Способ получения коагулянта

 

Изобретение касается производства коагулянта и может быть использовано для процессов очистки сточных вод. Цель изобретения - повышение эффективности коагулянта при интенсификации процесса и экономии тепловых затрат. Коагулянт получают растворением железной стружки в растворе хлорида алюминия (III) с концентрацией 10-15 мас.% при 80-90°С в течение 0,4-0,5 ч и окислением продукта растворения электролитически при плотности тока 4-8 А/дм<SP POS="POST">2</SP> в течение 2,5-3,5 ч. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1604747 А 4 (51) 5 С 02 F 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (р1ю

О

Ра 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

40 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283097/31-26 (22) 13.07.87 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Киевский политехнический институт им. 50 летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И. М. Астрелин, В. А. Запольский, В. В. Образцов и В. 3. Гребенюк (53) 628.543 (088.8) (56) Патент США № 4417996, кл. С 01 F 7/74, 1983.

Изобретение относится к получению коагулянтов и может быть использовано для процессов очистки сточных вод.

Цель изобретения — повышение эффективности действия коагулянта за счет обеспечения возможности получения смеси основных хлоридов алюминия и железа (III) общей формулой A12Fe(OH) 5С!4 и экономии тепловых затрат.

Пример. Для осуществления процесса получения коагулянта используют раствор хлорида алюминия — отход титано-магниевых и хлорорганических производств и железную стружку — отход машиностроительных производств (сталь марки 45) . Водный раствор (10 мас. %) AICI3 в,количестве 50 мл предварительно подогревают до 90 С. Стружку загружают в цилиндрический реактор, куда подают подогретый раствор хлорида алюминия. Продолжительность растворения 0,42 ч. После окончания процесса раствор охлаждают до 20 С и подают в диафрагменный электролизер (ме:мбрана МА-40). В катодном пространст(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА (57) Изобретение касается производства коагулянта и может быть использовано для процессов очистки сточных вод. Цель изобретения — повышение эффективности коагулянта при интенсификации процесса и экономии тепловых затрат. Коагулянт получают растворением железной стружки в растворе хлорида алюминия (III) с концентрацией 10 — 15 мас. % при 80 — 90 С в течение

0,4 — 0,5 ч и окислением продукта растворения электролитически при плотности тока

4 — 8 А/дм в течение 2 5 — 3 5 ч. 2 табл.

С." ве циркулирует раствор 10%-ной соляной кислоты, а в анодном — полученный раствор основного хлорида алюминия (I I I) и хлорида железа (II). Напряжение на электродах 10 В при плотности тока 6,0 А/дм раствор циркулирует до полного превращения железа (11) в железо (III) (в течение 3 ч) . Расход электроэнергии составляет 19,14 кВт-ч/кг-экв при 80%-ном выходе по току.

В табл. 1 и 2 показано влияние параметров процесса получения коагулянта.

Как видно из табл. 1, применение разбавленног0 водного раствора хлорида алюминия ((10%) нецелесообразно, так как при этом получается низкоконцентрированный продукт с малым содержанием А10з. При,фЭ использовании 5%-ного водного раствора хлорида алюминия продукт содержит 5% основного хлорида алюминия или 3% А1 ОЗ.

При использовании 15%-ного водного раство— ра А1С1;» продукт содержит 15 основного хлорида алюминия (111) или 9% А10».

При концентрации рас»вора по А!С!» вы= ше 15 мас. % продукт при 20 ». имеет

1604747

Формула изобретения

Таблица 1

Степень растворения, Х, при температуре, о С

Опыт

Длительность йроцесса, мин

8О

Концентрация раствора, мас. Х

12,5 15 20 5 1О 12,5 15 20

1 Е 1- L J5 10 з

1О

20 .

24

27

Зо

120

1 г

4

7

9

1О

11

1г

1З

51

28

39

82

9.3

96

1ОО

27

41

77

8993

98

100

25 24

40 46

70 66

86 81

92 88

96

98

1ОО

1ОО

33 28

45 45

65 54

76 61

88 70

95 72

100 76

26 26

36 30

55 57

74 70

48 34

69 63

86 72

100 80

ЗЗ З7

46

73 64

53

1ОО

92

96

1ОО

79

83 80

89 84

93 89

91

100 97

1ОО

94

96

1ОО

83

93 85

97 91

100 98

1ОО

88

1ОО

98

1ОО желеобразный вид, что усложняет последующий процесс окисления, проводимый при комнатной температуре.

Повышение температуры растворения железа выше 98 С ведет к гидролизу основного хлорида алюминия, а выход за нижний предел (80 С) — к увеличению продолжительности процесса растворения.

Анализ табл. 2 показывает, что увеличение плотности тока выше 8 А/дм нецелесообразно, так как ведет к большему потреблению электроэнергии. Понижение плотности тока ниже 4 А/дм тоже нежелательно, хотя при этом и уменьшается потребление электроэнергии, но значительно растет продолжительность процесса окисления.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами по сравнению с известными: интенсификация процесса и экономия тепловых затрат, так как уменьшение длительности процесса и снижения температуры растворения хлор ида алюминия (111) на 10 — 20 С ведет к понижению тепловых затрат на осуществление способа; процесс получения смешанного алюможелезного коагулянта организуется по безотходной технологии; на стадии растворения железа выделяется водород, который сжигается и используется для подогрева раствора хлорида алюминия (III); на стадии окисления железа (II) в железо (111) используется безотходный электрохимичес. кий способ.

Коагулянт, образующийся при осуществлении предлагаемого способа представляет собой смесь основных хлоридов алюминия и железа (111) с общей формулой

А12Fe (OH) 6С14, обладающих при целевом применении более высокой эффективностью, чем смесь средних солей, образующихся по известному способу.

15 Способ получения коагулянта, включающий растворение железа в водном растворе хлорида алюминия (II I) при нагревании и последующее окисление, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия коагулянта за счет обеспечения возможности получения смеси основных хлоридов алюминия и железа (ПI) общей формулой A12Fe(OH)6C14 и экономии тепловых затрат, процесс растворения железа ведут в растворе хлорида алюминия

25 (111) с концентрацией 10 — 15 мас. % при

80 — 90 С в течение 0 4 — 0 5 ч, а окисление продукта растворения ведут электполитически йри плотности тока 4 — 8 А/дм в течение 2,5 — 3,5 ч.

1604747

Таблица2

Длит ел ь ность

Степень

Плотность процесса, мин

Ф

Содержание в растворе А1 0 0,10 кг/л и кг экв

FeC1 0,002

2 л

Составитель Т. Барабаш

Редактор H. Рогулич Техред А. Кравчук Корректор С. Шевкун

Заказ 3429 Тираж 802 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 (3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, (О!

240 тока (при U = 10 В), А/дм

6

4 2

Расход электроэнергии, кВт-ч/кг-экв

32, 76

86,00

19,14

14,77

10,72 окисления

Fe до Fез, ю, ф

100