SU1736948A1

SU1736948A1 - Способ очистки ванадийсодержащих сточных вод

Info

Publication number: SU1736948A1
Application number: SU904795930A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Валентиновна Ступникова; Николай Борисович Узденников; Юлия Николаевна Зубкова; Александр Васильевич Бутюгин
Original assignee: Донецкий государственный университет
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Сущность изобретени : сточные воды подвергают обработке аммонийными сол ми гуминовых кислот, выделенных из бурого угл при соотношении с ванадием от 15:1 до 27:1. При этом достигаетс высока степень очистки (90%) от ванади с получением ва- надийсодержащего продукта, способного к дальнейшей термической переработке металлов . 1 табл.

Description

Изобретение относитс к очистке вод от т желых металлов, в частности ванади , и может быть использовано в металлургической и теплоэнергетической промышленности дл выделени концентратов ванади .

В теплоэнергетической промышленности такие сточные воды образуютс при промывке мазутных котлов и регенеративных воздухо-подогревателей (РВП) водой от наслоений золошлаков и золы уноса. Кроме того, значительный объем сточных вод, содержащих ванадий, может быть получен в процессах подготовки мазутных шлаков ГРЭС к металлургическому переделу, В этом случае в воде может содержатьс до 0,5 г/л ванадиевых соединений (в расчете на VaOs). Очистка этих стоков представл ет значительные трудности, так как традиционные методы осаждени т желых металлов оказываютс не оптимальными дл ванади , что св зано с повышенной растворимостью ванадатов в щелочных средах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ очистки сточных вод от т желых металлов , в частности от ванади , заключающийс в обработке сточной воды гуминовы- ми веществами, выделенными из торфа, при массовом соотношении метадл:гуминовое вещество 1:50 и более. Показана эффективность его использовани дл осаждени ионов ртути. Однако известный способ недостаточно эффективен по отношению к очистке катионных и анионных форм ванадиевых соединений из водных растворов, что св зано с гетерофазным протеканием процесса очистки и особенност ми физико-химических свойств гуминовых веществ , выделенных из торфа. Повышенные количества гуминовых веществ усложн ют технологию и снижают эффективность очистки . Кроме того, использование больших количеств гуминовых веществ (соотношени 1:50 и более) может вызывать вторичное загр знение сточной воды, на этот раз гума- тами, Указанные недостатки снижают степень воды от ванади .

Цель изобретени -увеличение степени очистки воды от ванади .

Указанна цель достигаетс тем, что в качестве гуминовых веществ используют аммонийные соли гуминовых кислот (АГК).

W

Ё

-ч со

Os

о

4 00

выделенных из бурого угл при массовом соотношении с ванадием от 15:1 до 27:1.

Щелочные растворы АГК из бурого угл получаютс с концентрацией 2,0-2,5 мас.%, рН растворов гуматов измен етс от 9,9 до

11.0.

Гуминовыс кислоты из торфа и угл принципиально друг or друга не отличаютс , однако различный характер происхождени вли ет на частичное изменение химической структуры молекул гуминовых кислот и как, следствие, их молекул рную массу. Дл гуминовых кислот, выделенных из бурого угл , характерна более однородна структура молекул гуминовых кислот, св занна с увеличением количества ароматических колец при сохранении количества функциональных (карбоксильных и феноль- ных) групп. Изменение структуры гуминовых кислот приводит к возрастанию средней молекул рной массы продуктов, выделенных из бурых углей, по сравнению с торф ными гуминовыми кислотами. Максимальна молекул рна масса полиассо- циатов гуминовых кислот из торфа может достигать 10000-22000, в то врем как дл гуминовых кислот бурых углей эта величина достигает 35000 и даже 100000 у.е. Таким образом, более плотна химическа структура гуминовых кислот с большой молекул рной массой из бурых углей при определенных услови х приводит к образованию более плотных осадкой с металлами, которые быстрее осаждаютс и дл образовани которых требуютс меньшие количества органического гуминового вещества.

Данные эксперимента по осаждению ванадиевых соединений из сточной воды с помощью гуминовых веществ (аммонийных солей гуминовых кислот), выделенных из торфа и из бурого угл , приведены в таблице .

Использовали полученные по единой методике водные растворы аммонийных солей гуминовых кислот из бурого угл (2 мас.%) и из торфа (1 мас.%), с рН 9,93, В качестве сточной воды использовали промывочные воды, полученные при десуфура- ции мазутных эолошлаков Углегорской ГРЭС, содержащие 54,7 мг/л ванади и имеющие рН 3,85.

Пример1,В емкость 2 л помещают t л сточной воды, прибавл ли 5 мл, 10 мл и т.д., 100 мл, 2%-ного водного раствора АГК, смесь перемешивают в течение 5 мин. Затем выпавший осадок отфильтровывают, а фильтрат анализируют на остаточное содержание D нем ванади спектрофотометриче- ски. Одновременно ведут наблюдени за изменением рН и характером образующегос на фильтре осадка. Как следует из опытных данных, наблюдаетс существенное различие в осаждении ванадиевых соединений при относительно небольших массовых

соотношений ванадий:АГК. Если с помощью АГК, полученных на основе гуминовых кислот бурого угл максимальную очистку от ванади (более 99%), удаетс достигнуть при соотношении 1:15, то дл АГК, получен0 ных из торфа, при этом соотношении эффективность осаждени составл ет 67%, Максимум же осаждени дл этого реагента достигнут при соотношении 1.50 и более. Кроме того, найдено, что осадки в случае

5 использовани производных бурых углей менее аморфны, плотнее и хорошо фильтруютс , что улучшает показатели процесса очистки сточных вод от ванади . Наблюдаемый рост концентрации ванади в обоих

0 случа х в щелочных средах после максимума очистки объ сн етс тем, что в этих услови х ванадий находитс только а объемной анионной форме поливанадата, что затрудн ет его взаимодействие с функциональны5 ми группами гуминовой кислоты. В кислых же средах ванадий присутствует как в анионной форме (/Оз), так и в катионной форме (V02 + и V04), что обуславливает больший эффект взаимодействи гуминовыми веще0 ствами, обладающие-преимущественно ка- тионообмен ными свойствами. При взаимодействии с гуматом аммони происходит образование нерастворимого в воде гумата ванадила, который в виде бурого

5 осадка. В отличие от других щелочных растворов гуминовых кислот использование аммонийных солей приводит также к получению в нейтральных средах ванадата аммони , имеющего ограниченную растео0 римость в воде, что также вли ет на степень извлечени ванади из раствора.

Согласно данным, при использовании дл очистки воды от ванади в качестве гуминовых веществ аммонийных солей гуми5 новых кислот, выделенных из бурого угл (2%-ный водный раствор), наибольший эффект достигаетс при массовом соотношении ванадий:АГК от 1:15 до 1:27. Уменьшение соотношени менее 1:15 сни0 жает эффективность очистки по причине недостаточного дл св зывани ванади количества гумата и недостаточно быстрой скорости образовани осадка. Увеличение соотношени более 1:27 снижает эффектив5 ность очистки из-за стерических затрудне- ний при образовании объемных молекул поливанадатов; кроме того, увеличение соотношени нежелательно по причине возможного вторичного загр знени сточных вод несв занными гуматами.

Пример 2. К1л сточной воды, содержащей 54,7 мг/л ванади , добавл ют 40 мл 2%-ного водного раствора АГК, полученного из бурого угл . После 5-минутного перемешивани образовавшуюс суспензию отфильтровывают под вакуумом. Остаточное содержание ванади в стоках 0,5 мг/л, что соответствует 99,1% очистки. Плотный осадок высушивают, после чего он может быть использован дл металлургических целей .

П римерЗ. К сточной воде того же составз(объем 1 л) добавл ют 60 мл 2%-ного раствора АГК. После р да стадий (как в при- мере 2) получен плотный осадок и стоки, содержащие 0,6 мг/л ванади . Эффективность очистки 98,9%.

П р и м е р 4 При добавлении к 1 л сточной воды (содержащей 54,7 мг/л вана- ди ) 75 мл 2%-ного АГК получена сточна

0

5

0

вода с остаточным содержанием ванади 1,1 мг/л.

Способ позвол ет добитьс высокой степени очистки воды (более, чем на 90%) от ванади с получением ванадийсодержаще- го продукта, способного к дальнейшей термической переработке металлов.

В таблице представлено содержание ванади в мг/л в сточной воде после обработки гуминовым веществом (АГК) по известному и предлагаемому способам.

Claims

Формула изобретени

Способ очистки ванадийсодержащих сточных вод обработкой гуминовыми веществами с последующим механическим отделением осадка, отличающийс тем, что, с целью повышени степени очистки от ванади , в качестве гуминовых веществ используют аммонийные соли гуминовых кислот , выделенных из бурого угл , при соотношении с ванадием 15 - 27 : 1.