Затравка для стабилизации водына ochobe гипса и способ ee полу-чения — SU 810616 (original) (raw)

8066 Союз Советских Социалистических республикОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(451 Дата опубликования описания 10.03.81 ло делам изобретен 53) УДК 628.349. А. 71) Заявитель Всесо ый научно-исследовательский и проектн очистке технологических газов, сточных льзованию вторичных энергоресурсов пречерной металлургии и ис 54) ЗАТРАВКА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДЪ ОСНОВЕ ГИПСА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИ А тная затравка не есс очистки стоков имесей. Изобретение относится к области стаби-. лизации воды, например в обратном водоснабжении травильных и гальванических отделений, и может быть использовано в черной металлургии и других отраслях промышленности.Известен способ стабилизации воды путем введения кристаллической затравки в обрабатывавмую воду 11,Введение в воду уже готовых центров кристаллизации способствует ускореншо образования новых центров кристаллизацииин и росту кристаллов за счет увеличения концентрации растворенного вещества вследствие наличия межмолекулярных сил на поверхности твердой фазы.Недостатком известного способаявляется низкая эффективность затравки, в результате чего приходится вводить большие количества посторонних веществ, а затем выделять их из воды, Все это ведет к увеличению нагрузок на осветлители и обезвоживающие аппараты.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является затравка на основе гипса, состоящая из мелкокристалличеокого двуводного пипса 21.Известную гипсовую затравку получают смешиванием концентрированной серной кислоты и 10% известкового молока до нейтральной или слабокислой реакции. Известная затравка при концентрации 0,5 - 0,6 г/л воды обеспечивает высокую скорость снятия пересыщения по растворенному сульфату кальция, обработка в течение 70 иин снижает концентрацию растворенного сульфата кальция с 3,6 до 2,2 г/л, Более длительное время обработки не дает значительного эффекта в снижении содержания растворимых солей кальция в осветленной воде.Приготовление такой затравки дорого,так как при этом расходуется дефицитная серная кислота, а для предотвращения образования крупнокристаллической фазы и повышения ее активности процесс ведут в турбинном миксере с большой скоростью вращения мешалки, что обеспечивает получение затравки высокой диспероности и активности, но увеличивает энергозатраты на ее получение.Кроме того, извесинтенсифицирует проц25 от высокодисперсных пр Целью изобретения является повышениэффективности затравки за счет уменьше ния содержания растворимых солей каль О ция в осветленной воде.Поставленная цель достигается тем,что затравка на основе гипса дополнительно содержит закись-окись железа при следующем содержании компонентов, вес. %:Гипс 5 - 20Закись-окисьжелеза 3 - 6Вода ОстальноеДля получения затравки смешиваютрастворы, содержащие кальций, -гидроксил-, сульфатионы и ионы двухвалентногожелеза, полученную смесь нагревают до,60 - 70 С и аэрируют, При этом аэрациюведут при расходе воздуха 0,004 -0,015 нчз/час на 1 кг железа в смеси.Процесс приготовления затравки осуществляют следующим образом.Смешивают два или более растворов,содержащих Эакисное железо, кальций-,сульфат- и гидроксил-ионы до получениянейтральной среды.Исходные растворы могут содержать идругие ионы, не образующие осадка с основными, например хлорид- и натрий-ионы,в любом количестве, а количество тяжелыхметаллов, образующих осадки с основными(Сг, Х 1, Со, Сц, Хп, Сс 1 и др.), в сумме недолжно превышать 10% от концентрациижелеза общего. Концентрация окислителей(нитрат-, перманганат-ионов) должна составлять не более 1% содержания железазакисного.Содержание ионов закисного железа вполученной суспензии после смешивания исходных растворов должно быть не ниже10 г/л и не выше 50 г/л, При этом содержание закисного и общего железа должнобыть в соотношении 1: 1,1 - 1: 1,3.Верхний предел содержания закиои железа обусловлен тем, что чрезмерная блокировка кристаллов гипса приводит к снижению активности затравки, а нижнийпредел - уменьшением регулирующего действия соединений железа на рост кристаллов гипса и ролью закись-окиси железа какинтенсификатора процессов очистки водыот высокодиоперсной взвеси.Закись-окись железа, присутствующая взатравке, выполняет две функции,На стадии смешивания, нагрева и аэрарации регулирует рост кристаллов гипса, апри применении готовой затравки интенсифицирует процесс осаждения высокодисперсной взвеси (объем и влажностьосадков).Регулирующая роль закись-окиси железа заключается в переплетении закись-окиси железа и гипса, затруднении доступараствора к зародышам кристаллов гипса итем самым к увеличению его дисперсностии активности.,Полученную суспензию нагревают до60 - 70 С и аэрируют при расходе воздуха0,004 - 0,015 нмз/час на 1 кг железа с последующей выдержкой в течение 0,5 - ,3 час.Выбранный предел нагрева (60 - 70 С)в присутствии ионов двухвалентных металлов позволяют получить затравку с высокой активностью.5 Предлагаемая скорость аэрации, ограничение температурного режима процесса и содержание примесей тяжелых металлов и окислителей относительно Ре"+ и Ре обеспечивают получение закись-окиси же О леза необходимой структуры.В случае увеличения скорости аэрации,содержания примесей железа окисного, окислителей с одновременным понижением температуры происходит образование 15 РеООН вместо Рез 04 с ухудшением седиментирующих свойств затравки.Кроме того, в этом случае наряду с образованием Рез 04 в растворе остается значительная часть железа в виде Ре (ОН) з, а 20 полученная затравка по своим свойствамне только не дает эффекта очистки от высокодисперсной взвеси, но наблюдается даже увеличение объема осадка.П р и м е р 1. Готовят раствор состава, 25 г/л: Нз 804РеЮ 4Сгз (804) з 100 300 39,2 40 30путем растворения технических солей икислоты в воде.1 л полученного раствора нейтрализуютизвестковым молоком, Получают суспензию З 5 с рН 913, имеющую следующий состав, г/л:Ре 2+ 104,3Рез+ 7,1С,з+ 104С аз+ 79,2В полученной суспензии соотношениеионов железа закисного и общего 1: 1,09.Содерканне ионов хрома 9,36% от содержания железа общего.45 Далее смесь нагревают на водяной банедо 60 С, одновременно аэрируют при расходе воздуха 0,006 нмз/час, Продолжительность аэрации 1,5 час, затем смесь выдерживают при той же температуре в течение 50 30 мин,В результате получают суспензию следующего состава, вес. %:Гипс (Са 04 2 Н 20) 18,8Закись-окись55 железа (Рез 04) 6,7Вода (Н О) ОстальноеПолученную затравку используют дляснятия первсыщения и уплотнения осадкапромывной воды после нейтрализации. ь 0 Для этого искусственно приготовленнуюводу состава, г/л:Ре+ 0,70; Са-+ 0,65; 804 3,31, нейтрализованную известковым молоком до рН8,75, делят на две порции и добавляют в 55 одну из них 10 мл затравки, Обе порцииСаг+804 г -1 а+ 36 7.пг+ 0 02 80 ОН 31С 1- 110 з0 015 Ре+ 314 0 ОО Рез+ 5 6 Рег+ Резт 804 г - Ма+ 2 гЗ+ 11 г+ Са г+ 110 з -262 2,15 12610,5 2,80 0,06 56,08,4 50300500150,1О,О 20,1 Нг 804 РеЬ 04 ИаС 1 МаМОз Сц 804 %804 Еп 804 перемешивают лопастной мешалкой в течение 30 мин, а затем осветляют в цилиндрах.Объем осадка в порции с затравкой через 2 час составляет 8%, без затравки 16,5%, содержание ионов кальция в осветленной воде, соответственно, 0,690 г/л и 1,150 г/л. П р и м е р 2. Обработанный травильный раствор состава, г/л:ИаИОз 30Ха 804 60РеЬ 04 200Сгг(04) з 25%804 0,5Нг 804 140доставленный с завода Запорожсталь .в количестве 1 л, смешивают с известковым молоком. В результате получают 2,6 л суспензия, с р Н 7,65, имеющей сост а в, г/л: В полученной смеси соотношение ионов железа закисного и общего 1: 1,17. Содержание ионов Сг+ и %г+в сумме составляет 10/, от содержания железа общего.Полученную смесь нагревают в фарфоровом стакане на водяной бане до 70 С и одновременно аэрируют при расходе воздуха 0,015 и/мз/час в течение 60 мин, а затем 40 мин выдерживают при этой температуребез аэрации.Получают суспензию состава, вес.:Гипс (СаЯО 4 2 НгО) 23,0 Закись-окисьжелеза (Рез 04) 3,7Вода (НгО) 73,3Для проверки эффективности затравки ее вносят в нейтрализованную до рН 9,1 промывную воду состава, г/л:Рег+ 0,7; Саг+ 0,65; 804 г 3,31, перемешивают 30 мин и осветляют. Через два часа осветления объем осадка состав. ляет 14,1 О/о, содержание ионов кальция в осветленной воде 0,80 г/л.Пример 3. Отработанный травильный раствор состава, г/л: готовят растворением технической кислоты и соответствующих солей в воде,Полученный раствор объемом 1 л смешивают в фарфоровом стакане с известковым молоком до рН 8,15. В результате по лучают 3 л суспензии состава, г/л: В полученной смеси соотношение ионов 15 закисиого железа и общего составляет1; 1,18, содержание нитрат-иона составляетО, % от концентрации железа закисного.Содержание ионов меди, никеля и цинка всумме составляет 0,1/, от концентрации 20 железа общего.Смесь нагревают в фарфоровом стакане до 70 С при,непрерывном,перемешивании и одновременной ее аэрации при расходе воздуха 0,008 нм/час. Смесь аэрируют Ж в течение 2 час, затем выдерживают приэтой температуре в течение 30 л 4 ин.В результате получают суспензию следующего состава, вес. %: гипс 14,7; закисьокись железа 5,5; вода 79,8.зо Полученную затравку используют дляснятия пересыщения и уплотнения осадкапромывной воды после, нейтрализации.Для этого в нейтрализованную до рН9,2 известковым молоком, искусственноприготовленную промывную воду состава,г,л:2,Рег+ 0,6; Са+ 0,7; 504 г - 2,11,вносят 15 мл затравки, перемешивают30 мин, затем переносят в цилиндр для 4 О осветления. Через 2 час объем осадка составляет 6%, содержание ионов кальция восветленной воде 0,72 г/л.П р и м е р 4. Смешивают четырераствора.45 1 л отработанного травильного раствораванн травления в нейтральном электролитесостава, г/л: Каг 804 152; М 1 г+ 1,84; Сг+2,34; 1 л отработанного раствора солянокислого травления состава, г/л: РеС 1 г 300;50 НС 1 20; 650 мл 33%-ного раствора хлористого кальция и 350 мл щелочных отходовсостава, вес. о/о. ИаОН 65; ХаС 1 25;ИаМОз 0 4Для опыта используют сточные воды, 55 доставленные в лабораторию с заводов.После смешивания растворов получают3 л суспензии с рН 9,5 следующего состава, г/л:Саг+ 33,2 Сгз+ 0,7860 ЯОг - 320 Ыа+ 703Рег+ 34,8 КОз - 0,34Рез+ 9,2 ОН - 32,1%г+ 0,6 С 1 - 128,5В полученной смеси соотношение ионов 65 железа закисного и обп 2 Ргп 1 1 96 Сопатъ.810616 Формула изобретения Составитель Е. Верхутова Техред И. Пенчко Коррсктор С. файн Редактор Л, Курасова Заказ 227/225 Изд, ЬЪ 224 Тираж 1007 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тпп. Харьк. фил. пред, кПатент жание нитрат-иана составляет 1/, от концентрации железа закисного, а содержание ионов никеля и хрома в сумме составляет 3,14 от концентрации железа общего.На водяной бане смесь нагревают до 65 С, непрерывно перемешиваают и одновременно аэрируют при расходе воздуха О,004 ныз/час. Продолжительность аэрации 1 час, а выдержки 0,5 час.Получают суспензию состава, вес. /,: 10 гипс 5,6; закись-окись железа 61; вода 88,3.В искусстввнно приготовленную воду состава, г/л: Ре+ 0,8; Са-+0,7; 504- - 2,95; Мп+ -Л 11 а+ 0,01, нейтрализованную известковым молоком, вносят 3 г кека затравки 15 40% влажности, перемешивают и переносят в цилиндр для осветления. Через 2 час объем осадка в цилиндре составляет 8/ содержание ионов кальция в осветленной воде 0,73 г/л. 20 Предложенный способ обеспечивает получение активной гипсовой затравки, позволяющей достаточно полно снять пересыщение сульфата кальция из растворов. 25 Способ дает возможность получать затравку не только из дефицитных материалов (кислот, извести, солей), но и из отходов производства. 30 1, Затравка для стабилизации воды на основе гипса, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее эффективности за счет уменьшения содержания растворимых солей кальция в осветленной воде, она дополнительно содержит закись-окись железа при следующем содержании компонентов, вес. /о:Гипс 5 - 20Закись-окисьжелеза 3 - 6Вода Остальное2. Способ по п. 1, состоящий в том, что смешивают растворы, содержащие кальций-, сульфат-, гидроксил-ионы и ионы двухвалентного железа, нагревают полученную смесь до 60 - 70 С и аэрируют.,3, Способ по п. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что смесь аэрируют при расходе воздуха 0,004 - 0015 ныз/час на 1 кг железа в смеси. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Ха 307070, кл. С 02 В 5/00, 1969.2. Водоснабжение и санитарная техника. 1973, Лго 4, с. 4 - 5 (прототип).

Смотреть

Затравка для стабилизации водына ochobe гипса и способ ee полу-чения