Способ получения лака из сточных вод производства красителей Советский патент 1988 года по МПК C09B63/00 

4 СО N5 О О5

амиловым спиртом при . 0..

Изобретение относится к технологии производств красящих препаратов, в частности к способу получения лака из сточных вод производств красителей, который может использоваться в качестве компонентов рецептур красочных составов в производстве декоративных бумаг, наполнителей резинотехнических изделий.

Целью изобретения является повышение концентрации красящего вещества в лаке, удаление минеральных солей из сточных вод и утилизация отработанной серной кислоты, В качестве дополнительного продукта способ позволяет получить глауберову соль.

Извлечение глауберовой соли обеспечивают введением серной кислоты в количестве, эквивалентном содержанию ионов металла в сточной воде и контактом смеси с температуре от - 3 до - - 8 С.

Для переработки пригодны сточные воды производства любых красителей, содержащих кислотные группы (, -СООН).

Предварительное добавление серной кислоты в сточную воду приводит к выделению в среду амилового спирта (экстрагента) следующих примесей: хлористый водород, серная кислота, красящее вещество. Указанные примеси не экстрагируются из соответствующих водных растворов, не содержащих или содержащих небольшое количество кислоты.

При обработке предварительно отделенной органической фазы минеральным носителем и/или веществом, из которого он образуется, осаждают только красящее вещество на минеральном носителе, причем поскольку ионы щело ных металлов в органическую фазу HP. извлекаются конечный продукт свободен также и от их примесей.

При использовании в качестве вещества для образования минерального носителя карбоната кальция последний реагирует с красящим веществом с образованием Са-лака, с серной кислотой с образованием минерального носителя - гипса, с хлористым водородом - с образованием хлорида кальция остающегося в органической фазе в растворенном виде,

При использовании хлорида кальция и водного раствора хлорида бария образуются соответственно Са- и Ва-ла

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ки, причем хлорид бария используют в виде насы1це({ного водного раствора вследствие его нерастворимости в органической фазе,

В органическую фазу могут быть предварительно добавлены известные минеральные носителя, например глина, каолин, бентонит, на которых сорбируются красящие вещества. В качестве минерального носителя также может быть использована белая сажа.

В случае отделения осадка красящего вещества дистилляцией в составе паровой фазы отделяются экстрагент и хлорид водорода, в составе осадка - красящее вещество на минеральном носителе. Красящее вещество, находящееся Б форме органической кислоты,закрепляется на носителе при реакции с эквивалентным количеством гидроокиси бария или кальция. Предлагаемый способ отделения применим для устойчивых к нагреву марок красителей.

Пример 1, Получение кальциевого лака из окрашенных веществ, извлеченных из сточных вод производств различных красителей (фильтратов) ,

Исходные материалы. Фильтраты производств красителей: активного оранжевого ЖТ, прямого чисто-голубого, прямого коричневого светопрочного 2КХ, кислотного оранжевого, хромового синего 2К, хромового желтого К, активного красного 4СШ, активного ярко-зеленого 4Ж111, активного ярко- красного 53Х, Серная кислота 94%-ная,, аья-1ловый спирт, карбонат кальция.

Приспособления: делительная воронка, емкость с мещалкой,

В 100 мл фильтрата добавляют серную кислоту в эквивалентном количестве к содержащимся в фильтрате ионам натрия, перемешивают, затем добавляют 80 мл амилового спирта,смесь встряхивают в делительной воронке и отстаивают, нижний слой - обесцвеченный водный раствор - сливают, верхний слой поьГещают в емкость с мешалкой и добавляют карбонат кальция в количествах, указанных в табл.,, смесь перемешивают, осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием или фильтрацией. Процесс ведут при TeNmepaType окружающей среды. Результаты по степени обеспечивания фильтратов, выход лака с 1 м фильтратов, его качественные характе-.

ристики, сведения о физико-химт чес- ких свойствах фильтратов приведены в табл. 1 .

П р и м е р 2, Получение бариевого лака и сульфата натрия десятивод- ного с использованием фильтрата активного оранжевого ЖШ при различных TeNmepaTypax с применением различных минеральных носителей.

Исходные материалы: сточный фильтрат производства красителя активного оранжевого ши, содержащий, г/л: хлорид натрия 191,2; ионы натрия

10

В 100 МП фильтрата добавляют 94%-ную серную кислоту в количестве 5,2 г, перемешивают, затем добавляют 80 МП амилового спирта,смесь встряхивают в делительной воронке, отстаивают и сливают нижний слой. Верхний слой помещают в емкость с мешалкой, добавляют 0,8 г раствора хлорида бария и тщательно перемешивают. Осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием. Аналогичные операции проводят при расходах серной кислоты 246 и 392 г/л в пересчете на

75 (3,26 г-иоц/л), прокаленный оста- 15 моногидрат. Процессы ведут при темпе

В 100 МП фильтрата добавляют 94%-ную серную кислоту в количестве 5,2 г, перемешивают, затем добавляют 80 МП амилового спирта,смесь встряхивают в делительной воронке, отстаивают и сливают нижний слой. Верхний слой помещают в емкость с мешалкой, добавляют 0,8 г раствора хлорида бария и тщательно перемешивают. Осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием. Аналогичные операции проводят при расходах серной кислоты 246 и 392 г/л в пересчете на

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к способу получения лака из сточных вод производства красителей,используемому в качестве компонента красочных составов в производстве декоративных бумаг и наполнителя резинотехнических изделий. При использовании Способа по изобретению повышается в 3-12 раз концентрация крася- .щего вещества в лаке, степень удаления солей из сточных вод с 20-30 до 70-80%, а также осуществляется утилизация отработанной серной кислоты. Это достигается за счет последовательной обработки сточных вод серной кислотой в количестве 49-392 г/л, амиловым спиртом при объемном соотношении 10:8 соответственно, и при (- 3) - (- 8)С разделением органической и водной фазы и обработкой минеральньм наполнителем органической фазы. 5 табл. (Л

ток 197,4; сухой остаток 201,0 и ХПК 15,02 г порог разведения 1 : : 10000; РН 6-7; содержание красящего вещества (С , ) 1 1 j-, серная кислота отходная производства сульфохлорида, бесцветная 54 % (ОСК), амиловый спирт, глина, каолин, бентонит, белая сажа БС-М1 и БС-М2, водный раствор гидроокиси бария 5 мас.%.

Приспособления: емкость с рубашкой 25 более 392 г/л также нецелесообразно

для охлаждения, устройство для вакуум-перегонки.

В 100 мл фильтрата добавляют 30 г ОСК, содержащей 16,0 (0,163 моль) моногидрата - эквивалентно содержащимся в фильтрате ионам натрия, перемешивают и добавляют 80 мгг амилового спирта, смесь охлаждают до - 3 С при перемешивании в течение 30 мин, отделяют от нее выпавшие кристаллы глаубе-,с стве к содержащимся в фильтрате ио- ровой соли отстаиванием либо фильт- нам натрия, перемешивают и добавляют рацией, отделяют от водного раствора верхнюю (органическую) фазу и подвер80 мл амилового спирта, смесь охлаждают до - при перемешивании в течение 30 мин, отделяют от нее вы- дд павшие кристаллы глауберовой соли

гают ее дистилляции под вакуумом при 80 С, предварительно добавив 1 г минерального носителя. Полученный после дистилляции осадок красящего вещества на минеральном носителе нейтрализуют 0,4 г раствора гидроокиси бария. .Аналогичные операции проводят при

- 3°С

и - .

Выход лака и глауберовой соли, качественные характеристики лака приведены в табл. . 2.

Пример 3. Влияние количества введенной серной кислоты на полноту выделения окрашенных веществ и на выход лака.

Исходные материалы: фильтрат кра- сителя активного оранжевого КИ, 94%-ная серная кислота, амиловый спирт, каолин БП-84, водный раствор хлорида, бария 32 мас.%.

ратуре окружающей среды.

Результаты по степени обесцвечивания фильтратов (%) и выходу лака представлены в табл.3.

Как видно из табл.3, при введении 49 г H2SO на литр сточных вод выход лака минимален, в связи с чем применение меньшего расхода кислоты нецелесообразно. Превышение расхода

в связи с возможным осмолением экст- рагента.

П р и 1 е р 4. Исходные материалы те же, что и в примере 1. Приспособление: емкость с -.рубаш- кой для охлаждения, емкость с мешалкой.

В-100 мл фильтрата добавляют серную кислоту в зквивалентном количестве к содержащимся в фильтрате ио- нам натрия, перемешивают и добавляют

80 мл амилового спирта, смесь охлаждают до - при перемешивании в течение 30 мин, отделяют от нее вы- павшие кристаллы глауберовой соли

отстаиванием или фильтрацией, отделяют от водного раствора верхнюю (органическую) фазу, помещают ее в емкость с мешалкой и добавляют карбонат кальция в количествах, указанных в табл.1, смесь перемешивают, осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием или фильтрацией. Аналогичные операции проводят при - 3 С и - 8 С. Выход лака, содержание окрашенного вещества в нем, степень извлечения окрашенных веществ из сточных вод,выход глауберовой соли сведены в табл.4.

Лак окрашивает бумагу в различные цвета в зависимости от используемых сточных вод и по качественным показателям не уступает имеющимся промьт- ленным образцам на основе товарных

красителей, при этом сохраняются все

основные преимущества известного способа,

Потребительские свойства лака существенно улучшаются за счет повышения содержания красящего веп1ества в лаке в 3, 3-1 2,1 разно сравнению с известным способом (с 3,85-7,8 до 25,9-46,8 мас.%), отсутствия в нем солей щелочных металлов, достигаемого по приемам способа, дальнейшего расширения цветовой гаммы лаков за счет использования сточных вод всех кислотных красителей, в т.ч. и триа- зиновых и хромовых. При этом расход минерального носителя уменьшен в 0 раз (примеры 1-2),

По предлагаемому способу достигается не только значительно более полная утилизация сточных вод по степени обесцвечивания (табл. ), но и утилизация содержащихся в юточной воде ионов щелочных металлов, в результате чего происходит не дополнительное засоление, а наоборот обесцвечивание воды на 70-80.% (пример 2 и, тем ,. достигается гораздо более значительный природоохранный эффект. Одновременно предлагаемый способ позволяет наиболее рационально использовать содержащиеся в сточных водах полезные вещества.

По предлагаемому способу имеется возможность достичь высокой степени извлечения окрашенных веществ из сточных вод без ущерба для качества продукта путем добавления к ним избытка серной кислоты. Однако при этом резко Снижается количество выделяемых солей и неоправданно увеличивается расход серной кислоты,которая загрязняет воду.

6

Ввиду высокого содер.аиия окрашенных веществ п сбросных фильтратах производств красителей, вторичного красочного препарата - лака может быть получено до 20 % от количества основной продукции по различным маркам красителей. В качестве дополнительного продукта может б,1ть получено до 0,2 т с фата натрия.

1 м сточных вод суль

Формула изобретения

Способ, получения лака из сточных вод производства красителей, содержащих карбокси- или сульфогруппы при остаточной концентрации красителя -20 г/л, концентрации кислорода 7,25-38,3 г/л и концентрации хлорид- и сульфат-ионов 89,97-350 г/л, с использованием обработки минеральным носителем - глиной, каолином, бентонитом, белой сажей, отделением осадка красящего вещества, обработкой его хлористым кальцием или гидроокисью бария и вьщелением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью. повьш1ения концентрации красящего вещества в лаке, удаления минеральных солей из сточных вод и утилизации отработанной серной кислоты, сточные воды последовательно обрабатывают серной кислотой в количестве 49-392 г/л в пересчете на моногидрат, амиловым спиртом при объемном соотношении воды и спирта 10:1-10:15 соответственно при .(-)3-(-)8 С с дальнейшим отделением осадка глауберовой соли и разделением органической и водной фаз, а обработке минеральным носителем подвергают органическую фазу.

о

PQiK.

Ц)3

iо

««

о.о.

оX

о

1Л

о

1Л

(М

00

о

fO

(М

«

&

fO

rt

evj «TV

г vO

го r.

m

о

о

00

о.

о

§1

О)

о. о

tit

3

§

I

и Id

Oi Ui

о

Л

§ 2

l

о

u-v

и

ем О

g

«

м

00

о

сч

«

о

0

1Л

ш

CVJ

о

о

«ч

- о

Т1

00

п

00 00

г

г

о

т

C

Ik Ш

- 00

п

еЬ 5

°. о

оо

«k

м

CS

en

о

m

«ч

п

г го

««

fo со

00

со

in

см

ео

го

о

(М

го

о

г.

«М

1Л

со

00

00

см -

«л о

0 CTi

00 0

O Oi

о

ОЧ

«

ON

00 OV

со

Ю

::

g

IS

г

4f

о о

ео

оо оо

00

о tn

00

о л

U-1

{М

о

го

VO

(О

г.

1Л

(М

о

Ю

о

iri

о

о

f

о

О

« 00

о

«

со

VO

и к сх

к

и

J

в

п)

Еш S X

ш

о

а

с

Примечание, При увеличении степени извлечения окрашенных веществ, например, с 98 до 99%, т.е. на 1%, остаточное содержание загрязнения снижается в 2 раза - на 5П%. При высоких значениях степени извлечения дальнейшее, хотя и небольшое численно, ее пов11т1ение дает значительный нпиродоохранный эффект.

.3207fi

Таблиц ;)

1 2

1

2 3

4

. 5 6 7 8 9 1-0

Таблица 4

ТаблицаЗ