Способ получения коагулянта Советский патент 1983 года по МПК C01F7/74 

О5

оо

Изобретение относится к технологии неорраййческих веществ и, в частности к производству сульфатных солей алюминия и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и промышленности для очистки питьевых и сточных вод, а также в производстве активного оксида алюминия - носителя платиновых катализаторов. - Современное получение коагулянта сульфата алюминия преимущественно основано на применении в качестве сырья гидрок сида алюминия. Сущность способа заключается во вза имодействии гидроксида алюминия с серной кислотой по реакции Ш(ОЩ 3H250 to|(r/1е2(50)зПHgO с«с{,. ( Процесс осуществляют следующим образом. Приготовленная суспензия гидроксида алюминия подается в реактор, куда одновременно поступают вода и серная кисло та иа расчета получения в продукте около 9О% А22(50) ° свобод ной воды. В реактор подают острый пар для перемешивания и нагрева реакционной массы в течение 20-30 мин при 1О5-1 . Процесс заканчивают, когда содержание свободной серной кислоты не превышает 0,1%. Реакционную массу Охлаждают в реакторе до 95°С, пропуская через нее воздух Расплав сернокислого алюминия направляют на кристаллизацию на столы-кристаллизаторы либо на кюльвальцы, с которых он срезается ножом в виде чешуек С 1- 3 и 2 . Недостатком способа, является применение аппаратов периодического действия что не исключает ручной труд и не позволяет автоматизировать процесс. Наиболее близким к предлагаемому по технической суцности и достигаемому ре зультату является непрерывный способ получения коагулянта - сульфата алюми,ния, включающий разложение водной суспензии гидроксида алюминия концентриро ванной серной кислотой при 100-12О С и стехиометрическом соотношении реаген тов, т.е. молярном отношении (МО) АбпОо , При выходе из реактора получается концентрированный раствор сернокислого aлю vшния, который непрерыв но поступает на кристаллизацию или на частичное обезвоживание в аппарате ки- пящего слоя З. Недостатками известного способа являются высокая стоимость и низкое качество получаемого коагулянта, обусловленные большим расходом серной кислоты (обычно 97-98%, or стехиометрического по реакции 1) и, как следствие, относительно высоким содержанием (до 0,4%) свободной серной кислоты в готовом продукте. Известно, что действие сернокислого алюминия при очистке воды основано на реакции гидролиза 2Ле(ОН)з -ЗН2504./ (2) в результате которой образуется серная кислота. Введение последней с коагулянтом в реакционную зону уменьшает степень гидролиза .и тем самым снижает эффективность очистки Воды. Чем больше содержание свободной серной кислоты в коагулянте, тем хуже его качество. Поэтому ГОСТом недопускается содержание свободной кислоты, способствующее усилению коррозии аппаратуры водоочистных станций и трубопроводов. Целью изобретения я утяется получение более эффективного коагулянта и удешевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения коагулянта, включающему разложение водной суспензии гидроксида алюминия при 100120°С с последующей кристаллизацией продукта, разложение гидроксида алюминия осуществляют при мадярном отношении .О-, 1:(2-2,6). и перемешивании с окружной скоростью мешалки 11ОО-24ОО м/ч. При дозировке МО ®нее 2-х увеличивается содержание нерастворимого остатка в коагулянте, что ухудшает его качество. При дозировке МО 50.:АЕ20з более 2,6 возрастает стоимость коагулянта. Перемешивание с окружной скоростью более 240О м/л нецелесообразно, так как не улучшаются показатели процесса. Перемешивание со скоростью меньше 11ОО м/л снижает эффективность процесса, так как скопость взаимодействия серной кислоты с гидрооксиДом алюминия уменьшается. П р и м е р. 58,3 г гидроксида алюминия, содержащего, %: 65,0 , 0,25 5Ю2; 0,05 Fe20;5 и 34,4 ппп, помещают в стальной реактор, футерованнь1й фторопластом 4, емкостью 4ОО см, куда приливают 250 мл ЗО%-ной серной кислоты. Реактор выдерживают при 110120 в воздушном термостате в течение

двух часов при перемешивании с окруж ной скоростью 24ОО м/ч. Полученный концентрированный раствор в количестве 36 3,3 г кристаллизуют при естественном охлаждении др температуры окружающей среды. Разложение гидроксида алк миния в этих условиях проходит на 98,8%, содержание нерастворимого остатка 0,3%, что допустимо по ГОСТу на коагулянт. Коагулянт представляет смесь двух солей преимущественно гидросульфата алюми ния и в Небольшом количестве сульфата . алюминия.

По своим коагулирующим свойствам полученный коагулянт характеризуется более высокой степенью осветления воды, что подтверждается экспериментальными данными Коагулирование проводили в лабораторных условиях при следующих качественных показателей воды: щелочность 3 мг-экв/л, мутность 40 мг/л, рН 8,28,4,доза коагулянта составляла 50 мг/л по сульфату алюминия. При равном времени осветления воды и дозах коагулянта, осветление воды полученным коагулянтом в 1,5-2 раза эффективнее, чем сульфатом

алюминия. При очистке сточных вод расход полученного коагулянт1а по сравнению с сульфатом алюминия меныое как по аб солютноку весу дозируемого реагента, так и по содержащемуся в нем АРпО,. Так, для очистки цветных вод с содержа- нием взвешенных веществ 5О-1ОО мг/л необходимо расходовать 95 мг/л сульфата ал нж1кния АР2 (504) или 15 мг/л Дозировка же оЬЕювной соли составляет 52 мг/л или 1О мг/л Ае20з.

Основными преимуществами способа являются:

-получение более эффективного коагулянта, сокращение его расхода в процессе водоочистки и тем самым снижение себестоимости чистой воды;

-значительное сокращение расхода серной кислоты (на 20-38%) что также существенно удешевляет процесс;

-уменьшение коррозии аппаратуры на водоочистных станциях и трубопроводов вследствие отсутствия свободной серной кислоты в коагулянте и более высокого рН обрабатываемой воды.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА, включающий разложение воднЫ1 суспензии гидрокснда алюминия серной кислотой при температуре 1ОО-12О С и последующую кристаллизацию продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения качества коагулянта и удешевления процесра, разложение гидроксида алюминия осуществляют при молярном отношении A oOa:SOg l: