СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ЗАГРЯЗНЕННЫХ СОЕДИНЕНИЯМИ CR(VI) Российский патент 2004 года по МПК C02F1/62 C02F1/62 C02F101/22 C02F103/16 

Изобретение относится к очистке сточных вод, загрязненных соединениями Cr (VI), в частности ливневых, дренажных и вод с производственных площадок.

Известен способ количественного восстановления Сr (VI) сульфатом железа (II) или солью Мора, который лежит в основе аналитического определения содержания Cr (VI). [Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных сточных вод. - М.: Химия, 1974, с.184]. Недостатком способа является то, что несмотря на полное восстановление Cr (IV) раствор остается загрязненным соединениями Сr (III).

Известен способ очистки сточных вод путем восстановления Сr (VI) сульфатом железа (II) (железным купоросом) по уравнению

СrО₃+3FeSO₄+9Н₂O=Cr(ОН)₃+3Fe(OH)₃+3H₂SO₄

с последующей нейтрализацией избыточной кислотности известковым молоком или кальцинированной содой. Количество добавляемого сульфата железа определяется в зависимости от содержания Сr (VI), а подача известкового молока регулируется по рН в интервале 6,5-8,0.

К недостаткам метода относится плохая фильтруемость получаемого аморфного осадка, что препятствует его использованию. Даже после сгущения суспензии отделить осадок на фильтровальном оборудовании затруднительно и ее откачивают в шламовый пруд хроматного производства. [Авербух Т.Д., Лавлов П.Г. Технология соединений хрома. Л.: Химия, 1973, с.270].

Техническая задача предполагаемого изобретения - получение хорошо фильтрующихся осадков с целью интенсификации метода.

Она решается путем восстановления Сr (VI) сульфатом железа (II), нейтрализации избыточной кислоты и отстаивания с дальнейшей карбонизацией сгущенной суспензии с одновременным нагреванием до температуры 40-95°С.

Процесс может осуществляться путем карбонизации суспензии дымовыми газами, содержащими углекислоту (например, газами прокалочных печей хроматного производства, известковых печей, котельных и т.д.) или связанной углекислотой, например бикарбонатом натрия. В последнем случае процессы нейтрализации и карбонизации проводят одновременно. При этом при нагревании в интервале 40-95°С образуются хорошо фильтрующиеся осадки, что обеспечивает возможность их использования в основном производстве хромовых соединений после сушки вместо части руды, так как прокаленный осадок состоит из приблизительно 80% Fe₂O₃ и 20% Сr₂О₃. Осадок может использоваться в качестве сырья для производства хромсодержащих пигментов и абразивов.

Нагревание ниже 40°С не дает положительного эффекта, а выше 95°С нецелесообразно, так как приводит к дополнительному расходу тепла на испарение.

В отличие от прототипа совместное использование карбонизации и нагревания по предполагаемому изобретению позволяет получить хорошо фильтрующиеся суспензии, скорость фильтрации которых в 4,3-6,5 раз выше, чем в известном способе, что подтверждается примерами (см. таблицу).

Пример 1 (по прототипу)

К 100 вес.ч. ливневых вод, содержащих 329 мг/дм³ СrО₃ и имеющих рН 10,9, добавляют при перемешивании 0,0412 вес.ч. FeSO₄, получают раствор с рН 3,2, который нейтрализуют 0,273 вес.ч. известкового молока (10% СаО) до рН 7,5.

После отстаивания получают осветленную воду, не содержащую СrО₃, и сгущенную суспензию Ж:Т=4:1. Состав отфильтрованного осадка, %: 8,1 Fe₂О₃, 2,1 Сr₂O₃, 1,0 СаО, 84,8 п.п.п.

Скорость фильтрации при разрежении 400 мм рт. ст. составила 35 кг/м²·ч сухого осадка.

Пример 2

0,5 вес.ч. сгущенной пульпы по п.1 подвергают карбонизации дымовыми газами, содержащими 8-10% СO₂ в количестве, обеспечивающем 10 кратный избыток СО₂ на нейтрализацию ОН^- до образования основных карбонатов Сr и Fe, при одновременном нагреве до температуры 40, 60 и 95°С (фильтруют при разрежении 400 мм рт. ст.). Скорость фильтрации составляет 50, 200, 230 кг/м²·ч соответственно.

Получают осадок следующего состава, %: 13,5 Fе₂О₃, 3,5 Сr₂О₃, 1,67 СаО, 81,33 п.п.п.

Прокаленный осадок содержит 18,7% Сr₂O₃ и может быть использован в шихте хроматного производства.

Пример 3

100 вес.ч. ливневых вод обрабатывают FeSO₄ по примеру 1. Получают раствор с рН 3,2, который нейтрализуют 0,164 вес.ч. NaHCO₃ до рН 7,5. После слива осветленной воды получают сгущенную суспензию Ж:Т=6:1, которую нагревают до температуры 75°С, отфильтровывают при разрежении 400 мм рт. cт.

Состав осадка, %: 13,7 Fe₂O₃, 3,0 Сr₂O₃, 83,3 п.п.п.

Скорость фильтрации по сухому осадку составила 150 кг/м²·ч, что в 4,3 раза больше чем в прототипе.

Изобретение относится к очистке сточных вод, загрязненных соединениями Cr (VI), в частности ливневых, дренажных и вод с производственных площадок и может быть использовано на предприятиях, где производится очистка от Cr (VI). Способ решается путем восстановления Cr (VI) сульфатом железа (II), нейтрализации избыточной кислоты и отстаивания с последующей карбонизацией сгущенной пульпы свободной углекислотой, содержащейся в дымовых газах, или связанной углекислотой, например бикарбонатом натрия, с одновременным нагреванием до температуры 40-95°С. Скорость фильтрации осадков увеличивается в 4,3-6,5 раз, т.к. получается хорошо фильтрующийся осадок. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки сточных вод, загрязненных шестивалентным хромом, путем восстановления Сr(VI) сульфатом железа (II) с последующей нейтрализацией и отстаиванием, отличающийся тем, что сгущенную суспензию подвергают карбонизации при одновременном нагревании суспензии до температуры в пределах 40-95°С.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для карбонизации используют свободную углекислоту, содержащуюся в дымовых газах, или связанную углекислоту, например бикарбонат натрия.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании для нейтрализации бикарбоната натрия процессы нейтрализации и карбонизации проводят одновременно.