CS250831B3

CS250831B3 - A method for producing a combined coagulation agent for water purification

Info

Publication number: CS250831B3
Application number: CS723685A
Authority: CS
Inventors: Artur Brodsky; Lubor Svoboda; Jiri Zavodnik; Ivan Koncek; Vladimir Vesely
Original assignee: Artur Brodsky; Lubor Svoboda; Z Jiri; Ivan Koncek; Vladimir Vesely
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-05-14

Abstract

Účelem řešení závislém na autorském osvědčení č» 232520 je umožnění výroby vysose účinného koagulačního prostředku na bázi síranu železitéhe k čištění vody bez potřeby energeticky náročných oxidačríích činidel a postupů e nákladných thermostabilních pomocných organických flokulačnlch prostředků a separačních zařízení. Podstatou postupu je rozpouštění práškového oxidu železitého ve zředěné kyselině sírové při nadstechiometrickém přebytku oxidu železitého o 1 až 10 % oddělení usaditelného podílu nezreagovaného oxidu železitého od konečného produktu prostou šev dimentací.The purpose of the solution dependent on the author's certificate No. 232520 is to enable the production of a highly effective coagulant based on ferrous sulfate for water purification without the need for energy-intensive oxidizing agents and processes and expensive thermostable auxiliary organic flocculating agents and separation devices. The essence of the process is the dissolution of powdered iron oxide in dilute sulfuric acid at a superstoichiometric excess of iron oxide by 1 to 10% separation of the settleable portion of unreacted iron oxide from the final product by simple seam sizing.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy koagulačníhn prostředku k Slátání vody na bázi trajmecnáho železa z kyseliny sírová a oxidu železitého popsaného v popise vynálezu k čs. autorskému osvědčení S. 232520.The present invention relates to a process for the preparation of coagulation agent for the fractionation of water based on ferric iron from sulfuric acid and ferric oxide described in the description of the invention to U.S. Pat. copyright certificate S. 232520.

V autorském osvšdčění S. 232520 je popsán kaoagulační prostředek na bázi trojmecnéhe železa k čištění vody, jehož funkční složky jsou síran železitý, monohydrát oxidu sírového a oxid železitý ve vodném roztoku případně ve vodné suspenzi. Je posán též způsob jeho přípravy z odpadních látek z výroby titanové běloby, z tak zvané štěpné kyseliny, cež jest zředěná kyselina sírová, obsahující jako hlavní příměs rozpuštěné dvojmocné železo, které je nutno zoxidovat oxidačními činidly nebo procesy, které nezvyšují obsah solí balastních v produktu. Jsou to například peroxid vodíku, ozón nebo anodická oxidace elektrickým proudem, tedy činidla a procesy s vysokým nárokem na energii.No. 232520 discloses a triacetal iron-based coagulation agent for the purification of water, the functional components of which are ferric sulfate, sulfur trioxide monohydrate and ferric oxide in aqueous solution or aqueous suspension. It also describes a process for its preparation from waste substances from the production of titanium dioxide, from the so-called fission acid, which is dilute sulfuric acid, containing as the main admixture dissolved bivalent iron, which must be oxidized by oxidizing agents or processes that do not increase . They are, for example, hydrogen peroxide, ozone or anodic oxidation by electric current, i.e. high-energy reagents and processes.

Přípravu vodného roztoku síranu železitého z 50 až 60 % kyseliny sírové a oxidu železitého pro potřeby čištění vody koagulací se zabývá kanadský patent č. 223444. Podle tohoto postupu se provádí rozkladná reakce v kontinuálním procesu za pfcébytku kyseliny sírové až 100% proti molární stechiometrii. Po ukončení reakce se z produktu odstraní po zchlazení veškerý nezreagovaný FegO^ nejprve sedimentací urychlenou přídavkem pomocného organického flokulačnlho činidla a nakonec ultracentrifugou. Výsledný produkt je čirý, zbaven nezreagovaného oxidu železitého a ostatních nerozpuštěných látek. Vzhledem k nadstechiometrickámu množství kyseliny sírové ve výchozí reakční směsi je ve výsledném produktu vysoký podíl volné kyseliny - 11 až 50 % z neutralizační kapacity zásadou do pH = 7.The preparation of an aqueous solution of ferric sulphate from 50 to 60% sulfuric acid and ferric oxide for the purification of water by coagulation is dealt with in Canadian Patent No. 223444. The decomposition reaction is carried out in a continuous process with an excess of sulfuric acid of up to 100% against molar stoichiometry. After completion of the reaction, all unreacted FegO4 was removed from the product upon cooling, first by sedimentation accelerated by the addition of an organic flocculating aid and finally by ultracentrifuge. The resulting product is clear, free of unreacted iron oxide and other suspended solids. Due to the above-stoichiometric amount of sulfuric acid in the starting reaction mixture, the resulting product has a high free acid content of 11-50% of the neutralization capacity of the base up to pH = 7.

Nevýhodou způsobu výroby podle kanadského patentu č. 223444 je, že odstraňováni veškerého nezreagovaného oxidu železitého je pracné a vyžaduje dávkování nákladného thermostabilního pomocného organického flokulačnlho prostředku. Navíc produkt obsahuje velké množství volné kyseliny, což vyžaduje při vlastním chemickém čištění vody nutnost volnou kyselinu z koagulačního činidla znamtralizovat zvýšeným přídavkem alkalizačního činidla za odpovídajícího zvýšení obsahu rozpuštěných solí ve vyčištěné vodě, což je ve většině případů nežádoucí.A disadvantage of the production method of Canadian Patent No. 223444 is that the removal of all unreacted ferric oxide is laborious and requires dosing of an expensive thermostable organic flocculating aid. In addition, the product contains a large amount of free acid, requiring in the actual chemical purification of water the need to free the acid from the coagulating agent by increasing the addition of an alkalizing agent while correspondingly increasing the dissolved salt content of the purified water, which is undesirable in most cases.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby koagulačního prostředku k čištění vody podle čs. autorského osvědčení č. 232520 na bázi trojmocného železa, jehož funkční složky jsou síran železitý, monohydrát oxidu sírového a oxid železitý ve vodném roztoku případně ve vodné .suspenzi. K roztoku kyseliny sírové a obsahem 35 až 62 % hmotnostních monohydrátu oxidu sírového se přidá oxid železitý v nadstechiometrickém přebytku 1 až 10 % k přítomnému monohydrátu oxidu sírového a za míchání se směs nechá reagovat při teplotě 100 až 135 °C po dobu 1 až 4 hodiny. Potom se směs zředí vodou na obsah rozpuštěného železa maximálně 185 g na litr, ponechá se sedimentovat a osazený produkt se zbytky nezreagované tuhé fáze v suspenzi se oddělí od sedimentu.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of production of the coagulation agent for water purification according to the art. No. 232520 based on iron (III), the functional components of which are iron (III) sulfate, sulfur trioxide monohydrate and iron (III) oxide in aqueous solution or aqueous suspension. To a sulfuric acid solution containing 35 to 62% by weight of sulfur trioxide monohydrate, iron oxide is added in a stoichiometric excess of 1 to 10% to the sulfur trioxide monohydrate present and the mixture is allowed to react at 100 to 135 ° C for 1 to 4 hours. . The mixture is then diluted with water to a dissolved iron content of not more than 185 g per liter, allowed to settle and the seed product with the unreacted solids remaining in the suspension is separated from the sediment.

Výhodou vynálezu je, že umožňuje výrobu kvalitního koagulačního činidla k čištění vody na bázi trojmocného železa, neobsahujícího chloridové ionty s vyloučením potřeby nákladných a energeticky náročných oxidačních činidel a procesů a nákladných thernostabilních organických pomocných flokulačních prostředků a odlučovacích zařízení, přičemž produkt neobsahuje velký přebytek volné kyseliny, ne jejíž neutralizaci by bylo třeba vynakládat alkalizační činidla v čistícím procesu, ale naopak obsahuje malé množství oxidu železitého v suspenzi, které působí příznivě v koagulaním čistícím procesu jako zárodky vznikájícíhh kalových částic.The advantage of the invention is that it allows the production of a high-quality chloride-free trivalent iron water-based coagulation agent, eliminating the need for costly and energy-intensive oxidizing agents and processes, and costly thernostable organic flocculants and scavengers, without large excess of free acid Not necessarily neutralizing alkaline agents in the purification process, but on the contrary it contains a small amount of iron oxide in suspension which acts favorably in the coagulation purification process as germs of the resulting sludge particles.

Způsob výroby je blíže objasněn v následujícím příkladu:The production method is illustrated in the following example:

Do’ nádoby z nekorodujícího materiálu, opatřené míchadlem a elektrickým topným tělesem bylo vloženo 514 ml vody a za míchání přidáno 486 ml HgSO^ konc. /92%/. Vývojem zřeóovacího tepla se zvýšila teplota zředěné kyseliny sírové /cca 58%/ na 120 °C. Za míchání bylo přidáno 558 g práškového hutního ^63^3 ⁸ směs pak míchána po dobu 120 minut.In a vessel of corrosion-proof material equipped with a stirrer and an electric heater, 514 ml of water was charged and 486 ml of H 2 SO 4 conc. (92%). The temperature of the dilute sulfuric acid (about 58%) increased to 120 ° C by the development of the heat of correlation. While stirring, 558 g of powdered metallurgical ^ 63 ^ 3 ⁸ mixture was then stirred for 120 minutes.

Přerušovaným zapínáním topného tělesa byl hrazen úbytek tepla ztrátami do okolí tak, aby prává nedošlo k varu. Na konci reakční doby byla teplota směsi 105 °C. Potom byla směs zředěna vodou na objem 1 650 ml, zastaveno míchání a obsah nádoby ponechán v klidu.By intermittently switching on the heating element, the loss of heat was covered by losses to the surroundings so that the boilers were not boiled. At the end of the reaction time, the temperature of the mixture was 105 ° C. The mixture was then diluted with water to a volume of 1650 ml, stopped stirring and the contents of the vessel were allowed to stand.

Po 120 minutách byl odsazený produkt dekantován od sedimentu který byl ponechán v reakční nádobě pro další přípravu koagulantu. Produkt měl složení: Fe^⁺ = 178,5 g/1, Feg/SO^/^ = 639 g/1, neutralizační kapacita zásadou na pH = 7 = 10,15 mol/1 NaOH, FejO^ v suspenzi = 3,55g/l.After 120 minutes, the off-set product was decanted from the sediment which was left in the reaction vessel for further coagulant preparation. The product had the following composition: Fe? ⁺ = 178.5 g / l, Feg / SO? / 6 = 639 g / l, neutralizing capacity with a base of pH = 7 = 10.15 mol / l NaOH, FeO 2 in suspension = 3, 55g / l.

Vynález nalezne využití v chemickém průmyslu.The invention finds use in the chemical industry.

Claims

A process for the production of a combined water purification coagulation agent according to the author ' s certificate No. 232520, characterized in that to a sulfuric acid solution containing 35 to 62% by weight of sulfur trioxide monohydrate is added iron oxide in a stoichiometric excess of 1-10% to the sulfur trioxide monohydrate present. with stirring, the mixture is allowed to react at 100-135 ° C for 1-4 hours, then diluted with water to a maximum iron content of 185 grams per liter, allowed to settle and the precipitated product is separated from the sediment.