RU2528999C1 - Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates - Google Patents
Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528999C1 RU2528999C1 RU2013108723/05A RU2013108723A RU2528999C1 RU 2528999 C1 RU2528999 C1 RU 2528999C1 RU 2013108723/05 A RU2013108723/05 A RU 2013108723/05A RU 2013108723 A RU2013108723 A RU 2013108723A RU 2528999 C1 RU2528999 C1 RU 2528999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- fluorine
- sorbent
- phosphates
- calcium
- Prior art date
Links
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 title claims abstract description 25
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 title claims abstract description 19
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 6
- 239000008239 natural water Substances 0.000 title claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 7
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 abstract 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 9
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 7
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 7
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical class OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical class F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 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 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008396 flotation agent Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям очистки воды и может быть использовано для извлечения фтора и фосфатов из сточных и природных вод, содержащих различные загрязнители.The invention relates to water treatment technologies and can be used to extract fluorine and phosphates from waste and natural waters containing various pollutants.
Известен способ очистки сточной воды от ионов фтора, включающий ее обработку гидроксидом кальция до pH 11-12, коагулянтом (сульфатом алюминия) и флокулянтом, в качестве которого используют кремнегелевый шлам. Флокулянт подают в воду перед обработкой гидроксидом кальция (а.с. 1393802, C02F 1/58, опубл. 07.05.88). Обработке подвергают кислый (pH 1,6-1,9) раствор с содержанием фтора 500 мг/л. После добавления всех реагентов смесь перемешивают, отстаивают и сливают воду. Осадок представляет собой смесь фтористого кальция, шлама, состоящего из многих компонентов, сульфата алюминия. Остаточное содержание фтора в очищенной воде 0,3 мг/л.A known method of treating wastewater from fluoride ions, including its treatment with calcium hydroxide to a pH of 11-12, a coagulant (aluminum sulfate) and a flocculant, which uses silica gel slurry. The flocculant is fed into the water before treatment with calcium hydroxide (and.with. 1393802, C02F 1/58, publ. 07.05.88). The treatment is subjected to an acidic (pH 1.6-1.9) solution with a fluorine content of 500 mg / L. After adding all the reagents, the mixture is stirred, settled and the water drained. The precipitate is a mixture of calcium fluoride, a slurry consisting of many components, aluminum sulfate. The residual fluorine content in purified water is 0.3 mg / l.
Недостаток способа заключается в том, что не обеспечивается возможность получения фтористого кальция, не загрязненного другими химическими веществами, осложняющими переработку и/или утилизацию осадка.The disadvantage of this method is that it is not possible to obtain calcium fluoride, not contaminated with other chemicals that complicate the processing and / or disposal of sludge.
Известен способ очистки сточных вод от фосфатов и фторидов, включающий введение в воду смеси известкового молока и магнетита при массовом соотношении компонентов 4-2:1, перемешивание смеси, отстаивание осадка в течение 30 мин (SU 1673531, C02F 1/58, опубл. 30.08.91). Сточная вода содержит фосфаты в количестве 300 мг/л (P2O5) и фториды в количестве 1000 мг/л (F), расход реагентов 1,5-2,5 г/л. При высоте столба смеси при ее отставании, равной 100 см, высота слоя осадка 21 см. Концентрация сухих веществ в осадке не более 1,8%. Остаточное содержание фтора в воде, в мг/л, 0,82-1,56, фосфатов 0,25-0,35, ионов кальция 16,8 мг/л.A known method of wastewater treatment from phosphates and fluorides, including the introduction into the water of a mixture of milk of lime and magnetite with a mass ratio of components 4-2: 1, mixing the mixture, settling sediment for 30 minutes (SU 1673531, C02F 1/58, publ. 30.08 .91). Wastewater contains phosphates in an amount of 300 mg / l (P 2 O 5 ) and fluorides in an amount of 1000 mg / l (F), the reagent consumption is 1.5-2.5 g / l. When the height of the mixture column with its lag equal to 100 cm, the height of the sediment layer is 21 cm. The concentration of solids in the sediment is not more than 1.8%. The residual fluorine content in water, in mg / l, 0.82-1.56, phosphates 0.25-0.35, calcium ions 16.8 mg / l.
К недостаткам способа следует отнести большую длительность осаждения продуктов обработки, затруднения при переработке осадка вследствие его высокого водоудержания, заметное остаточное содержание в воде загрязнителей.The disadvantages of the method include the long duration of deposition of the processed products, difficulties in processing the sludge due to its high water retention, a noticeable residual content of pollutants in the water.
Известен также способ очистки природной воды от фтора с его содержанием 2,6-5,0 мг/л с использованием в качестве сорбента макропористого катионита в виде частиц с размером 0,3-0,8 мм, обработанного раствором оксихлорида алюминия и, соответственно, содержащего активный компонент в виде иммобилизованных ионов алюминия (RU 2220911, C02F 1/28, 1/44, опубл. 10.01.2004 г.).There is also a method of purifying natural water from fluorine with its content of 2.6-5.0 mg / l using as a sorbent macroporous cation exchange resin in the form of particles with a size of 0.3-0.8 mm, treated with a solution of aluminum oxychloride and, accordingly, containing the active component in the form of immobilized aluminum ions (RU 2220911, C02F 1/28, 1/44, publ. 10.01.2004).
Способ осуществляют путем контактирования потока воды с сорбентом в заполненной им колонне. Содержание алюминия в сорбенте 28,8 мг/см3.The method is carried out by contacting a stream of water with a sorbent in a column filled with it. The aluminum content in the sorbent 28.8 mg / cm 3 .
При контактировании воды с сорбентом ионы фтора иммобилизуются в нем до его насыщения с образованием в качестве продукта обработки композиционного материала в виде частиц катионита с иммобилизованными ими комплексами фтористого алюминия.Upon contact of water with the sorbent, fluorine ions are immobilized in it until it is saturated with the formation of a composite material in the form of cation exchange particles with aluminum fluoride complexes immobilized as a product of processing.
Продукт обработки воды отделяют от водной фазы ее сливом из колонны.The water treatment product is separated from the aqueous phase by discharge from the column.
Для регенерации сорбента его обрабатывают раствором оксихлорида алюминия с последующей промывкой водой. Продукт этой обработки при полной регенерации сорбента - это раствор смеси фтористого алюминия и некоторого количества оксихлорида алюминия. Сведения о судьбе этого продукта в описании не содержатся. Недостатки способа - высокая сложность процессов приготовления сорбента, очистки воды, регенерации сорбента, а также низкая емкость по фтору.To regenerate the sorbent, it is treated with a solution of aluminum oxychloride, followed by washing with water. The product of this treatment with complete regeneration of the sorbent is a solution of a mixture of aluminum fluoride and a certain amount of aluminum oxychloride. Information about the fate of this product is not contained in the description. The disadvantages of the method are the high complexity of the processes of preparing the sorbent, water purification, sorbent regeneration, as well as a low fluorine capacity.
Новыми техническими результатами использования предлагаемого способа являются упрощение процесса обработки воды с извлечением загрязнителей - фтора и/или фосфатов в широком диапазоне их концентраций в воде, а также обеспечение возможности раздельного извлечения из воды фтора и фосфатов.New technical results of using the proposed method are to simplify the process of water treatment with the extraction of pollutants - fluorine and / or phosphates in a wide range of their concentrations in water, as well as providing the possibility of separate extraction of fluorine and phosphates from water.
Указанные результаты достигаются тем, что способ очистки природных или сточных вод от фтора и/или фосфатов включает обработку воды при перемешивании кальцийсодержащим композиционным сорбентом с получением твердых продуктов обработки и очищенной воды, их выведение из воды, при этом сорбент состоит из частиц сульфата кальция, иммобилизованных на фибриллированных целлюлозных волокнах (ФЦВ), содержащих, в мас.%, не менее 95% волокон с длиной не более 1,2 мм и не менее 55% волокон с длиной не более 0,6 мм, в количестве 100-1200 мас.ч. сульфата кальция на 100 мас.ч. волокон, а в качестве твердых продуктов обработки получают композиционный материал, состоящий из указанных волокон и иммобилизованных на них частиц фтористого и/или фосфорнокислого кальция. Возможен вариант, в котором воду обрабатывают в две ступени с извлечением на первой ступени фосфатов и на второй - фтора.These results are achieved in that the method of purification of natural or waste water from fluorine and / or phosphates involves treating water with stirring with a calcium-containing composite sorbent to obtain solid treatment products and purified water, removing them from water, while the sorbent consists of particles of calcium sulfate immobilized on fibrillated cellulose fibers (FCV) containing, in wt.%, at least 95% of fibers with a length of not more than 1.2 mm and not less than 55% of fibers with a length of not more than 0.6 mm, in an amount of 100-1200 wt. hours calcium sulfate per 100 parts by weight fibers, and as solid processing products receive a composite material consisting of these fibers and particles of calcium fluoride and / or calcium phosphate immobilized on them. A variant is possible in which water is treated in two stages with the extraction of phosphates in the first stage and fluorine in the second.
Контактирование сорбента с водой осуществляют их смешиванием с получением дисперсии с концентрацией сорбента 50-300 мг/л. Преобразование сорбента в продукт обработки происходит в результате реакций ионного обмена. Отделение продуктов обработки от водной фазы проводят методом напорной флотации с получением флотошлама без использования вспомогательных веществ, таких как коагулянты, флокулянты, флотоагенты.The sorbent is contacted with water by mixing them to obtain a dispersion with a sorbent concentration of 50-300 mg / L. The conversion of the sorbent to the processing product occurs as a result of ion exchange reactions. Separation of the processed products from the aqueous phase is carried out by pressure flotation with the production of sludge without the use of auxiliary substances, such as coagulants, flocculants, flotation agents.
Для обеспечения возможности раздельного извлечения из воды фтора и фосфатов воду обрабатывают в две ступени с извлечением на первой ступени фосфатов и на второй - фтора. При этом используют две одинаковые установки, последовательно связанные между собой по жидкой фазе.To enable separate extraction of fluorine and phosphates from water, water is treated in two stages with the extraction of phosphates in the first stage and fluorine in the second. In this case, two identical plants are used, successively interconnected in the liquid phase.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В наиболее предпочтительном варианте применения предлагаемого способа очистки воды на промышленной площадке с установкой для очистки предусматривается производство сорбента.The proposed method is as follows. In the most preferred embodiment of the application of the proposed method for water purification at an industrial site with an installation for purification, sorbent production is envisaged.
Очистку воды в одноступенчатом процессе проводят с использованием установки, состоящей из реактора-смесителя, сатуратора, флотатора и фильтр-пресса (или центрифуги).Water purification in a single-stage process is carried out using a plant consisting of a reactor-mixer, saturator, flotator and filter press (or centrifuge).
Сорбент с характеристиками, оптимальными для очистки конкретной воды, готовят в виде дисперсии с его концентрацией 3%.Sorbent with characteristics that are optimal for the purification of a particular water is prepared in the form of a dispersion with its concentration of 3%.
В реактор-смеситель с заданной объемной скоростью подают при перемешивании содержащую фтор и/или фосфаты природную или сточную воду с известной концентрацией указанных компонентов и 50-2000 мг сорбента в расчете на 1 л воды. В результате реакций ионного обмена CaSO4 преобразуется в частицы CaF2 и, например, Са3(PO4)2, обладающие, по сравнению с CaSO4, меньшей растворимостью, которые иммобилизуются на ФЦВ. При этом композиционный сорбент преобразуется в продукт обработки в виде композиционного материала, состоящего из ФЦВ и иммобилизованных на них частиц CaF2 и/или Са3(PO4)2 и, возможно, некоторого остаточного количества частиц CaSO4.Naturally or waste water containing fluorine and / or phosphate containing a known concentration of these components and 50-2000 mg of sorbent per 1 liter of water is fed into the reactor-mixer at a given volumetric rate with stirring. As a result of ion exchange reactions, CaSO 4 is converted into CaF 2 particles and, for example, Ca 3 (PO 4 ) 2 , which, in comparison with CaSO 4 , has a lower solubility, which are immobilized on PCV. In this case, the composite sorbent is converted into a processing product in the form of a composite material consisting of PCV and CaF 2 and / or Ca 3 (PO 4 ) 2 particles immobilized on them and, possibly, some residual amount of CaSO 4 particles.
Далее содержащую этот материал дисперсию направляют в сатуратор, в котором ее насыщают воздухом при его давлении 2-3 атм. Из сатуратора дисперсию направляют в камеру флотатора, в которой взвешенные частицы флотируются к поверхности воды и образуют флотошлам. По мере образования шлама его выводят из камеры переливом или отбирают черпаками и направляют на обезвоживание. Обезвоженный шлам утилизируют.Next, the dispersion containing this material is sent to a saturator, in which it is saturated with air at a pressure of 2-3 atmospheres. From the saturator, the dispersion is sent to the flotator chamber, in which the suspended particles float to the surface of the water and form a flotation sludge. As the sludge is formed, it is taken out of the chamber by overflow or taken out with a scoop and sent for dehydration. Dehydrated sludge is disposed of.
В очищенной воде содержание фтора и фосфатов соответствует пределу растворимости солей CaF2 и Са3(PO4)2. Взвешенные вещества не обнаруживаются.In purified water, the fluorine and phosphate content corresponds to the solubility limit of CaF 2 and Ca 3 (PO 4 ) 2 salts. Suspended substances are not detected.
Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.The following examples illustrate the possibilities of the proposed method.
Пример 1. Очистке подлежит вода, содержащая фтор в количестве 6,8 мг/л. Готовят композиционный сорбент с заданными характеристиками. Это сорбент, состоящий из фибриллированных целлюлозных волокон (ФЦВ), содержащих, в мас.%, не менее 95% волокон с длиной не более 1,2 мм и не менее 55% волокон с длиной не более 0,6 мм, с иммобилизованным активным компонентом (АК) в виде мелкодисперсных частиц CaSO4. Соотношение между АК и ФЦВ в сорбенте, в мас.ч., равно 100:100, что эквивалентно содержанию 500 мг CaSO4 в 1 г сорбента.Example 1. Purification is subject to water containing fluorine in an amount of 6.8 mg / L. A composite sorbent with desired characteristics is prepared. This is a sorbent consisting of fibrillated cellulose fibers (PCV) containing, in wt.%, At least 95% of fibers with a length of not more than 1.2 mm and not less than 55% of fibers with a length of not more than 0.6 mm, with an immobilized active component (AK) in the form of fine particles of CaSO 4 . The ratio between AK and PCV in the sorbent, in parts by weight, is 100: 100, which is equivalent to the content of 500 mg CaSO 4 in 1 g of sorbent.
Воду подают в реактор-смеситель, в который подают также дисперсию сорбента из расчета 50 мг сорбента на 1 л воды, или 25 мг АК на 1 л, емкость которых по фтору равна 6,9775 мг. В реакторе в результате реакции ионного обмена композиционный сорбент преобразуется в продукт в виде частиц композиционного материала в количестве 38,972 мг/л, состоящего из 25 мг/л ФЦВ с указанными выше характеристиками и иммобилизованных ими 13,972 мг/л частиц CaF2. Степень использования АК равна 97,45%.Water is supplied to the mixer reactor, to which the dispersion of the sorbent is also based on the calculation of 50 mg of sorbent per 1 liter of water, or 25 mg of AK per 1 liter, the fluorine capacity of which is 6.9775 mg. In the reactor, as a result of the ion exchange reaction, the composite sorbent is converted into a product in the form of particles of a composite material in an amount of 38.972 mg / l, consisting of 25 mg / l of PCV with the above characteristics and 13.972 mg / l of CaF 2 particles immobilized by them. The degree of use of AK is 97.45%.
Далее дисперсию из реактора-смесителя направляют в сатуратор, в котором ее насыщают воздухом при его повышенном давлении. Из сатуратора дисперсию направляют во флотатор, в камере которого частицы композиционного материала флотируются с образованием флотошлама. Его отбирают, обезвоживают на фильтр-прессе или в центрифуге и утилизируют, например, путем использования в качестве сорбента при извлечении тория из его хлористого раствора с получением композиционного материала, содержащего ThF4.Next, the dispersion from the reactor-mixer is sent to a saturator, in which it is saturated with air at its elevated pressure. From the saturator, the dispersion is sent to a flotator, in the chamber of which particles of the composite material are floated to form a slurry. It is taken out, dehydrated in a filter press or in a centrifuge and disposed of, for example, by using thorium from its chloride solution as an sorbent to obtain a composite material containing ThF 4 .
Очищенная вода содержит фтор в количестве 0,3 мг/л. Взвешенные вещества не обнаруживаются.Purified water contains fluorine in an amount of 0.3 mg / L. Suspended substances are not detected.
Пример 2. В отличие от примера 1, очищают воду от фосфатов, присутствующих в воде, например, в виде солей ортофосфорной кислоты, с их содержанием, в расчете на Р2О5, 15 мг/л. Сорбент расходуют в количестве 88 мг/л воды, или 44 мг АК на 1 л воды, емкость которых но фосфату равна 15.29 мг. В результате ионообменных реакций получают композиционный материал в количестве 76,78 мг/л, состоящий из 44 мг/л ФЦВ, и иммобилизованных ими 32,778 мг/л частиц Са3(PO4)2. Степень использования АК равна 98,1%. Фосфаты и взвешенные вещества в очищенной воде не обнаруживаются.Example 2. In contrast to example 1, water is purified from phosphates present in water, for example, in the form of salts of phosphoric acid, with their content, calculated on P 2 About 5 , 15 mg / L. The sorbent is consumed in an amount of 88 mg / l of water, or 44 mg of AA per 1 l of water, the capacity of which but phosphate is 15.29 mg. As a result of ion-exchange reactions, a composite material is obtained in an amount of 76.78 mg / l, consisting of 44 mg / l of PCV, and 32.778 mg / l of Ca 3 (PO 4 ) 2 particles immobilized by them. The degree of use of AK is 98.1%. Phosphates and suspended solids are not detected in purified water.
Пример 3. В отличие от примера 1, очищают воду, содержащую 29 мг/л фтора и 24 мг/л фосфатов, сорбент берут с соотношением АК:ФЦВ=650:100 (это 866,66 мг АК в 1 г сорбента) и расходуют его в количестве 200 мг/л воды или, в расчете на АК, 173 мг/л. В результате ионообменных реакций образуются 59,58 мг/л CaF2 и 52,44 мг/л Са3(PO4)2, которые иммобилизуются на ФЦВ с образованием 138,5 мг/л композиционного материала - продукта очистки. Коэффициент использования АК 99,8%.Example 3. Unlike example 1, water containing 29 mg / l of fluorine and 24 mg / l of phosphates is purified, the sorbent is taken with the ratio AK: FCV = 650: 100 (this is 866.66 mg AK in 1 g of sorbent) and consumed it in an amount of 200 mg / l of water or, based on AK, 173 mg / l. As a result of ion-exchange reactions, 59.58 mg / L CaF 2 and 52.44 mg / L Ca 3 (PO 4 ) 2 are formed , which are immobilized on the PCV with the formation of 138.5 mg / L composite material - the product of purification. The utilization rate of AK 99.8%.
Пример 4. В отличие от примера 1, очищают воду, содержащую 510 мг/л фтора и 320 мг/л фосфатов, а очистку проводят в 2 ступени. Сорбент берут с соотношением АК:ФЦВ=1200:100 (923,07 мг АК на 1 г сорбента). На первой ступени сорбент расходуют в количестве 1,0 г на 1 л воды. Произведение растворимости (ПР) Са3(PO4)2 на много порядков меньше ПР CaF2, поэтому в реакторе в результате ионообменных реакций с участием CaSO4 образуется только фосфат кальция, при этом CaSO4 расходуется полностью. Образовавшиеся частицы Са3(PO4)2 в количестве 699,26 мг/л иммобилизуются на ФЦВ с образованием композиционного материала в количестве 776,18 мг/л, в котором доля ФЦВ равна 76,92 мг.Example 4. Unlike example 1, water containing 510 mg / l of fluorine and 320 mg / l of phosphates is purified, and purification is carried out in 2 steps. The sorbent is taken with a ratio of AK: FCV = 1200: 100 (923.07 mg of AK per 1 g of sorbent). At the first stage, the sorbent is consumed in an amount of 1.0 g per 1 liter of water. The solubility product (PR) of Ca 3 (PO 4 ) 2 is many orders of magnitude lower than that of CaF 2 ; therefore, only calcium phosphate is formed in the reactor as a result of ion-exchange reactions involving CaSO 4 , while CaSO 4 is completely consumed. The resulting Ca 3 (PO 4 ) 2 particles in an amount of 699.26 mg / L are immobilized on the PCV with the formation of a composite material in the amount of 776.18 mg / L, in which the proportion of the PCV is 76.92 mg.
Дисперсию композиционного материала направляют в сатуратор, затем во флотатор, в котором его отделяют в виде шлама от жидкой фазы, содержащей 510 мг/л фтора. Ее направляют в реактор-смеситель второй ступени обработки.The dispersion of the composite material is sent to a saturator, then to a flotator, in which it is separated in the form of sludge from the liquid phase containing 510 mg / l of fluorine. It is sent to the reactor-mixer of the second processing stage.
На второй ступени сорбент расходуют в количестве 2,0 г на 1 л воды. В реакторе в результате ионообменных реакций CaSO4 преобразуется в CaF2 в количестве 1047,9 мг/л. Коэффициент использования АК равен 98,97%.At the second stage, the sorbent is consumed in an amount of 2.0 g per 1 liter of water. In the reactor, as a result of ion-exchange reactions, CaSO 4 is converted to CaF 2 in an amount of 1047.9 mg / L. The utilization rate of AK is 98.97%.
Частицы CaF2 иммобилизуются на ФЦВ с образованием композиционного материала в количестве 1201,74 мг/л дисперсии. Ее направляют в сатуратор, затем во флотатор.Particles of CaF 2 are immobilized on PCV with the formation of a composite material in the amount of 1201.74 mg / l of dispersion. She is sent to a saturator, then to a flotator.
Вода после обеих ступеней очистки содержит 2867 мг/л Na2SO4. Ее можно использовать в производстве сорбента на основе сульфата кальция.Water after both stages of purification contains 2867 mg / l Na 2 SO 4 . It can be used in the production of sorbent based on calcium sulfate.
При очистке кислой воды, содержащей, например, фтор в виде раствора фтористоводородной кислоты или фосфат в виде раствора ортофосфорной кислоты, воду сначала нейтрализуют гидроксидом натрия с образованием растворов NaF и Na3PO4, а затем обрабатывают ее по предлагаемому способу. При необходимости очищать воду с очень высоким содержанием фтора и/или фосфатов, ее можно перед обработкой разбавить до приемлемого уровня.When cleaning acidic water containing, for example, fluorine in the form of a solution of hydrofluoric acid or phosphate in the form of a solution of phosphoric acid, the water is first neutralized with sodium hydroxide to form solutions of NaF and Na 3 PO 4 , and then it is treated by the proposed method. If necessary, purify water with a very high content of fluorine and / or phosphate; it can be diluted to an acceptable level before treatment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013108723/05A RU2528999C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013108723/05A RU2528999C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013108723A RU2013108723A (en) | 2014-09-10 |
| RU2528999C1 true RU2528999C1 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=51539685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013108723/05A RU2528999C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2528999C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL440957A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-16 | Waciński Witold Przedsiębiorstwo Budowlane Waciński | Method of removing fluoride ions from water contaminated with them, in particular sewage |
| PL440956A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-16 | Waciński Witold Przedsiębiorstwo Budowlane Waciński | Sorbent, in particular for removing aqueous solutions of ions in the form of sparingly soluble salts |
| RU2838080C1 (en) * | 2024-10-18 | 2025-04-10 | Дмитрий Владимирович Мартемьянов | Sorbent for cleaning aqueous media from fluorine |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1673531A1 (en) * | 1989-04-05 | 1991-08-30 | Производственно-техническое предприятие "Уралэнергочермет" | Method of cleaning sewage from phosphates and fluorides |
| RU2220911C1 (en) * | 2002-05-17 | 2004-01-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Water defluorination process |
| US7335623B2 (en) * | 2002-12-11 | 2008-02-26 | Japan Atomic Energy Agency | Method of synthesizing zirconium-loaded fibrous adsorbent materials having phosphoryl groups and removal of objectionable substances using the adsorbents |
| RU2382738C1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-02-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method of purifying waste water from fluorine |
| RU2468997C1 (en) * | 2011-09-06 | 2012-12-10 | Леонид Асхатович Мазитов | Method purifying waste water from aluminium ions |
-
2013
- 2013-02-28 RU RU2013108723/05A patent/RU2528999C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1673531A1 (en) * | 1989-04-05 | 1991-08-30 | Производственно-техническое предприятие "Уралэнергочермет" | Method of cleaning sewage from phosphates and fluorides |
| RU2220911C1 (en) * | 2002-05-17 | 2004-01-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Water defluorination process |
| US7335623B2 (en) * | 2002-12-11 | 2008-02-26 | Japan Atomic Energy Agency | Method of synthesizing zirconium-loaded fibrous adsorbent materials having phosphoryl groups and removal of objectionable substances using the adsorbents |
| RU2382738C1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-02-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method of purifying waste water from fluorine |
| RU2468997C1 (en) * | 2011-09-06 | 2012-12-10 | Леонид Асхатович Мазитов | Method purifying waste water from aluminium ions |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL440957A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-16 | Waciński Witold Przedsiębiorstwo Budowlane Waciński | Method of removing fluoride ions from water contaminated with them, in particular sewage |
| PL440956A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-16 | Waciński Witold Przedsiębiorstwo Budowlane Waciński | Sorbent, in particular for removing aqueous solutions of ions in the form of sparingly soluble salts |
| PL246069B1 (en) * | 2022-04-14 | 2024-11-25 | Wacinski Witold Przed Budowlane Wacinski | Sorbent, especially for removing ions in the form of sparingly soluble salts from aqueous solutions and the method of obtaining the same |
| PL246070B1 (en) * | 2022-04-14 | 2024-11-25 | Wacinski Witold Przed Budowlane Wacinski | Method of removing fluoride ions from water contaminated with them, especially sewage |
| RU2838080C1 (en) * | 2024-10-18 | 2025-04-10 | Дмитрий Владимирович Мартемьянов | Sorbent for cleaning aqueous media from fluorine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013108723A (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105540960B (en) | The processing method and system of limestone/lime-gypsum method flue gas desulfurization waste-water | |
| US8663480B2 (en) | Heavy metal removal from waste streams | |
| CN104355473A (en) | Method for carrying out desalination and zero-discharge processing of power plant desulphurization wastewater by adopting electrodialysis technology | |
| CN107055885B (en) | Desulfurization wastewater recycling system of coal-fired power plant and working method | |
| CN107721037A (en) | A kind of high ammonia nitrogen desulfurization wastewater processing up to standard and reclaiming system and method | |
| CN110937735A (en) | A system and method for recycling desulfurization wastewater from coal-fired power plants | |
| CN107055886B (en) | A kind of depth graded divides salt technique | |
| RU2528999C1 (en) | Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates | |
| Andronov et al. | Colloid-chemical regularities of reagent wastewater treatment of dairies | |
| JP2010075928A (en) | Treatment method and treatment device for fluorine-containing waste water | |
| CN211445352U (en) | Coal fired power plant desulfurization waste water resourceful treatment system | |
| JP3373033B2 (en) | How to remove phosphorus from water | |
| KR20140101589A (en) | System for Purification of Hydrogen Fluoride in Waste Water and Apparatus | |
| JP2007209886A (en) | Fluorine removing agent, and method and apparatus for treating drain containing fluorine using the agent | |
| RU2537313C2 (en) | Method of sorption purification of industrial flow sewage and drinking water from lead (ii) cations on glauconite concentrate | |
| CN104230053A (en) | Method for neutralizing and treating waste water in sulfur-phosphorus-titanium industry chain | |
| CN109179826A (en) | A kind of strong brine processing technology of achievable zero-emission | |
| CS216522B2 (en) | Method of cleaning the waste waters containing dissolved organic impurities | |
| CN103771626B (en) | Reactor for integrally treating deeply-dehydrated sludge water and concentrated and dehydrated sludge water | |
| RU2523465C1 (en) | Method of obtaining calcium sulphate-based sorbent on carrier from cellulose fibres | |
| RU2691052C1 (en) | Method of purifying highly mineralized acid wastewater from a sulphate treatment plant | |
| RU2036844C1 (en) | Method of cleaning sewage water from fluorine | |
| CN113816550A (en) | Method for recycling water washing acid after anodic oxidation chemical polishing | |
| RU2821799C1 (en) | Method of purifying waste water from fluorides | |
| CN105923707B (en) | A vibrating membrane treatment method and device for desulfurization wastewater |