СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФТОРИДОВ Российский патент 2024 года по МПК C02F1/58 C02F1/52 

Изобретение относится к области очистки высокофтористых сточных вод, содержащих фториды осаждением с последующим отстаиванием и может быть использован для очистки сточных вод производства плавиковой или фосфорной кислот или металлического алюминия.

Известен способ очистки природных вод от фторидов, включающий ионный обмен с применением макропористого катионита КМ-2п, обработанного оксихлоридом алюминия с целью повышения сорбционной емкости катионита. Перевод катионита в активную форму и его регенерация от фторидов проводится раствором оксихлорида алюминия (Патент РФ 2220911 C02F 1/28 Никитин И.В., Харламова A.M., Талтыкин СЕ. публикация патента: 10.01.2004).

Недостатками данного способа являются высокие реагентные затраты на регенерацию катионита раствором оксихлорида алюминия, а также образование гидроксида алюминия в норовом пространстве катионита (так как рН повышается до 6,7-7,9), и как следствие, образование гидроксокомнлекса алюминия с катеонитом, снижая при этом сорбционную емкость ионной смолы.

Известен способ обесфотирования подземных вод от фторидов с применением магнийсодержащего реагента (оксид или сульфат магния) совместно с подщелачивающим реагентом (карбонат кальция), в результате чего образуется оксифторид магния, который удаляют на скором фильтре (Патент РФ RU 2181700 C02F 1/58 Прончева Л.Е., Тихановская F.A., Чудповский СМ., публикация патента 20.04.2006)

Недостатками данного способа является низкая эффективность применения магнийсодержащих реагентов (отсутствие достижения нормативов по фторидам 1,5 мг/дм3), повторное загрязнение обрабатываемой воды сульфат-анионами и дополнительные затраты на использование подщелачивающего реагента.

Известен способ очистки фтористых вод (питьевые или сточные) от фторидов, обрабатывая их оксидом кальция в 3-х кратном избытке от стехиометрии образования фторида кальция с последующей рекуперацией электродиализом и объединением с исходной водой (Патент РФ 2225365 С02Г 7469 Пилат Б.В. публикация патента 10.03.2004).

Недостатками данного способа является значительный расход извести, перерасход которого снижает эффективность электродиализного разделения и сокращает срок службы мембран за счет образующихся солей на их поверхности.

Наиболее близким к заявленному способу (прототип) является способ очистки сточных вод от фторидов, при котором используется адсорбент, полученный путем нейтрализации белового шлама, получаемого в процессе автоклавного удаления кремния из алюминатных растворов глиноземного производства. Адсорбент вводят в массовом соотношении (10-12): 1 (в пересчете на фторид натрия), содержащегося в сточных водах (Патент РФ 2036844 C02F 1/28 Луцкая Л.П., Бураев М.Э., Гроо Э.Н., Морозов М.Г., Кольздорф А.В., публикация патента 06.09.1995).

Существенным недостатком данного способа является низкая эффективность удаления фторидов из воды (остаточное содержание фторидов более 1 г/дм3), требующие применение дополнительных стадий очистки, повышающих стоимость процесса обесфторивания воды.

Задачей данного изобретения является разработка высокоэффективного способа очистки сточных вод от фторидов с их начальным содержанием более 100 г/дм3, характеризуемый пониженными реагентными затратами благодаря использованию отхода флотационного обогащения апатитовой руды - нефелина в предлагаемом техническом решении.

Поставленная задача решается способом очистки сточных вод от фторидов путем обработки их алюминийсодержащим реагентом, последующего разделения жидкой и твердой фаз отстаиванием, где происходит осаждение, при этом в качестве алюминийсодержащего реагента используют нефелин - отход флотационного обогащения апатитовой руды при соотношении алюминий: фтор, равным (0,1-0,5): 1 с последующим осаждением натриевой соли акриловой кислоты (среднезарядный низкомолекулярный анионный флокулянт) с дозами от 5-20 мг/дм3.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

ПРИМЕР 1

Сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторидов: F- - 100 г/дм3; рН<1 обрабатывают нефелином при соотношении A1:F=0,1:1 в течение 20 минут. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 5 мг/дм3 и отстаивают. Остаточное содержание фторидов составляет 0,055 г/дм3 (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 2

Сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторидов: F- - 100 г/дм3; рН<1 обрабатывают нефелином при соотношении A1:F=0,2:1 в течение 20 минут. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке К) мг/дм3 и отстаивают. Остаточное содержание фторидов составляет 0,045 г/дм3 (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 3

Сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторидов: F- - 100 г/дм3; рН<1 обрабатывают нефелином при соотношении А1:Р=0,3:1 в течение 20 минут. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 15 мг/дм3 и отстаивают. Остаточное содержание фторидов составляет 0,04 г/дм3 (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 4

Сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторидов: F- - 100 г/дм3; pH<1 обрабатывают нефелином при соотношении A1:F=0,4:1 в течение 20 минут. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 20 мг/дм3 и отстаивают. Остаточное содержание фторидов составляет 0,035 г/дм3 (эффективность очистки 99,99%).

ПРИМЕР 5

Сточные воды установки газоочистки процесса производства экстракционной фосфорной кислоты с содержанием фторидов: F- - 100 г/дм3; pH<1 обрабатывают нефелином при соотношении A1:F=0,5:1 в течение 20 минут. В раствор вводят натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 20 мг/дм3 и отстаивают. Остаточное содержание фторидов составляет 0,025 г/дм3 (эффективность очистки 99,998%).

Из представленных примеров видно, что применение в качестве алюминийсодержащего реагента нефелинового концентрата (отхода обогащения апатит-нефелиновой руды), позволяет существенно снизить остаточное содержание фторид-ионов в очищенной воде менее 0,03 г/дм3. Еще одним достоинствам предлагаемого способа является возможность снижения реагептных затрат на реализацию предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом.

Результаты получены при использовании оборудования ЦПК им. Д.И. Менделеева.

Изобретение относится к области очистки промышленных высокофтористых сточных вод от фторидов осаждением и может быть использовано для очистки сточных вод производства плавиковой или фосфорной кислот или металлического алюминия. Способ очистки сточных вод от фторидов заключается в обработке их алюминийсодержащим реагентом и последующем разделении жидкой и твердой фаз отстаиванием. В качестве алюминийсодержащего реагента используют нефелин - отход обогащения апатит-нефелиновой руды при соотношении алюминий:фтор, равном (0,1-0,5):1. Осаждение ведут с применением среднезарядного низкомолекулярного анионного флокулянта, представляющего собой натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 5-20 мг/дм³. Обеспечивается снижение остаточного содержания фторид-ионов в очищенной воде, а также снижение реагентных затрат. 5 пр.

Способ очистки сточных вод от фторидов путем обработки их алюминийсодержащим реагентом, последующего разделения жидкой и твердой фаз отстаиванием, где происходит осаждение твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего реагента используют нефелин, являющийся отходом обогащения апатит-нефелиновой руды, при соотношении алюминий:фтор равном (0,1-0,5):1, а осаждение твердой фазы ведут с применением среднезарядного низкомолекулярного анионного флокулянта, представляющего собой натриевую соль акриловой кислоты в дозировке 5-20 мг/дм³.