FI97291C - Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä - Google Patents
Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä Download PDFInfo
- Publication number
- FI97291C FI97291C FI932798A FI932798A FI97291C FI 97291 C FI97291 C FI 97291C FI 932798 A FI932798 A FI 932798A FI 932798 A FI932798 A FI 932798A FI 97291 C FI97291 C FI 97291C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sodium
- compound
- aluminum
- process according
- acid
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 47
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 32
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims description 19
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 61
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 55
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 50
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 49
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 47
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 34
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 25
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 20
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910001586 aluminite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 7
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 3
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 7
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 claims 4
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052934 alunite Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000010424 alunite Substances 0.000 description 32
- KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D trialuminum;potassium;hexahydroxide;disulfate Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 32
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 7
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 7
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 229910001811 natroalunite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 21-Deoxycortisone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(=O)C)(O)[C@@]1(C)CC2=O PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N Fulvic acid Natural products O1C2=CC(O)=C(O)C(C(O)=O)=C2C(=O)C2=C1CC(C)(O)OC2 FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229920001448 anionic polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 1
- 229940095100 fulvic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- ZMRUPTIKESYGQW-UHFFFAOYSA-N propranolol hydrochloride Chemical compound [H+].[Cl-].C1=CC=C2C(OCC(O)CNC(C)C)=CC=CC2=C1 ZMRUPTIKESYGQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/143—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/143—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
- C02F11/145—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances using calcium compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
5 97 291
Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelyliet-teestä - Förfarande för utvinning av aluminium ur vattenbe-handlingsslam
Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan sekä patenttivaatimuksen 9 johdanto-osan mukaista menetelmää alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä, erityisesti juomaveden puhdistuksessa syntyvästä lietteestä, jota 10 seuraavassa kutsutaan juomavesilietteeksi.
Alumiini on vedenpuhdistuksessa yleisimmin käytetty saostus-kemikaali. Kun alumiinisulfaatti liukenee veteen, syntyy positiivisesti varattuja Al-ioneja, jotka vetävät puoleensa 15 vedessä olevia epäpuhtauksia, kuten kolloideja, humusta ja veteen suspendoituneita hiukkasia, jotka kaikki ovat negatiivisesti varattuja. Samalla muodostuu alumiinihydroksidi-flokkeja hydrolyysin vaikutuksesta. Flokit kaappaavat epäpuhtauksia ja siten syntyy alumiinihydroksidista ja epäpuh-20 tauksista muodostuva liete. Käytännöllisesti katsoen kaikki se alumiini, joka on lisätty vedenpuhdistuksessa pysyy lietteessä. Lietteen alumiinipitoisuus on tyypillisesti 100-200 kg/tn kuiva-ainetta kohden.
25 Alumiini on amfolyytti eli se liukenee sekä happoihin että . 1. emäksiin. Juomavesilietteessä olevan alumiinin saattamiseksi • · .·. liukoiseen muotoon käytetään sekä happo- että emäsiiuotusta.
·;·. Liuos, jossa alumiini on liuenneessa muodossa, palautetaan « · sen jälkeen saostusvaiheeseen käytettäväksi uudelleen puh-30 distusprosessissa. Kuitenkin, kaikki liuoksessa olevat epä- • « puhtaudet sekä orgaaninen aines palautuvat saostusvaihee-.5 ’ seen, mikä johtaa metallisten ja orgaanisten epäpuhtauksien vähittäiseen rikastumiseen kierrätyksessä. Suurin osa epä-puhtauksista voidaan poistaa suodattamalla eli se osa, joka 35 ei liukene happo- tai emäsliuotuksessa, mutta liuenneet epä-• ' puhtaudet jäävät kuitenkin jäljelle. Lisäksi juomavesi lie te voidaan sakeuttaa ja siitä voidaan poistaa vettä ennen happo- tai emäsiiuotusta.
97291 2
Alumiinin talteenotto aikalisissä olosuhteissa voidaan suorittaa käyttäen joko natrium- tai kalsiumhydroksidia. Jos regenerointiprosessissa käytetään Ca(OH)2, 25 paino-% alumiinista saadaan tyypillisesti talteen. Siinä tapauksessa 5 että käytetään NaOH:a, voi saanto olla jopa 80 %. Alumiinin talteenotto happamissa olosuhteissa suoritetaan tavallisesti käyttämällä rikkihappoa. Kun rikkihappo lisätään Al(OH)3:a sisältävään lietteeseen siten, että pH on alle 4, syntyy liukoisessa muodossa olevaa alumiinisulfaattia. Sen jälkeen 10 suodos erotetaan jäljelle jääneestä lietteestä. Suodos eli regeneraatti voidaan sen jälkeen käyttää uudelleen saostus-kemikaalina so. kierrättää puhdistusprosessissa.
Juomavesilietteen kuiva-ainepitoisuus on tyypillisesti vain 15 noin 0,2 paino-%. Siksi lietteen vesipitoisuutta usein pienennetään ennen liuotusvaihetta. Kuiva-ainepitoisuutta on mahdollista nostaa laskeutuksella noin 1 paino-%:iin. Juomavesilietteen kuiva-ainepitoisuus voidaan edelleen nostaa tasolle 10-15 paino-% lisäämällä polyelektrolyyttejä ja suo-20 rittamalla mekaaninen vedenpoisto.
Ns. "kuivamenetelmässä" liete, jolle on suoritettu mekaaninen vedenpoisto, kuivataan ja lopuksi poltetaan lämpötilassa : 400-600°C siten, että kaikki orgaaninen materiaali eli humus 25 saadaan poistettua. Lisäämällä polttojäännökseen rikkihappoa .: alumiini saadaan liuotetuksi alumiinisulfaatiksi. Alumiinin • * .·. talteenottoprosentti on korkea mutta menetelmän haittana on ·. kuumennuksesta aiheutuvat suuret energiakustannukset. Vaikka orgaaniset epäpuhtaudet voidaan poistaa, epäorgaaniset jää-30 vät jäljelle. Poltettu tuote sisältää huomattavan määrän • * ·* rautaa, eräässä esimerkkitapauksessa 10 paino-% alumiinin määrästä, jolloin painosuhde Al/Fe = 10.
• · ·". Toisessa vaihtoehdossa, ns. "märkämenetelmässä" sakeutettuun 35 lietteeseen lisätään väkevää rikkihappoa. Humuksen lisäksi rikkihappo liuottaa lietteestä rautaa, mangaania, kromia ja lyijyä. Lietteen liukenemisen ja metallisten epäpuhtauksien 97291 3 rikastumisen vuoksi märkämenetelmä ei sovellu saostuskemi-kaalien regenerointiin.
Alumiinin kierrätystä on kokeiltu laitosmittakaavassa esi-5 merkiksi Suomessa mutta sitä ei ole käytetty jatkuvatoimisena missään. Epäpuhtaudet muodostavat pahimman puutteen. Lisäksi, saostustehokkuus ei ole verrattavissa puhtaan alu-miinikemikaalin saostustehokkuuteen, koska liuoksessa on aina humusyhdisteitä, joista osa on happoliukoisia ja osa 10 emäsliukoisia. Siten ei ole mahdollista poistaa kaikkea orgaanista materiaalia liuotuksella ja sitä seuraavalla suodatuksella. Ne tekijät, jotka estävät tunnetun tekniikan mukaisen menetelmän hyväksikäyttämisen, ovat siten seuraa-vat: metalliset ja orgaaniset epäpuhtaudet rikastuvat saos-15 tuskierrossa, saostustehokkuus ei ole kovin hyvä ja menetelmä ei ole taloudellisesti kannattava.
Keksinnön tavoitteena on aikaansaada sellainen menetelmä Al-saostuskemikaalien talteenottamiseksi, jossa ei ole edellä 20 mainittuja tunnetun tekniikan mukaisia puutteita. Siten keksinnön tavoitteena on aikaansaada menetelmä, jonka avulla orgaaniset ja epäorgaaniset epäpuhtaudet voidaan poistaa tehokkaammin. Lisätavoitteena on menetelmä, joka on tavanomaisia menetelmiä taloudellisempi. Nämä tavoitteet saavute-25 taan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on pääasiassa ; tunnusomaista patenttivaatimusten 1 ja 9 tunnusmerkkiosassa mainitut seikat.
• · • · · • · · • · • ·
Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti liuotusvaiheesta 30 saatua, liuennutta alumiinia sisältävää hapanta liuosta, . josta liukenematon aine on poistettu, tai vaihtoehtoisesti **··’ liuotusvaiheesta saatua, liuennutta alumiinia sisältävää • · · hapanta lieteliuosta, käsitellään saostusvaiheessa vesiliukoisella alkalimetalliyhdisteellä, edullisesti natriumyh-35 disteellä, sulfaatti-ionien läsnäollessa kuumentaen korotetussa lämpötilassa, joka edullisesti on 130-150°C, ja pitäen liuoksen pH-arvo tasolla 1-4, jolloin tarvittaessa lisätään emästä aluniittiyhdisteen, edullisesti natriumaluniitin, saostamiseksi.
97291 4
Yleisesti aluniittiyhdisteet ovat kaksoissuoloja, joiden muoto on MA13(S04)2(OH)6# jossa M on K+, Na+, NH4+ tai H30+. Natriumaluniitti kirjoitetaan yleisesti muotoon NaAl3 (S04) 2 (OH) 6.
5
Liuotusvaiheessa käytetään epäorgaanista happoa, joka edullisesti on rikkihappo, jolloin saostusvaiheessa läsnäolevat sulfaatti-ionit ovat peräisin tästä rikkihaposta.
10 Natriumaluniitin saostaminen suoritetaan pH-arvossa noin 1-4, jolloin mainittuna natriumyhdisteenä edullisesti käytetään natriumhydroksidia. Mainittuna natriumyhdisteenä voidaan myös käyttää natriumsuolaa, kuten natriumsulfaattia, jolloin saostusvaiheeseen tarvittaessa lisätään emästä, ku-15 ten kaisiumhydroksidia, -oksidia, magnesiumhydroksidia tai -oksidia.
Liuotusvaiheessa ja saostusvaiheessa tapahtuvia reaktioita voidaan kuvata seuraavilla reaktiokaavoilla: 20
Liuotusvaihe: 6 AI (OH) 3 + 9 H2S04 * 3 A12(S04)3 + 18 H20 Saostusvaihe: ; 25 3 A12(S04)3 + 2 NaOH + 10 H20 -> 2 NaAl3 (S04) 2 (OH) 6 + 5 H2S04 '{·[: 5 H2S04 + 10 NaOH 5 Na2S04 + 10 H20 eli saostusvaihe yhteensä: 3 A12(S04)3 + 12 NaOH 2 NaAl3 (S04) 2 (OH) 6 + 5 Na2S04 30 Liuotusvaiheessa lietteen sisältämä alumiinihydroksidi muuttuu rikkihapon vaikutuksesta liukoiseksi alumiinisulfaatik- • · · ... si.
• · « • ·
Saostusreaktion aikana vapautuu happoa, mikä aiheuttaa pH-. 35 arvon laskemisen. Tämä estää reaktion jatkumisen, kun pH laskee n. arvoon l. Jotta pH ei laskisi liian alas, sitä täytyy säätää reaktion aikana. Saostuminen tapahtuu pH-alu-eella 1-4 ja reaktiolämpötilalla on suuri vaikutus tasapai- 97291 5 non saavuttamiseen ajan funktiona. Jos pH on suurempi kuin 4, AI-hydroksidi alkaa saostua, mikä on epätoivottavaa, koska AI-hydroksidilla on huonommat ominaisuudet kuin alumiini-sulfaatilla. Sen suodatettavuus on huono siten, että sakkaan 5 jää vettä ja siten AI-pitoisuus on vastaavasti alhainen.
Saostus suoritetaan edullisesti 130-150°C lämpötilassa. Nat-riumaluniitin saostusnopeus on sitä suurempi mitä korkeampi lämpötila on. Natriumyhdistettä käytetään saostukseen siten, että lisättyjen Na-moolien määrä on vähintään 1/3 liuoksessa 10 olevien AI-moolien määrästä.
Käytettäessä saostusvaiheessa natriumsuolaa, kuten natrium-sulfaattia, voidaan saostusvaihetta kuvata seuraavalla reak-tiokaavalla: 15
Saostusvaihe: 3 A12(S04)3 + Na2S04 + 12 H20 » 2 NaAl3 (S04) 2 (OH) 6 + 6 H2S04 Tällöin liuotusvaiheessa käytetään rikkihappoa vain sen ver-20 ran, että panokseen muodostuu sopiva määrä alumiinisulfaat-tia. Samalla lisätään natriumsuolaa (esim. natriumsulfaat-tia) niin paljon, että Na:n moolimäärä on vähintään 1/3 Al:n moolimäärästä. Lämpötilaa nostettaessa alkaa natriumalunii-; tin saostuminen edellä esitetyn reaktion mukaisesti. Reaktio 25 tuottaa rikkihappoa (pH laskee). Tämä puolestaan liuottaa ; uutta lietteen alumiinihydroksidia alumiinisulfaatiksi. Tätä . jatkuu niin kauan kuin alumiinihydroksidia on käytettävissä, minkä jälkeen pH tasaantuu tietylle tasolle. Tämän tavan mukaisessa käsittelyssä ei liukenematonta ainetta välillä 30 suodateta pois, vaan kaikki happoon liukenematon aines jää tuotteen joukkoon. Etuna tässä käsittelytavassa on tarvittavat pienet kemikaalimäärät.
Eräs toinen mahdollisuus on ensin liuottaa kaikki lietteen 35 alumiinihydroksidi liukoiseen muotoon rikkihapolla. Tämän jälkeen liuotusjäännös erotetaan. Liukoisessa muodossa oleva alumiini saostetaan lisäämällä natriumia ja emästä. Tämän käsittelyn etuna on se, että saadaan orgaanisen aineen ja 97291 6 eräiden muiden epäpuhtauksien suhteen puhtaampaa tuotetta. Toisaalta haittana on se, että joudutaan käyttämään enemmän kemikaaleja.
5 Keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa alumiinin talteenoton puhtaampana vapaana metallisista epäpuhtauksista, kuten raudasta tai mahdollisista raskasmetalleista. Suurin osa näistä epäpuhtausmetalleista ei saostu natriumaluniitin mukana vaan ne pysyvät liuoksessa. Talteenotetun alumiinin 10 saanto on tyypillisesti 90-99 %.
Erään keksinnön sovellutusmuodon mukaan saostusvaihetta seuraa kiintoaineen erotus esimerkiksi suodattamalla. Suodos sisältää rautaa ja muita metalleja, kuten esimerkiksi ras-15 kasmetalleja, ja orgaanista ainetta. Sakan kiintoainepatoi-suus on 40-60 paino-% riippuen erotusmenetelmästä. Sakka sisältää noin 16 paino-% AI ja 5-7 paino-% orgaanista humusta hiileksi laskettuna.
20 Erään toisen keksinnön sovellutusmuodon mukaan happoon liukenemattomien määrää voidaan edelleen pienentää suorittamalla vastavirtapesu emäksellä, kuten natriumhydroksidilla, kalsiumhydroksidillä, -oksidilla, magnesiumhydroksidillä tai • -oksidilla siten, että käytetty emäs palautetaan saostusvai- 25 heeseen. Tällä tavalla hiilitaso voidaan alentaa tasolle ·.; 2 paino-%.
« ·. Erään kolmannen keksinnön mukaisen sovellutusmuodon mukai- sesti sakka kuivataan ja/tai kalsinoidaan. Orgaaninen aine . 30 muuttuu hiilidioksidiksi n. 500°C:n polttolämpötilassa. Jäl- ,*' jelle jäävän kuivan sakan alumiinipitoisuus on 24-30 pai- • · * * no-%. Kalsinointi myös tuhoaa natriumaluniitin kideraken- ·*· teen, jolloin siitä tulee amorfinen, mikä parantaa alumiini- sakan liukenemista happoon.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä vedenkäsittelylietteen kuiva-ainepitoisuus on edullisesti yli 5 paino-%.
11 »Hl· lilll I l · « > 35 97291 7
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista menetelmää lohko-5 kaaviona, kuva 2 esittää erästä toista keksinnön mukaista menetelmää lohkokaaviona, kuva 3 esittää sameustuloksia kokeista, joissa testattiin natriumaluniitin tehokkuutta vedenkäsittelykemikaa-10 Iina, ja kuva 4 esittää tuloksia fosforin saostuskokeista, joilla testattiin natriumaluniitin tehokkuutta vedenkäsit-telykemikaalina.
15 Kuvan 1 mukaan juomavedenpuhdistuksessa muodostuva liete johdetaan ensin sakeutusvaiheeseen 1. Sakeutusvaiheesta 1 poistetaan vettä ja laskeutunut liete johdetaan vedenerotus-vaiheeseen 2, jossa lietteeseen lisätään polyelektrolyyttiä. Tämä edesauttaa kiintoaineen erottumista ja vettä johdetaan 20 pois. Vedenerotusvaiheen 2 jälkeen lietteen kuiva-ainepitoisuus on saavuttanut tyypillisesti tason 10-15 %. Seuraavaksi liete johdetaan liuotusvaiheeseen 3, jossa lietteeseen lisä-.: tään happoa, kuten esimerkiksi väkevää H2S04. Liuotusvaihees- sa 3 lämpötila on sama kuin ulkoinen lämpötila. Liukeneminen 25 tapahtuu pH-alueella < 4, täydellisesti pH:ssa < 2. Rikki- happoon liukenematon materiaali poistetaan kiintoaineen ero-*. tusvaiheessa 4. Tyypillisesti kiintoaineen erotukseen käyte- ·. tään sentrifugia. On myös sellainen mahdollisuus, että t kiintoainetta ei ollenkaan eroteta tässä vaiheessa. Tässä . 30 tapauksessa kiintoaine erotetaan yhdessä natriumaluniitin > · ·* kanssa natriumaluniitin erotusvaiheessa 6.
11 • » » · ♦ •*T Kiintoaineen erotusvaiheesta 4 saatu liuos sisältää oleelli sesti kaiken alkuperäisen lietteen sisältämän alumiinin liu-35 koisessa muodossa. Saostusvaiheeseen 5 johdettava liuos si- ’ sältää myös liuotusvaiheessa 3 liuenneen humuksen. Alumiini 1 ' erotetaan tästä liuoksesta saostusvaiheessa 5, jossa alumii nin saostamiseksi natriumaluniittina liuokseen lisätään 97291 8
NaOH. NaOH:n lisäyksellä on kahdenlainen merkitys, ensiksikin se tuo tarvittavan Na:n liuokseen ja toiseksi se nostaa pH:n tasolle (pH 1-4), jossa saostuminen tapahtuu. On syytä korostaa sitä, että alumiinin jäljelle jäävä määrä liuokses-5 sa on pieni ja että saostusvaiheessa 5 saadaan aikaan huomattava alumiinin rikastuminen. Saostunut natriumaluniitti erotetaan natriumaluniitin erotusvaiheessa 6. Natriumalu-niittisakka on kiteistä ja se on helposti suodatettavissa, mikä huomattavasti edesauttaa alumiinin talteenottoa. Tämän 10 vuoksi sakkaan jäävän emäliuoksen määrä on hyvin pieni ja voidaan saavuttaa jopa 40-60 % kuiva-ainepitoisuus erotetussa sakassa (erotusmenetelmästä riippuen). On huomattava, että saostusvaiheessa 5 kolmiarvoinen rauta pelkistyy kah-denarvoiseksi raudaksi, joka ei saostu alumiinin mukana vaan 15 pysyy liuoksessa. Siten Al/Fe-suhde sakassa on tyypillisesti luokkaa 160. Myös muut kahdenarvoiset metallit säilyvät liuoksessa.
Natriumaluniitin erotusvaiheessa 6 suodoksen mukana poistuu 20 pääosa liuenneista humusyhdisteistä. Erotusvaiheesta 6 saatavassa sakassa on natriumaluniitin lisäksi jonkin verran happollukoista mutta saostuksessa ko. olosuhteissa saos-tunutta humusta. Emäsliukoisen humuksen määrää voidaan jon-v : kin verran pienentää pesemällä sakkaa NaOH-liuoksella pesu- ’..25 vaiheessa (ei esitetty kuvassa 1) siten, että käytetty pesu- ;*·.· liuos palautetaan saostusvaiheeseen 5. Natriumaluniitin • · joukkoon saostunut lipeäliukoinen orgaaninen fraktio so.
• · fulvohappofraktio liukenee pesuvaiheessa ja poistuu sakasta.
« · *
Sakkaa pestään vastavirtaperiaatteella lipeäliuoksella, joka . 30 palautetaan saostusvaiheeseen 5. Näin aikaansaadaan proses-*,,· sin sisäinen kierto. Pesuvaiheessa orgaanisen aineen hiili- I I · *·] ’ pitoisuus pienenee tasosta 5-7 % tasoon 2 % kuiva-aineesta : laskettuna. Pesuvaihe on käyttökelpoinen siinä tapauksessa, että pestyä sakkaa käytetään happoliuotukseen.
. 35 • , Vaihtoehtoinen menetelmä orgaanisen aineen osuuden pienentä miseksi natriumaluniitissa on natriumaluniittisakan kaisi-nointi. Kuvassa 1 tämä suoritetaan kuivaus/kalsinointivai- tl i Il.t Alli 1:1 I» i . i 97291 9 heessa 7. Kalsinoinnissa käytetään n. 500-550°C:n lämpötilaa, jossa orgaaninen aine palaa ja samalla natriumaluniitin hydroksyyliryhmät poistuvat ja jäljelle jää amorfinen sakka, joka liukenee hyvin happoliuotuksessa. Kalsinoinnin etu on 5 siten siinä, että päästään eroon kaikesta orgaanisesta aineesta ja saadaan huomattavasti liukoisempaa tuotetta.
Mikäli menetelmässä käytetään kalsinointivaihetta 7, on olemassa vaihtoehtoinen menettely. Liuotusvaihetta 3 seuraa 10 saostusvaihe 5, natriumaluniitin erotusvaihe 6 ja kalsinoin-tivaihe 7. Kiintoaineen erotusvaihetta 4 ei ole lainkaan. Tässä vaihtoehdossa sakan mukana on enemmän orgaanista ainetta, koska sitä ei poistettu kiintoaineen erotusvaiheessa 4. Kalsinointivaiheessa 7 orgaaninen aine toimii polttoai-15 neena. Tällöin kuitenkin lietteessä mukana olevat epäpuhtaudet, kuten esim. osa raudasta ja savi sekä muu kiintoaine, jäävät tuotteen joukkoon.
Lopuksi kalsinoitu natriumaluniitti voidaan liuottaa rikki-20 hapolla natriumaluniitin liuotusvaiheessa 8, jolloin saadaan veden puhdistuksen saostuskemikaalina tai muiden AI-tuotteiden valmistukseen käytettävä alumiinisulfaattiliuos.
: : Kuvassa 2 on esitetty lohkokaaviona keksinnön mukainen toi- •''.,25 nen vaihtoehto natriumaluniitin saostamiseksi. Tässä mene- ;\j telmässä on ensin sakeutusvaihe 9 ja sen jälkeen vedenero-• · tusvaihe 10. Liuotus/saostusvaiheessa 11 lietteeseen lisä- • · • · tään rikkihappoa sen verran, että syntyy sopiva määrä alu- • * · miinisulfaattia. Lisäksi liuotusvaiheessa lisätään Na2S04 sen .. .30 verran että Na:n moolimäärä on vähintään 1/3 Al:n moolimää-rästä. Lämpötilaa nostettaessa käynnistyy edellä selostettu « · « *·] * reaktio, joka jatkuu niin kauan kuin kaikki lietteen alu-: miinihydroksidi on liuennut ja saostunut natriumaluniittina.
Liuotus/saostusvaihetta seuraa natriumaluniitin erotusvaihe 35 12, kuivaus/kaisinointivaihe 13 ja lopuksi kalsinoidun nat- ' . riumaluniitin liuotusvaihe 14.
10 97291
Luonnollisesti kaikissa edellä kuvatuissa menetelmissä on mahdollista ohittaa kuivaus/kaisinointi kokonaan ja liuottaa saatu kostea natriumaluniittisakka happoon.
5 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin esimerkkien avulla.
Esimerkki 1
Natriumaluniitin saostuskokeissa käytettiin Oulun kaupungin 10 vesilaitokselta saatua lietettä. Lietteen kuiva-ainepitoisuus oli 0,5 % ja jätevesilietteen tilavuus oli 2 m3. Ensimmäisessä vaiheessa suoritettiin flokkulointi lisäämällä (4g/kg kuiva-ainetta) hieman anionista polyelektrolyyttiä.
Vesi dekantoitiin säiliön pinnalta pumpulla. Tämän vedenero-15 tusvaiheen jälkeisen lietteen kuiva-ainepitoisuus oli 2,5 %. Lietteen vesipitoisuutta pienennettiin edelleen suodattamalla, jolloin lietettä jäi jäljelle n. 91 1 ja sen kuiva-ainepitoisuus oli 11 %. Kuiva-aine sisälsi 14 % AI ja 33 % C.
20 Liuotus suoritettiin avonaisessa säiliössä, jossa lietteeseen lisättiin väkevää H2S04 määrä, joka oli 9 % lietteen määrästä. Lisäys suoritettiin hitaasti ja pH pidettiin ar-*·*·' vossa 1,5. Rikkihapon vaikutuksesta liuoksen lämpötila nousi ·.· : jonkin verran ja lisäyksen lopussa se oli 33°C. Liuotusvai- • ’·25 heen jälkeisessä lietteessä Ai-pitoisuus oli 9,3 g/1.
• · · • · :*·*: Natriumaluniitin saostus suoritettiin 8 l:n autoklaavissa • · seuraavasti. Liuotusvaiheesta saatua liuosta lisättiin auto- t · f « klaaviin n. 5 kg. Tämän jälkeen lämpötila nostettiin • •#»t30 140°C:een ja autoklaaviin lisättiin vähitellen 40 % NaOH- liuosta siten, että pH pysyi alueella 1,5-2. Kaikkiaan NaOH- • · « *. liuosta lisättiin n. 500 g. Kun alumiini oli saostunut liet- -.:.· teestä, pH alkoi nousta. Lämpötila nousi vähitellen lisäyk- : : sen aikana ja oli maksimissaan 150°C. Kaikkiaan natriumalu- ;.'t 35 niitin saostusvaihe autoklaavissa kesti n. 1 h.
« · ·
Sakka ja liuos poistettiin autoklaavista ja sakan annettiin laskeutua n. 1/2 h ajan. Liuos dekantoitiin ja sakka suoda- <| I M»·* Ν4ϋ ΙΊ44* · · ·> 97291 11 tettiin Buchner-suodattimena. Natriumaluniittisakkaa saatiin n. 290 g ja sen Al-pitoisuus oli 16 %. Saostussaanto oli >95 %.
5 Esimerkki 2
Kuiva natriumaluniittisakka kalsinoitiin 508°C:ssa 1 h ajan. Kalsinoidun sakan röntgendiffraktiogrammi varmisti sen, että materiaali oli amorfista. Kemiallisen analyysin perusteella kalsinoitu tuote sisälsi 23 % AI, josta 3,3 % oli vesiliu-10 koista, 7,8 % Na, josta 6,6 % oli vesiliukoista, 38 % S04, josta 23 % oli vesiliukoista. Moolisuhde Al/Na oli 2,51. Aluniitin teoreettinen moolisuhde on 3.
Esimerkki 3 15 NaOH-liuoksen pesutehoa sakan (hiilipitoisuus 7,4 %) humuspitoisuuden pienentämiseksi testattiin seuraavalla tavalla. Natriumaluniittisakkaan (3 g) lisättiin vettä siten, että saatiin liete (30 g). Tähän lietteeseen lisättiin 9,6 ml 1 % NaOH-liuosta siten että pH-arvo oli 10. Lietettä sekoitet-20 tiin 30 min ja sen jälkeen suoritettiin suodatus. Saatu sakka pestiin pienellä vesimäärällä ja kuivattiin yli yön 105°C:ssa. Sakka punnittiin ja sen kokonaishiili analysoi-tiin. Tulokseksi saatiin m = 2,63 g ja C = 2,3 %. Suodos (37 ' ml) sisälsi 100 mg/1 AI. Tämän tuloksen perusteella NaOH:a '•25 voidaan tehokkaasti käyttää humuspitoisuuden alentamisessa. Suodosta voidaan kierrättää prosessissa siten, että liuen-nutta alumiinia ei mene hukkaan.
« « • · • · e • * · • ·
Esimerkki 4 ... 30 Natriumaluniitin tehokkuuden testaamiseksi vedenkäsittelyke-• · mikaalina valmistettiin seuraavat saostuskemikaalit. Ensim-*·] " mäinen näyte, jota tästä lähtien kutsutaan nimellä alunite-:ALS, valmistettiin seuraavasti. Kalsinoitua natriumaluniit-tia (23 % AI, 5,01 g) lietettiin veteen (10,04 g) ja liet-35 teeseen lisättiin hitaasti rikkihappoa (96 %, 5,687 g). Noin ' . 10 minuutin jälkeen suolasula kaadettiin kiteytymään metal lilevylle. Saatu materiaali sisälsi: Ai (kokonaismäärä) 8,5 %, Ai (vesiliukoinen) 8,4 %, Na 2,4 %, S04 42 %, OH/A1 97291 12 0,54, pH (1:10) 3,56. Kovettunut sula jauhettiin jauheeksi, joka liuotettiin pieneen määrään vettä.
Toinen näyte, jota tästä lähtien kutsutaan nimellä ALUNITE-5 AVR, valmistettiin seuraavasti. Rikkihappoa (6,74 g) lisättiin veteen (5,33 g). Seosta kuumennettiin kiehuvaksi, jolloin natriumaluniitti (17 % AI, 5,0 g) lisättiin. Noin 15 minuutin kuluttua lisättiin bauksiittia (2,45 g). Noin 30 minuutin jälkeen seos kaadettiin metallilevylle. Saatu mate- 10 riaali sisälsi: AI (kokonaismäärä) 9,1 %, AI (vesiliukoinen) 6,7 %, Na 1,5 %, S04 5 0 %, liukenematonta 17,2 %, pH (1:10) 1,15. Kovettunut sula jauhettiin jauheeksi, joka liuotettiin pieneen määrään vettä.
15 Kolmas näyte, joka oli vertailunäyte ja jota tästä lähtien kutsutaan nimellä AVR, sisälsi pelkästään AVR:a. AVR on kaupallinen vedenkäsittelykemikaali sisältäen 80 % A12(S04)3 x 14-16 H20 ja 16 % Fe2(S04)3 x 9 H20.
20 Kuten jo mainittiin, jokainen saostuskemikaali liuotettiin pieneen vesimäärään. Kemikaali lisättiin liuoksena mikropi- petillä jätevettä sisältävään 1 l:n astiaan. Saostuskokeissa käytettiin kunnallista jätevettä. Saostuskokeet suoritettiin · tavanomaisella testilaitteistolla (Kemira Kemi Flocculator) .
•'•..25 Kuten kuvista 3 ja 4 nähdään, jokainen kemikaali testattiin :*·.· neljällä eri annostuksella. Jokaista kemikaalia lisättiin • · :*.·. siten, että lisättyjen kolmiarvoisten metalli-ionien moolien • · .·:* lukumäärä oli sama jokaisella kemikaalilla kullakin annos tuksella.
.. . 30 • ♦ · ·./, Kuvien 3 ja 4 tulosten perusteella ALUNITE-ALS (käyrä a) • · · *·] * antoi sameuden ja fosforin vähentymisen suhteen parhaat tu-: ·*· lokset. ALUNITE-AVR:lie (käyrä b) saadut tulokset olivat jonkin verran parempia kuin pelkällä AVR:llä saadut tulokset ,,· 35 (käyrä c) .
Keksintö ei ole rajoitettu oheisiin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten määrit- 97291 13 telemissä rajoissa. Siten esimerkiksi on mahdollista käyttää suolahappoa liuotusvaiheessa. Oleellista tässä vaiheessa on se, että alumiini saadaan liukoiseen muotoon. Tämän jälkeen liuokseen voidaan lisätä natriumin lisäksi sulfaatteja alu-5 miinin saostamiseksi. Keksinnön mukaisesti on myös mahdollista suorittaa saostus käyttämällä natriumyhdisteen sijasta esimerkiksi vastaavaa kaliumyhdistettä, jolloin saostuminen tapahtuu yhdisteenä KA13(S04)2(0H)6.
• · « • ·« • ♦ « ♦ • « « • « • ♦ • *< • < • · · • 4 · « « • · « · · ♦ ♦ * • ·
Claims (18)
- 97291
- 1. Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi alumiiniyhdis-tettä sisältävästä vedenkäsittelylietteestä, jossa menetelmässä mainittua lietettä käsitellään liuotusvaiheessa epäor- 5 gaanisella hapolla alumiiniyhdisteen saattamiseksi liukoiseen muotoon, minkä jälkeen suoritetaan liukenemattoman aineen erotus, jolloin saadaan hapan liuos, joka sisältää liuennutta alumiinia, tunnettu siitä, että mainittua hapanta liuosta, joka sisältää liuennutta alumiinia, käsitellään 10 saostusvaiheessa vesiliukoisella alkalimetalliyhdisteellä, edullisesti natriumyhdisteellä, sulfaatti-ionien läsnäollessa kuumentaen korotetussa lämpötilassa, joka edullisesti on 130-150°C, ja pitäen liuoksen pH-arvo tasolla 1-4, jolloin tarvittaessa lisätään emästä aluniittiyhdisteen, edullisesti 15 natriumaluniitin, saostamiseksi.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epäorgaanisena happona käytetään rikkihappoa, jolloin mainitut sulfaatti-ionit ovat peräisin rikkihaposta. 20
- 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että natriumyhdisteenä käytetään natriumhydroksi-dia tai että natriumyhdisteenä käytetään natriumsuolaa, kuten natriumsulfaattia, jolloin lisäksi lisätään emästä, ku- 25 ten kaisiumhydroksidia, -oksidia, magnesiumhydroksidia tai -oksidia, ja että moolisuhde Na:Al on vähintään 1:3. • · • · · • · · • · • · · • 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel- : mä, tunnettu siitä, että saostunut natriumaluniitti erote- 30 taan liuoksesta. • · • · · • · · • · · ·
- 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • · · tä, että erotettu natriumaluniitti pestään emäksellä, kuten natriumhydroksidilla, kalsiumhydroksilla, -oksidilla, mag-35 nesiumhydroksidillä tai -oksidilla, joka emäs pesun jälkeen johdetaan saostusvaiheeseen. 97291
- 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotettu natriumaluniitti kuivataan ja/tai kalsinoidaan.
- 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että kuivattua ja/tai kalsinoitua natriumaluniittia käsitellään epäorgaanisella hapolla tai happamasti reagoivalla yhdisteellä liuoksen muodostamiseksi, joka sisältää liukoista alumiiniyhdistettä, jota voidaan käyttää uudelleen saos-10 tusaineena.
- 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun vedenkäsittelylietteen kuiva-ainepitoisuus on yli 5 paino-%.
- 9. Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi alumiiniyhdistettä sisältävästä vedenkäsittelylietteestä, jossa menetelmässä mainittua lietettä käsitellään liuotusvaiheessa epäorgaanisella hapolla alumiiniyhdisteen saattamiseksi liukoi- 20 seen muotoon, tunnettu siitä, että hapolla käsiteltyä lie-teliuosta, joka sisältää liuennutta alumiinia, käsitellään saostusvaiheessa vesiliukoisella alkalimetalliyhdisteellä, , . edullisesti natriumyhdisteellä, sulfaatti-ionien läsnäolles sa kuumentaen korotetussa lämpötilassa, joka edullisesti on ' 25 130-150°C, ja pitäen liuoksen pH-arvo tasolla 1-4, jolloin ' tarvittaessa lisätään emästä aluniittiyhdisteen, edullisesti • · ·.**: natriumaluniitin, saostamiseksi. • · · • · » • ♦ • ·
- 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu sii-30 tä, että epäorgaanisena happona käytetään rikkihappoa, jol- : loin mainitut sulfaatti-ionit ovat peräisin rikkihaposta. . ·«« · • « « • · • « ·
- 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tun- • · nettu siitä, että natriumyhdisteenä käytetään natriumhydrok- 35 sidia tai että natriumyhdisteenä käytetään natriumsuolaa, .··. kuten natriumsulfaattia, jolloin lisäksi lisätään emästä, : kuten kalsiumhydroksidia, -oksidia, magnesiumhydroksidia tai -oksidia, ja että moolisuhde Na:Ai on vähintään 1:3. 97291
- 12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että natriumyhdisteenä käytetään natriumsuolaa, kuten natriumsulfaattia, jolloin moolisuhde Na:AI on vähintään 1:3. 5
- 13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotusvaihe ja saostusvaihe suoritetaan samassa reaktioastiässä peräkkäin tai olennaisesti samanaikaisesti . 10
- 14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostusvaiheen jälkeen lietteestä erotetaan natriumaluniittia sisältävä liukenematon aine.
- 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotettu liukenematon aine pestään emäksellä, kuten natriumhydroksidilla, kaisiumhydroksidillä, -oksidilla, magnesiumhydroksidilla tai -oksidilla, joka emäs pesun jälkeen johdetaan saostusvaiheeseen. 20
- 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erotettu liukenematon aine kalsinoidaan.
- 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että kalsinoitua ainetta käsitellään epäorgaanisella hapolla tai happamasti reagoivalla yhdisteellä liuoksen muo- • · dostamiseksi, joka sisältää liukoista alumiiniyhdistettä, • · « • */ jota voidaan käyttää uudelleen saostusaineena. • ·· • · · « » ·
- 18. Jonkin patenttivaatimuksen 9-17 mukainen menetelmä, : tunnettu siitä, että mainitun vedenkäsittelylietteen kuiva- ·»» · ainepitoisuus on yli 5 paino-%. • · · ♦ il lii liiti Iita 97291
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI932798A FI97291C (fi) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä |
| DE69415526T DE69415526T2 (de) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Methode zur behandlung von wasserbehandlungsschlamm |
| CA002165168A CA2165168C (en) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Method for the treatment of water treatment sludge |
| ES95904343T ES2126875T3 (es) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Procedimiento para tratar los lodos del tratamiento de aguas. |
| JP50246795A JP3192427B2 (ja) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | 水処理スラッジの処理方法 |
| KR1019950705746A KR100216012B1 (ko) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | 수처리 슬러지의 처리방법 |
| EP95904343A EP0703874B1 (en) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Method for the treatment of water treatment sludge |
| PCT/FI1994/000262 WO1995000446A1 (en) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Method for the treatment of water treatment sludge |
| US08/564,212 US5674402A (en) | 1993-06-17 | 1994-06-16 | Method for the treatment of water treatment sludge |
| NO19955033A NO312158B1 (no) | 1993-06-17 | 1995-12-12 | Fremgangsmåte ved behandling av vandig slam |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI932798A FI97291C (fi) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä |
| FI932798 | 1993-06-17 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI932798A0 FI932798A0 (fi) | 1993-06-17 |
| FI932798L FI932798L (fi) | 1994-12-18 |
| FI97291B FI97291B (fi) | 1996-08-15 |
| FI97291C true FI97291C (fi) | 1996-11-25 |
Family
ID=8538158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI932798A FI97291C (fi) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5674402A (fi) |
| EP (1) | EP0703874B1 (fi) |
| JP (1) | JP3192427B2 (fi) |
| KR (1) | KR100216012B1 (fi) |
| CA (1) | CA2165168C (fi) |
| DE (1) | DE69415526T2 (fi) |
| ES (1) | ES2126875T3 (fi) |
| FI (1) | FI97291C (fi) |
| NO (1) | NO312158B1 (fi) |
| WO (1) | WO1995000446A1 (fi) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2100123B1 (es) * | 1995-04-26 | 1998-01-01 | Depuracion Y Reciclaje S L | Nuevo procedimiento para la depuracion de vertidos con alto contenido de materia organica. |
| FI103034B1 (fi) * | 1996-04-16 | 1999-04-15 | Kemira Chemicals Oy | Menetelmä ferrirautaa sisältävien vedenpuhdistusliuosten valmistamiseksi sekä saatujen tuotteiden käyttö |
| RU2133225C1 (ru) * | 1998-01-26 | 1999-07-20 | Открытое акционерное общество "Ангарская нефтехимическая компания" | Способ регенерации коагулянта из гидроксидсодержащего шлама водоочистки |
| GR1003419B (el) * | 1999-04-19 | 2000-09-01 | - | Μεθοδος απομακρυνσης αλουμινιου και/η χρωμιου απο θειικα διαλυματα νικελιου και/η κοβαλτιου σε ατμοσφαιρικη πιεση |
| JP4186523B2 (ja) * | 2002-06-26 | 2008-11-26 | 株式会社日立製作所 | 排水浄化装置および排水浄化システム |
| US8080163B2 (en) * | 2002-12-04 | 2011-12-20 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment method |
| US8071055B2 (en) * | 2002-12-04 | 2011-12-06 | Blue Water Technologies, Inc. | Water treatment techniques |
| US20110089109A1 (en) * | 2003-10-17 | 2011-04-21 | Hans David Ulmert | Method for treatment of sludge |
| KR100757518B1 (ko) * | 2005-02-24 | 2007-09-11 | 조영봉 | 폐산, 폐알칼리 및 슬러지의 처리 및 자원화 방법 |
| WO2007036949A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Council Of Scientific & Industrial Research | A cost-effective process for the preparation of solar salt having high purity and whiteness |
| KR100715093B1 (ko) * | 2005-12-30 | 2007-05-07 | (주) 빛과환경 | 오염수의 처리와 동반하여, 응집제로서 첨가된 가수분해성금속화합물로부터 유·무기원소-도핑 금속산화물을 회수하는방법 |
| FR2898889B1 (fr) * | 2006-03-27 | 2008-09-05 | Veolia Eau Cie Generale Des Ea | Procede d'obtention d'un produit coagulant, produit destine a fabriquer ledit coagulant et procede de traitement des eaux usees et/ou industrielles utilisant ledit coagulant |
| US8741154B2 (en) * | 2008-10-17 | 2014-06-03 | Remembrance Newcombe | Water denitrification |
| US20110084029A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Dominick O' Reilly | Waste treatment system |
| US20110089097A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | O'reilly Dominick | Attachment and system for dewatering material |
| US20110094395A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-04-28 | O'reilly Dominick | Method and attachment for dewatering logs |
| FR3050993B1 (fr) | 2016-05-09 | 2020-01-31 | Arkema France | Composition de poly-(aryl-ether-cetone) (paek) a faible taux de composes volatils et son utilisation dans un procede de frittage |
| WO2018039411A1 (en) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | Heritage Research Group | Treatment of sludges and flocculants using insoluble magnesium hydroxide colloidal suspensions |
| US10626031B2 (en) | 2016-08-24 | 2020-04-21 | Heritage Research Group | Treatment of sludges and flocculants using insoluble mineral colloidal suspensions |
| CN109292938A (zh) * | 2018-12-09 | 2019-02-01 | 安徽航天环境工程有限公司 | 一种含铝酸洗污泥再利用方法 |
| CN109292937A (zh) * | 2018-12-09 | 2019-02-01 | 安徽航天环境工程有限公司 | 一种含铁酸洗污泥再利用方法 |
| CN110937772A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-31 | 中冶华天工程技术有限公司 | 污泥有机/无机成分分离方法 |
| CN114275924A (zh) * | 2021-07-14 | 2022-04-05 | 湖南省煤炭科学研究院有限公司 | 一种酸性矿山废水治理及资源化利用的方法 |
| KR20240124685A (ko) * | 2023-02-09 | 2024-08-19 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 폐수 내 알루미늄 폐기물을 제거하는 공정 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1517730C3 (de) * | 1964-06-30 | 1975-03-13 | Erhardt Dr. 6230 Frankfurt Baer | Verfahren zur Reinigung von Wässern |
| US3268443A (en) * | 1965-05-05 | 1966-08-23 | Everett D Cann | Process for the treatment of waste liquors with flocculating agent recovery |
| US4176160A (en) * | 1971-06-23 | 1979-11-27 | Societe De Prayon | Process for purifying a zinc sulfate solution |
| GB1409688A (en) * | 1973-11-05 | 1975-10-15 | Nittetsu Mining Co Ld | Production of crystalline aluminium sulphate |
| NO740247L (fi) * | 1974-01-28 | 1975-08-25 | Apothekernes Lab | |
| US3959133A (en) * | 1974-09-11 | 1976-05-25 | Metcalf & Eddy, Inc. | Alum recovery and waste disposal in water treatment |
| US4038180A (en) * | 1974-11-22 | 1977-07-26 | Agway, Inc. | Process of dewatering sewage sludge |
| JPS5224190A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-23 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Recovery of aluminum compound from aluminum-sludge including iron or m angan ese compound |
| US4024087A (en) * | 1975-11-06 | 1977-05-17 | Jury Abramovich Lainer | Method of preparing coagulant for purification of water from mechanical admixtures |
| US4293915A (en) * | 1979-04-16 | 1981-10-06 | Pacific Technology, Inc. | Programmable electronic real-time load controller |
| US4448696A (en) * | 1982-02-23 | 1984-05-15 | U.S. Environmental Products, Inc. | Process for recovering and recycling coagulant present in water treatment sludges |
| JPS61184038A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 通信システム |
| EP0195297B1 (de) * | 1985-03-06 | 1991-05-02 | Karl Clemens Käuffer | Verfahren und Vorrichtung zum Schliessen der Kreisläufe bei der Reinigung von Wasser und Abwasser |
| JPS62270416A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-24 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 水酸化アルミニウムスラツジから硫酸アルミニウム水溶液を連続的に合成する方法およびそのための装置 |
| JPS63253816A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | 株式会社東芝 | 閉鎖配電盤制御装置 |
| JP2751400B2 (ja) * | 1989-05-19 | 1998-05-18 | 松下電器産業株式会社 | 機器制御装置 |
| DK173458B1 (da) * | 1998-12-14 | 2000-11-27 | Danmarks Og Groenlands Geol Un | Separeringsrobust, selvnivellerende, selvkomprimerende beton med 'High Performance' egenskaber |
-
1993
- 1993-06-17 FI FI932798A patent/FI97291C/fi active
-
1994
- 1994-06-16 ES ES95904343T patent/ES2126875T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-16 CA CA002165168A patent/CA2165168C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-16 DE DE69415526T patent/DE69415526T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-16 US US08/564,212 patent/US5674402A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-16 JP JP50246795A patent/JP3192427B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-16 WO PCT/FI1994/000262 patent/WO1995000446A1/en not_active Ceased
- 1994-06-16 EP EP95904343A patent/EP0703874B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-16 KR KR1019950705746A patent/KR100216012B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-12 NO NO19955033A patent/NO312158B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3192427B2 (ja) | 2001-07-30 |
| NO312158B1 (no) | 2002-04-02 |
| DE69415526T2 (de) | 1999-05-20 |
| CA2165168A1 (en) | 1995-01-05 |
| KR960703093A (ko) | 1996-06-19 |
| FI932798A0 (fi) | 1993-06-17 |
| EP0703874B1 (en) | 1998-12-23 |
| NO955033L (no) | 1996-02-16 |
| JPH09503693A (ja) | 1997-04-15 |
| KR100216012B1 (ko) | 1999-08-16 |
| EP0703874A1 (en) | 1996-04-03 |
| US5674402A (en) | 1997-10-07 |
| DE69415526D1 (de) | 1999-02-04 |
| CA2165168C (en) | 2002-05-28 |
| FI97291B (fi) | 1996-08-15 |
| WO1995000446A1 (en) | 1995-01-05 |
| FI932798L (fi) | 1994-12-18 |
| NO955033D0 (no) | 1995-12-12 |
| ES2126875T3 (es) | 1999-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI97291C (fi) | Menetelmä alumiinin talteenottamiseksi vedenkäsittelylietteestä | |
| RU2710613C1 (ru) | Способ восстановления аммиака из соединения ванадия для получения соединения аммиака и рециркуляции сточных вод | |
| US5053144A (en) | Method for the multistage, waste-free processing of red mud to recover basic materials of chemical industry | |
| CN102127657A (zh) | 一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法 | |
| CN101177284A (zh) | 从硫酸酸洗废液中回收硫酸铵与氧化铁的方法 | |
| WO2018001090A1 (zh) | 一种含六价铬废渣提取回收铬的脱毒处理方法 | |
| EP0024131B1 (en) | A method of obtaining alumina from clay and other alumino-silicates and alumina obtained by this method | |
| CA2251626C (fr) | Procede de recuperation du sodium contenu dans les residus alcalins industriels | |
| JPS58181722A (ja) | アルミニウムと鉄とを含有する酸性廃水の後処理方法 | |
| CN101205298B (zh) | 加压法聚苯硫醚树脂合成中精馏残液的回收方法 | |
| CN101063184A (zh) | 一种综合处理含铬铝泥回收铬和铝的工艺 | |
| US3574537A (en) | Process for the separation of useful compounds from waste of the aluminum industry | |
| CN111315688A (zh) | 铝土矿的加工方法 | |
| CN106749012A (zh) | 一种资源循环利用提高喹哪啶纯度的方法 | |
| CN110656250B (zh) | 一种回收电镀污泥中铝和重金属的方法 | |
| RU2715193C1 (ru) | Способ переработки ильменитового концентрата | |
| RU2840984C1 (ru) | Способ переработки красного шлама для получения оксида скандия | |
| AU670608B2 (en) | Process for the removal of sodium values from sodium contaminated solids | |
| RU2103400C1 (ru) | Способ переработки бадделеита | |
| CN203741064U (zh) | 环保清洁的液体聚氯化铝生产装置 | |
| CN101733068B (zh) | 一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法 | |
| RU2513652C2 (ru) | Способ получения оксида магния | |
| NL8002462A (nl) | Werkwijze voor het winnen van yttrium en lanthaniden uit natproces fosforzuur. | |
| FI89901C (fi) | Reningsfoerfarande | |
| CN104743592A (zh) | 环保清洁的液体聚氯化铝生产装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: KEMIRA CHEMICALS OY |
|
| BB | Publication of examined application |