (4), vznikne roztok fluoridu hlinitého (AlF3(a)), ktorý je nutné po silnej exotermickej reakcii spracovať ešte za tepla, aby nedošlo ku kryštalizácii.3HF (a) + A1 (OH) } = AlF J (a) + 3H 2 O (4), a solution of aluminum fluoride (AlF 3 (a) ) is formed which has to be processed while hot to avoid heat exothermic reaction to crystallize.
Postup čistenia a odsolenia alkalických vôd podľa vynálezu predstavuje pokrok oproti doteraz známym postupom v tom, že sa jednoduchou metódou chemických reakcií dosiahne vyčistenie vody od karcinogénneho šesťmocného chrómu a následné vyzrážanie nerozpustnej sodnej soli, kryolitu (Na3AlF5), ktorá je komerčným produktom. Vyčistená, pôvodne alkalická, voda jc vhodná na vypustenie do recipientu, pričom spĺňa všetky legislatívne normy.The alkaline water purification and desalination process of the present invention represents an advance over previously known processes in that the simple method of chemical reactions achieves purification of water from carcinogenic hexavalent chromium and subsequent precipitation of the insoluble sodium salt, cryolite (Na 3 AlF 5 ), which is a commercial product. Purified, initially alkaline, water is suitable for being discharged into a recipient, meeting all legislative standards.
Pri použití neutralizačných postupov sa nedosiahne odsolenie vody, ale len zmenajej zásaditosti. Membránovými postupmi sa dosiahne odsolenie aj zmena zásaditosti vody, ale vzniknutá soľ je zmesná a jej zloženie je nestále, závislé od zloženia spracovávanej vody. Soľ nie je vhodné deponovať pre jej vysokú rozpustnosť. Proces je energeticky nákladný, technicky zložitý a technologicky komplikovaný.When using neutralization procedures, the desalination of water is not achieved but only the basicity is reduced. Desalting and changing the alkalinity of the water are achieved by membrane processes, but the salt formed is mixed and its composition is volatile, depending on the composition of the water to be treated. Salt should not be deposited because of its high solubility. The process is energy-intensive, technically complex and technologically complicated.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Príklad 1Example 1
Na čistenie a odsolenie alkalickej vody sa použila znečistená voda z odkaliska, ktorej zloženie je uvedené v tabuľke 3:For the purification and desalination of alkaline water, contaminated tailings water, the composition of which is given in Table 3, was used:
SK 284700 Β6SK 284700 Β6
Tab. 3 Chemické zloženie alkalickej vody (mg/1)Tab. 3 Chemical composition of alkaline water (mg / 1)
Do alkalickej vody sa pridala kyselina fluorovodíková (HF) v takom množstve, aby sa jej zásadítosť znížila z hodnoty pH = 13,6 na hodnotu pH = 7. Získal sa tak čistý roztok fluoridu sodného (NaF). Stechiometrickým prídavkom, dopredu pripraveného roztoku fluoridu hlinitého (A1F3), do roztoku fluoridu sodného (NaF) sa vyzrážala objemná biela zrazenina kryolitu (Na3AlF6). Zrazenina sa odfiltrovala a vysušila pri teplote 120 °C. Získali sa produkty, ktorých chemická analýza je uvedená v tabuľke 4.Hydrofluoric acid (HF) was added to the alkaline water to reduce its basicity from pH = 13.6 to pH = 7. A pure sodium fluoride solution (NaF) was obtained. Stoichiometric addition of preformed aluminum fluoride solution (AlF 3 ) to sodium fluoride solution (NaF) precipitated a bulk white precipitate of cryolite (Na 3 AlF 6 ). The precipitate was filtered off and dried at 120 ° C. The products whose chemical analysis is shown in Table 4 were obtained.
Tab. 4 Chemická analýza vyčistenej a odsolenej vody (mg/1) a kryolitu (Na3AlF6) (hmotn. %)Tab. 4 Chemical analysis of purified and desalinated water (mg / l) and cryolite (Na 3 AlF 6 ) (wt.%)
Rontgenovou difrakčnou fázovou analýzou sa potvrdila fáza kryolitu (Na3AlF6).The cryolite phase (Na 3 AlF 6 ) was confirmed by X-ray diffraction analysis.
Príklad 2Example 2
Na čistenie a odsolenie alkalickej vody sa použila voda z odkaliska, ktorej zloženie je uvedené v tabuľke 1.For purification and desalination of the alkaline water, water from the tailings pond, the composition of which is given in Table 1, was used.
Tab.l Chemické zloženie alkalickej vody (g/1)Tab.1 Chemical composition of alkaline water (g / l)
Do alkalickej vody sa pridala kyselina fluorovodíková (HF) v takom množstve, aby sa jej zásadítosť znížila z hodnoty pH = 13,6 na hodnotu pH = 6. Po zhomogenizovaní roztoku sa pridala zelená skalica (FeSO4.7H2O) ako redukčné činidlo pre šesťmocný chróm (Cr+6) v takom množstve, aby došlo k prefarbeniu roztoku zo žltej na zelenú farbu. Následne sa prikročilo k vyzrážaniu hydroxidov chrómu a železa zmenou zásaditosti roztoku z hodnoty pH = 6 na hodnotu pH = 10,5 prídavkom roztoku hydroxidu sodného (NaOH). Vznikla tmavohrdzavá zrazenina, ktorá sa z roztoku odfiltrovala. Následne sa roztok zneutralizoval kyselinou fluorovodíkovou (HF) na hodnotu pH = 7. Získal sa tak čistý roztok fluoridu sodného (NaF). Stechiometrickým prídavkom, dopredu pripraveného roztoku fluoridu hlinitého (AIF3), do roztoku fluoridu sodného (NaF) sa vyzrážala objemná zrazenina kryolitu (Na3AlF6). Zrazenina sa odfiltrovala a vysušila pri teplote 120 °C. Získali sa produkty, ktorých chemická analýza je uvedená v tabuľke 2.Hydrofluoric acid (HF) was added to the alkaline water to reduce its basicity from pH = 13.6 to pH = 6. After homogenization of the solution, green vitriol (FeSO 4 .7H 2 O) was added as reducing agent. for hexavalent chromium (Cr + 6 ) in such a quantity as to discolour the solution from yellow to green. Subsequently, chromium and iron hydroxides were precipitated by changing the basicity of the solution from pH = 6 to pH = 10.5 by addition of sodium hydroxide (NaOH) solution. A dark rust precipitate formed and was filtered from the solution. Subsequently, the solution was neutralized with hydrofluoric acid (HF) to pH = 7. A pure sodium fluoride solution (NaF) was obtained. Stoichiometric addition of preformed aluminum fluoride solution (AIF 3 ) to sodium fluoride solution (NaF) precipitated a bulk cryolite precipitate (Na 3 AlF 6 ). The precipitate was filtered off and dried at 120 ° C. The products whose chemical analysis is shown in Table 2 were obtained.
Tab. 2 Chemická analýza vyčistenej a odsolenej vody (mg/1) a kryolitu (Na3AlF6) (hmotn. %)Tab. 2 Chemical analysis of purified and desalinated water (mg / l) and cryolite (Na 3 AlF 6 ) (wt.%)
Rontgenovou difrakčnou fázovou analýzou sa potvrdila fáza kryolitu (Na3AlF6).The cryolite phase (Na 3 AlF 6 ) was confirmed by X-ray diffraction analysis.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Predmet vynálezu je priemyselne využiteľný všade tam, kde je potrebné čistiť a odsoliť alkalické vody obsahujúce najmä sodík, draslík, hliník a chróm.The present invention is industrially applicable wherever it is necessary to purify and desalinate alkaline waters containing mainly sodium, potassium, aluminum and chromium.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK586-2001A SK284700B6 (en) | 2001-04-30 | 2001-04-30 | Method of cleaning alkaline water and its desalination |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK586-2001A SK284700B6 (en) | 2001-04-30 | 2001-04-30 | Method of cleaning alkaline water and its desalination |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK5862001A3 SK5862001A3 (en) | 2002-11-06 |
SK284700B6 true SK284700B6 (en) | 2005-09-08 |
Family
ID=20435866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK586-2001A SK284700B6 (en) | 2001-04-30 | 2001-04-30 | Method of cleaning alkaline water and its desalination |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK284700B6 (en) |
-
2001
- 2001-04-30 SK SK586-2001A patent/SK284700B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK5862001A3 (en) | 2002-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8603344B2 (en) | Method and apparatus for removing metal from waste water | |
US4260491A (en) | Chrome removal waste treatment process | |
CN1865173B (en) | Fluorine-containing waste water treatment method and its treating agent | |
KR100404505B1 (en) | Aluminum salt solution manufacturing method | |
WO2018092396A1 (en) | Treatment method and treatment apparatus for waste water containing sulfuric acid, fluorine and heavy metal ions | |
JP2001026418A (en) | Recovering method of industrially useful inorganic material and industrially useful inorganic material recovered by the same | |
US20030041415A1 (en) | Purification process | |
CN110330164A (en) | A kind of method of alkalinity high fluorine Sewage treatment fluorine resource and sodium resource with high salt | |
JP6269651B2 (en) | Method and apparatus for treating borofluoride-containing water | |
JP2009233605A (en) | Treatment method of boron fluoride-containing water | |
US4108596A (en) | Recovery of chromium values from waste streams by the use of alkaline magnesium compounds | |
SK284700B6 (en) | Method of cleaning alkaline water and its desalination | |
CZ2014457A3 (en) | Neutralization process of waste rinsing water of stainless steel pickling plants | |
JPH0624739A (en) | Method of separating sulfate | |
JP4745235B2 (en) | Treatment method of waste sulfuric acid mixed with iron | |
KR20030011313A (en) | Method For Treating and Upgrading Effluents Containing Metallic Sulphates Using an Ammonia Addition Step | |
JP4468568B2 (en) | Water treatment flocculant, method for producing the same, and water treatment method | |
JPH0834604A (en) | Recovering method of valuable matter | |
RU2348716C1 (en) | Method of vanadium extraction | |
US6548037B1 (en) | Aluminium polychlorosulphates, process for their preparation and use thereof | |
JP3870400B1 (en) | Method for refining aluminum hydroxide sludge | |
RU2592596C2 (en) | Method or cleaning solutions from selenium and arsenic | |
KR101264596B1 (en) | Method for removing fluorine from waste water by using blast furnace slag | |
SU812752A1 (en) | Method of waste water purification from chromium | |
RU2068396C1 (en) | Method of intense sewage treatment from chrome (iii) |