СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА-ФЛОКУЛЯНТА
METHOD OF OBTAINING COAGULANT-FLOCCULANT

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности касается получения коагулянта-флокулянта, и может быть использовано при очистке природной воды и промышленных стоков.
Известен способ получения коагулянта-флокулянта, включающий обработку алюмосиликатсодержащего сырья серной или соляной кислотой (RU 2039711 С1).
К его недостаткам можно отнести недостаточно высокую эффективность очистки воды при использовании полученного этим способом целевого продукта.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения коагулянта-флокулянта, включающий разложение алюмосиликатсодержащего сырья водным раствором серной или соляной кислоты с последующим выделением из реакционной массы полученного раствора и введением в него дополнительного реагента до получения целевого продукта (RU 2225838 С1).
В качестве дополнительного реагента в этом способе используют 15-30 мас.% концентрированной серной или соляной кислоты, и при этом необходима дополнительная стадия термообработки полученной массы при 35-80°С в течение 10-120 минут.
Коагулянт-флокулянт, полученный по этому способу, недостаточно эффективно очищает сточные и природные воды.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки воды различного состава.
В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа получения коагулянта-флокулянта, обеспечивающего повышенную эффективность очистки воды различного состава.
Поставленная задача решена (цель достигнута) тем, что в способе получения коагулянта-флокулянта, включающем разложение алюмосиликатсодержащего сырья водным раствором серной или соляной кислоты с последующим отделением полученного раствора и введением в него дополнительного реагента до получения целевого продукта, согласно настоящему изобретению при разложении алюмосиликатсодержащего сырья дополнительно вводят неорганическое фторсодержащее соединение, а в качестве дополнительного реагента, вводимого в вышеуказанный отделенный полученный раствор, используют водный раствор неорганической соли трехвалентного металла.
Заявляемый способ получения коагулянта-флокулянта позволяет повысить эффективность очистки сточных и природных вод при использовании получаемого этим способом коагулянта-флокулянта.
Рекомендуется в качестве неорганического фторсодержащего соединения использовать фторид натрия.
Это позволяет использовать для производства коагулянта-флокулянта доступное, достаточно широко распространенное фторсодержащие сырье и дополнительно повысить эффективность очистки при применении коагулянта-флокулянта для очистки сточных и природных вод, в частности от взвешенных частиц и нефтепродуктов.
Рекомендуется также в качестве неорганического фторсодержащего соединения использовать водный раствор фтористоводородной кислоты.
Это позволяет при применении коагулянта-флокулянта для очистки сточных и природных вод дополнительно повысить эффективность очистки, в частности, от взвешенных частиц и железа.
Желательно в качестве неорганического фторсодержащего соединения использовать водный раствор гексафторкремниевой кислоты.
Это также дает возможность дополнительно повысить эффективность очистки воды, в частности, при применении коагулянта-флокулянта для очистки сточных и природных вод от взвешенных частиц и железа.
Желательно также в качестве неорганического фторсодержащего соединения использовать водный раствор натриевой соли гексафторкремниевой кислоты.
Это позволяет дополнительно повысить эффективность очистки обрабатываемой воды, в частности при применении коагулянта-флокулянта для очистки от взвешенных частиц, железа и органических соединений.
Рекомендуется использовать в качестве дополнительного реагента, вводимого в отделенный раствор для получения целевого продукта, хлорид трехвалентного железа.
Это позволяет дополнительно увеличить коагулирующие свойства коагулянта-флокулянта и повысить эффективность очистки обрабатываемой воды, в частности, при применении коагулянта-флокулянта для очистки сточных вод от взвешенных частиц, железа и органических соединений,а также природных вод, например, доведя их состав до соответствия нормативным требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Получение коагулянта-флокулянта проводят, используя типовое технологическое оборудование.
Алюмосиликатсодержащее сырье разлагают серной или соляной кислотой. При этом дополнительно вводят неорганическое фторсодержащее соединение.
В качестве алюмосиликатсодержащего сырья можно использовать любое, например, нефелиновый концентрат и другие виды сырья.
В качестве неорганического фторсодержащего соединения можно использовать любое, например, фторид кальция, фторид натрия, натриевую соль гексафторкремниевой кислоты, водный раствор фтористоводородной или гексафторкремниевой кислоты и другие.
Из полученной реакционной массы выделяют раствор любым известным способом, например, фильтрованием. Затем в отделенный раствор вводят водный раствор неорганической соли трехвалентного металла до получения целевого продукта.
В качестве водного раствора неорганической соли трехвалентного металла используют любую неорганическую соль трехвалентного металла, например, сульфат хрома или алюминия, хлорид железа и другие различной концентрации.
Полученный целевой продукт испытывают стандартными методами и используют в технологии очистки воды хозяйственного, питьевого и промышленного назначения различного состава.
Существо предлагаемого способа получения коагулянта-флокулянта поясняется следующими примерами, не ограничивающими объем предлагаемого изобретения:
Пример 1.
2
2
3
2
2
2
3
2
4
3
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: 500 г алюмосиликатсодержащего концентрата, имеющего состав (мас.%): SiO- 45,0; АlO- 31,1; NaO - 12,0; KO - 6,9; FeO- 3,2; СаО - 1,5; прочие - остальное, обрабатывают 5 л 9 мас.% серной кислоты, при этом добавляют в реакционную массу (в качестве неорганического фторсодержащего соединения) 5 г фторида кальция, затем отделяют фильтрованием раствор и, для получения целевого продукта, вводят в него 2 литра водного раствора, содержащего 10 г/л Cr(SO).
В загрязненные воды вводили 0,9 г/л полученного коагулянта-флокулянта.
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими способностями, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 10% и нефтепродуктов на 10%.
Пример 2.
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 1, но при этом при разложении алюмосиликатсодержащего сырья добавляют в реакционную массу (в качестве неорганического фторсодержащего соединения) 5 г фторида натрия.
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими способностями, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 20% и нефтепродуктов на 10%.
Пример 3.
2
4
3
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 1, но при этом для получения целевого продукта в раствор, полученный после выделения из реакционной массы фильтрованием, вводили 2 литра водного раствора, содержащего 15 г/л A1(SO).
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими свойствами, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 40% и соединений железа на 20%.
Пример 4.
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 3, но при этом при разложении алюмосиликатсодержащего сырья добавляют в качестве неорганического фторсодержащего соединения 100 мл водного раствора фтористоводородной кислоты, содержащего 3 г HF.
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими свойствами, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 80% и соединений железа на 80%.
Пример 5.
2
6
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 3, но при этом в качестве неорганического фторсодержащего соединения добавляют 100 мл водного раствора гексафторкремниевой кислоты, содержащего 5 г HSiF.
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими способностями, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 80% и соединений железа на 80%.
Пример 6.
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 3, но при этом в качестве фторсодержащего соединения добавляют 6 г натриевой соли гексафторкремниевой кислоты.
Результаты испытаний представлены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими способностями, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 80%, соединений железа на 70% и органических соединений (по ХПК) на 70%.
Пример 7.
2
2
3
2
2
2
3
3
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 1, но при этом в качестве алюмосиликатсодержащего сырья используют 500 г нефелинового концентрата, имеющего состав (мас.%: SiO - 46,0; АlO - 30,1; NaO - 11,9; KO - 6,7; FeO - 2,1; прочие - остальное, а для получения готового коагулянта-флокулянта в отделенный после фильтрования раствор вводят 1 л водного раствора, содержащего 25 г/л. FeCl.
Результаты испытаний приведены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими свойствами, что при прочих равных условиях позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 70%, соединений железа на 73% и органических соединений по химическому потреблению кислорода (ХПК) на 59%.
Пример 8.
Предлагаемый способ осуществляют аналогично примеру 7, но при этом используют коагулянт для получения питьевой воды.
Результаты испытаний приведены в нижеследующей таблице.
По сравнению с прототипом полученный коагулянт-флокулянт характеризуется повышенными коагулирующими и флокулирующими свойствами при очистке природной воды, содержание примесей в которой снижается до допустимых норм, предъявляемых к питьевой воде.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить коагулянт-флокулянт, введение которого в очищаемую воду позволяет повысить эффективность ее очистки по сравнению с прототипом, что, при прочих равных условиях очистки, дает возможность уменьшить его расход.
Коагулянт-флокулянт может применяться для очистки воды различного происхождения и состава.
Таблица
N примера
Основные примеси
Состав воды, мг/л
Характеристика
До обработки
После обработки КФ (коагулянтом-флокулянтом
эффективности коагулянта-
КФ получен по прототипу
КФ получен по примеру
флокулянта
1
Взвешенные вещества
40
0,5
0,45
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 10% и нефтепродуктов на 10%
Нефтепродукты
10
0,5
0,45
2
Взвешенные вещества
40
0,5
0,4
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 20% и нефтепродуктов на 10%
Нефтепродукты
10
0,5
0,55
3
Взвешенные вещества
40
0,5
0,3
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 40% и нефтепродуктов на 20%
Нефтепродукты
10
0,5
0,4
4
Взвешенные вещества
40
5
1,0
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 80% и соединений железа на 80%
Соединения железа
37,8
3,2
0,6
5
Взвешенные вещества
40
5
1,0
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществ на 80% и соединений железа на 80%
Соединения железа
37,8
3,2
0,6
6
Взвешенные вещества
2980
10
3,0
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить
Соединения железа
37,8
3,0
0,8
остаточное содержание взвешенных веществ на 70%, соединений железа на 73% и органических соединений (по ХПК) на 59%
ХПК (химическое потребление кислорода)
1200
100
41
7
Взвешенные вещества
2980
10
2,0
Позволяет повысить эффективность очистки и снизить остаточное содержание взвешенных веществна 80%, соединений железа на 76% и органических соединений (по ХПК) на 70%
Соединения железа
37,8
3,0
0,7
ХПК
1200
100
30
8
Цветность (градусы)
40
26
Менее 1
Позволяет повысить эффективностьочистки природных вод и довести их качество до нормативов, предъявляемых к питьевой воде
Нефтепродукты
1,8
0,1
0,04
Соединения железа
0,5
0,3
0,3
Перманганатная окисляемость
20
5
4