Способ обработки карьерных и шахтных вод хлоридно- натриевого типа

 

Обработка карьерных и шахтных вод хлоридно-натриевого типа включает предупреждения накипеобразования, предварительное концентрйрование, сгущение, обезвоживание сгущенного осадка с рециркуляцией-фильтрата на стадию отстаивания, кристаллизацию NaCI с последующим сгущением , центрифугированием, сушкой и рециркуляцией фугата на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, последующее деление осветленного упаренного раствора на два потока, один из которых возвращают на стадию с кристаллизацией NaCI, а другой направляют на стадию извлечения KCI, доупаривание остаточных рассолов, сгущение с получением в виде товарного продукта раствора MgCl2 + CaCl2 . Осветленный упаренный раствор после кристаллизации NaCI направляют на доупаривание, образовавшийся сгущенный осадок центрифугируют, полученный осадок в виде карналлита растворяют в воде до массовой доли MgCh не более 27%, отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора на доупаривание, вторично центрифугируют и сушат, а фугаты после центрифугирования направляют на доупаривание. 1 ил. w fe

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 0 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4845870/26 (22) 24 05 90 (46) 23,01.93. Бюл. ¹ 3 (71) Донецкий филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоре сурсов предприятий черной металлургии

"ВНИПИчерметэнергоочистка" (72) Ю.Н,Резников. И.Г,Рогуленко. Ю.К.Бородай и И.М.Гурковский (73) Институт технической экологии (56) Авторское свидетельство СССР ¹

1527160 кл, С 01 D 3/08, 1987. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАРЬЕРНЫХ И

ШАХТНЫХ ВОД ХЛОРИДНО-НАТРИЕВОГО ТИПА (57) Обработка карьерных и шахтных вод хлоридно-натриевого типа включает предупреждения накипеобразования, предварительное концентрирование, сгущение, обезвоживание сгущенного осадка с рецирИзобретение относится к способам переработки природных и сточных вод и может быть использовано.для комплексной переработки сточнйх вод натрий-катионитовых фильтров и других минерализованных вод, содержащих хлористые солй натрия, калия, кальция и магния, на обессоленную воду и солепродукты.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки карьерных и шахтных вод хларидного класса, включающий стадию предварительного концентрировачия с образованием осадка Ы,, 1790547 АЗ куляцией.фильтрата на стадию отстаивания, кристаллизацию NaCI с последующим сгущением, центрифугированием, сушкой и рециркуляцией фугэта на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, последующее деление осветленного упаренного раствора на два потока, один из которых возвращают на стадию с крйстал - лизацией NaCI, а другой направляют на стадию извлечения KCI, доупаривэние остаточных рассолов, сгущение с получением в виде товарного продукта раствора

MgCtz +. CaCtz . Осветленный упаренный раствор после кристаллизации NaCt направляют на доупаривание, образовавшийся сгущенный осадок центрифугируют, полученный осадок в виде карналлита растворяют в воде до массовой доли MgCtz не более 277;, отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора нэ доупэривание, вторично центрифугируют и сушат, а фугаты после центрифугирования направляют на доупаривание. 1 ил.

CaSO4 и СаСОз, концентрирование освет- @ ленного раствора с кристаллизэциеи NaCt и 4 последующим сгущением и обезвоживанием осадка, охлаждение осветленного раствора с кристаллизацией KCI, с последующим его сгущением и обезвоживанием, доупаривание осветленного раствора до концентрации 30-35 MgCtz + CaCIz в маточном растворе, направляемом на использование. Образовавшийся на этой стадии сгущенный осадок KCI+NaCI+KCI Mg Ctz

6Н20 рециркулируют на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, часть

l7g0547 осветленного раствора погле отстаивания суспензии NaCI u KCI рециркупируют на стадию концентрирования с кристаллизацией

NaCI, а маточные растворы после центрифугирования NaCI u KCI направляют соответственно на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI и стадию охлаждения с кристаллизацией KCI. С целью получения в качестве товарного продукта МцС!, упаренный раствор после стадии предварительного концентрирования обрабатывают йаДО4 в количестве, эквивалентном содержанию хлорида кальция, а концентрирование с кристаллизацией NaCI проводят до массовой концентрации МоС!г в маточном растворе 23-25 .

Недостатком указанного способа является пониженная эффективность способа за счет ухудшения качества основного продукта переработки (NaCI), а также пониженный выход товарного продукта (KCI)..

Целью изобретения является повышение эффективности способа.

Поставленная цель достигается способом обработки карьерных и шахтных вод хлоридно-натриевого типа, включающем предупреждение накипеобразования, предварительное концентрирование, сгущение, обезвоживание сгущенного остатка с рециркуляцией фильтрата на стадию отстаи- 30 вания, кристаллизацию МаС! с последующим сгущением, центрифуги рованием, сушкой и рециркуляцией фугата на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, последующее деление осветленного. упаренного раствора на два потока, один из которых возвращают на стадию с кристаллизацией NaCI, а другой направляют на доупаривание, сгущение с получением в виде товарного продукта 30-35/-ного 40 раствора MgCIz+CaClz, после чего сгущенный осадок центрифугируют, растворяют в воде до массовой концентрации MgCIz не более 27 Д, отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора на стадию доупарива- 45 ния, вторично центрифугируют и сушат, при этом фугаты после центрифугирования направляют на стадию доупаривания.

Отличительным признаком заявляемоIo. способа является то, что предлагается 50 извлекать КС! после стадии доупаривания, для чего часть осветленного упаренного раствора после кристаллизации NaCI направляют на доупаривание и полученный после сгущения осадок центрифугируют, 55 растворяют в воде до массовой концентрации MgCIz более 277, отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора на стадию доупаривания, вторично центрифугируют и сушат, при этом фугаты после центрифугирования направляют на стадию доупаривания, В известном способе KCI выделяют после стадии охлаждения. Однако при охлаждении возможно образование пересыщен ного по KCI раствора, что связано с небольшим перепадом равновесных концентраций KCI до и после охлаждечия, .

Это затрудняет процесс осветления и поэтому в осветленном растворе будут находиться мелкие, труднооседаемые кристаллы KCI .Так как расход раствора, поступающего на стадию охлаждения, значительно выше, чем направляемого на доупаривание, то избыток

его в виде осветленного раствора рециркулируют на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, На эту стадию KCI поступает в виде твердой фазы, вследствие недостаточно эффективного осветления, и в растворенном состоянии в виде пересыщенного раствора, тем самым снижая качество основного продукта комплексной переработки сточных вод NaCI.

Извлечение KCI после доупаривания исключает стадию охлаждения, а, следовательно, и рециркуляцию части осветленного упаренного раствора после охлаждения, содержащего KCI, на стадию с кристаллизацией NaCI, В заявляемом способе после стадии доупаривания образуются более крупные, хорошо оседаемые кристаллы. Массовая доля твердой фазы в доупаренном растворе (суспензии) примерно B 4 раза больше, чем воз можная массовая доля KCI на стадии охлаждения в известном способе (относительные мол. м. карналлита и КС! соответственно составляют 277,8 и 74,5), поэтому сгущение в заявляемом способе более эффективно, чем в известнсм, По экспериментальным данным уплотнение выделившегося осадка заканчивается в течение 0,5-1 ч. Далее осадок центрифугируют. При следующем растворении карналлита водой до массовой доли МцС!г не более 277 в осадке остается KCI, массовая доля которого значительно выше, чем массовая доля КС! на стадии охлаждения по прототипу, После растворения карналлита водой раствор отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора на стадию доупаривания, вторично центрифугируют и суша г, при этом фугаты направляют на стадию доупаривания.

Очевидно, что предлагаемая технология позволит получить NaCI более высокого качества. Также логически следует. что, исклю17,9О547

50

55 чив КС! в качестве примеси к NaCI. заявители повышают выход KCI.

Массовая доля MgClz в растворе (27%) ограничивается требованием к качеству товарного продукта KCI. (При массовой доле MgCIz в растворе более 27% в осадке наряду с KCI остается нерастворенным карналлит).

Получение раствора MgClz с массовой долей менее 27% нецелесообразно в связи с тем, что так как его рециркулируют на стадию доупаривания, то чем больше будет введено воды при растворении карналлита, тем больше ее необходимо испарить на стадии доупаривания, т.е, чем ближе массовая доля МцС!2 к 27%, тем экономичнее работа установки.

В связи с тем, что при переработке вод хлоридно-натриевого типа массовый расход получаемого товарного продукта NaCI более чем на порядок выше KCI. а по условиям работы центрифуг остаточная влажность (маточный раствор) в отфугованном осадке составляет 6%, то с маточным раствором теряется боле 10% KCI от общего его количества. Промывка кристаллов NaCI от маточного раствора с рециркуляцией промывных вод на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI позволит повысить выход KCI и улучшить качество йаС!, На чертеже изображена технологическая схема установки для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Подлежащие обработке минерализованные сточные воды 1 подвергают магнитной обрабо1ке 2, вводят ПАВ 3 и направляют на предварительное концентрирование 4, где упаривают до концентрации, не превышающей равновесную по

NaCI. Концентрат 5 с выпавшими в осадок кристаллами CaS04 и СаСоэ в виде примеси при необходимости обрабатывают сульфатом натрия 42 и направляют на отстаивание

6, после чего сгущенную пульпу 7 подают на обезвоживание 8, Обезвоженный осадок 9 направляют на использование или захоронение, а фильтрат 10 рециркулируют на отстаивание 6, Осветленный раствор 11 подвергают магнитной обработке 2, вводят ПАВ 3 и направляют на концентрирование 12 с кристаллизацией NaCI, где производят упаривание до массовой доли MgCIz+CaClz в жидкой фазе 25-30%. Упаренный раствор

13 (суспензию NaCI) подают на сгущение.14, после чего пульпу 15 направляют на центрифугирование 16, промывают конденсатом вторичного пара 17, отфугованную промытую соль 18 подают на сушку 19 и далее 20 потребителю, а фугат 21 рециркулируют на стадию концентрирования 12. Осветленный раствор 22 после сгущения МаС! делят на два потока, один иэ которых 23 рециркулируют на стадию концентрирования 12, а второй (24) направляют на доупаривание 25.

Упаренный раствор (суспенэию КС! Мц С!2 Н20, KCI и NaCI) 26 направляют на отстаивание 27, Осветленный раствор 28 с массовой долей МцС!2+СаС!2 30-35% направляют потребителю, а сгущенный осадок 29 подают на центрифугирование 30, после чего фугат 31 рециркулируют на доупаривание

25, а отфугованный осадок 32 направляют на растворение 34 водой 33. Осветленный раствор 35 рециркулируют на доупаривание

25, а сгущенный осадок KCI 36 направляют на центрифугирование 37, после чего фугат

38 рециркулируют на доупаривание 25, а отфугованный осадок 39 направляют на сушку 40, а затем — на использование 41.

Пример. Шахтные воды с массовым расходом 750 т/ч. состава, %: NaCI 7,88;

Mg Clz 0,76; CaClz 0,18; СаЯО! 0,18; КО 0,25;

Са(НСОэ)г 0,01, пропускают через магнитное поле, вводят 6 г/м ингибитора отлоз

>кения минеральных солей (ИОМС) и направляют на предварительное концентрирование. Упаренный раствор с массовым расходом 247 т/ч подают, на отстаивание, после чего 2,6 т/ч пульпы в соотношении

ТИЖ (твердое и жидкое) 1:3 подают на обезвоживание, в результате чего получают 1,3 т/ч обезвоженного осадка СаЯ04+СаСОэ, который направляют на использование или захоронение и 1,3 т/ч фильтрата, рециркулируемого на стадию отстаивания. Осветленный раствор с массовым расходом 245,7 т/ч, состава, %: йаС! 23,9; MgClz 2,3; CaClz

0,55; KCI 0,76; CaS04 0,3. В сумме с рециркуляцией массовый расход раствора, поступающего на концентрирование с кристаллизацией

NaCI, составит 547,0 т/ч с массовой концентрацией, %: NaCI = 10,9; МцС!2 = 12,3;

СаО2=2,91, KCI =4,04; CaS04 = 0,15, Концентрат (суспенэию NaCI) с массовым расходом 393 т/ч направляют на сгущение, после чего 235,6 т/ч пульпы NaCI подают на центрифугирование с промывкой, в результате чего получают 62,8 т/ч поваренной соли с влажностью 6% и 172,8 т /ч маточного раствора (фугата), рециркулируемого на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI. Отфугованную и промытую поваренную соль направляют на сушку, в результате чего получают 59,3 т/ч товарного продукта состава, : NaCI 99,8;

CaS04 1,2, соответствующего ТУ-11-3-85 на натрий хлористый для промышленного по1790547

25 требления, сорт первый, Осветленный раствор с массовым расходом 157,4 т/ч, состава, : NaCI 0,4; MgClz 20,2; CaCI24,8; KCI 6,0;

CaSO4 0,03, делят на два потока, один из которых (128,5 т/ч) рециркулируют на ста- 5 дию концентрирования с кристаллизацией

NaCl, а второй (28,9 т/ч) направляют на доупаривание, Расход раствора, поступающего на эту стадию вместе с рециркулируемым раствором составляет 55,8 т/ч состава, (: 10

NaCi 0,3; MgCfz 23,7; CaCfz 4,76; KCI 3,65;

CaSO4 0,03, Доупаренный раствор (суспензию KCI+KCI MgCfz 6Н20) с массовым расходом 45,6 т/ч направляют на сгущение, в результате чего получают 20,0 т/ч осветлен- 15 ного раствора состава, 7,, MgClg 28,3; СаСЬ

6,7; KCI 0,5; NaCI 0,2; CaSO< 0,03, направляемого на использование, и 25,6 т/ч сгущенного осадка, направляемого на центрифугирование, в результате чего пол- 20 учают 18,8 т/ч фугата, рециркулируемого на доупаривание и 6,8 т/ч отфугованного осадФормула изобретения

1. Способ обработки карьерных и шахтных вод хлоридно-натриевого типа, включающий предупреждение накипеобрэзования, предварительное концентрирование, сгущение, обезвоживание сгущенного осадка с рециркуляцией фильтрата на стадию отстаивания, кристаллизацию NaCI с последующим сгущением, центрифугированием, сушкой и рециркуляцией фуггта на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI, последующее деление осветленного упаренного раствора на два потока, один из которых возвращают на кристаллизацию

NaCI, а другой направляют на извлечение

КС1, доупаривание остаточных рассолов, сгущение с получением в виде товарного ка KCf+KCI MgC12 6Н О, который растворяют в воде с массовым расходом 3.2 т/ч, в результате чего получают 2,0 т/ч осветленного раствора состава, ь: MgClz 27,0; KCI

4,56; NaCI 0,2, который рециркулируют на доупаривание, и 8,0 т/ч сгущенного осадка

KCi;Ж 1;3), которь.й направляют на центрифугирование, в результате чего получают

6,1 т/ч фугата, рециркулируемого на доупаривание, и 111,9 т/ч отфугованного KCI, который направляют на сушку, после чего получают 1,84 т/ч КС! состава, /: KCf 97,8:

Mg CI2 2,1.

Технико-экономические показатели представлены в таблице, Как видно из таблицы сопоставительного анализа переработки сточных вод по известному способу и заявляемому преимущество последнего состоит в улучшении качества основного товарного продукта переработки NaCI и повышении выхода КС1 (более чем на 30%). продукта раствора MgCiz+CaClz, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, осветленный упаренный раствор после кристаллизации NaCI направляют на доупаривание, образовавшийся сгущенный осадок центрифугируют, полученный осадок в виде карналлита растворяют в воде до массовой доли MgClg не более 27/, после чего отстаивают с рециркуляцией осветленного раствора на доупаривание, вторично центрифугируют и сушат, а фугаты после центрифугирования направляют на доупаривание, 2.Способ поп1, отличающийся тем, что отфугованные кристаллы NaCI промывают с рециркуляцией промывных вод на стадию концентрирования с кристаллизацией NaCI.

1790547

Составитель Н.Исерова

Редактор Т,Куркова Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Заказ 364 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательскиа комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101