[go: up one dir, main page]

RU2845781C1 - Method for defluorination of waste water - Google Patents

Method for defluorination of waste water

Info

Publication number
RU2845781C1
RU2845781C1 RU2025104211A RU2025104211A RU2845781C1 RU 2845781 C1 RU2845781 C1 RU 2845781C1 RU 2025104211 A RU2025104211 A RU 2025104211A RU 2025104211 A RU2025104211 A RU 2025104211A RU 2845781 C1 RU2845781 C1 RU 2845781C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste water
calcium
wastewater
fluorine
defluorination
Prior art date
Application number
RU2025104211A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Валерьевич Азопков
Юлия Дмитриевна Пересунько
Евгений Николаевич Кузин
Наталия Евгеньевна Кручинина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева (РХТУ им. Д.И.Менделеева)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева (РХТУ им. Д.И.Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева (РХТУ им. Д.И.Менделеева)
Application granted granted Critical
Publication of RU2845781C1 publication Critical patent/RU2845781C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to defluorination of industrial waste water by precipitation and can be used to treat high-fluorine waste water, production of wet-process phosphoric acid, mineral fertilizer or aluminium metal. Method for defluorination of waste water involves treatment thereof with a calcium-containing reagent until achieving pH 9-11.5 and subsequent separation of the liquid and solid phases by settling. Calcium-containing reagent used is a waste – steel-smelting slag, pre-calcined at temperature 800 °C. Waste water is treated with steel-smelting slag with ratio calcium/fluorine equal to (1.0-2.25):1.
EFFECT: highly efficient method of purifying waste water from fluorides with their initial content of more than 100 g/dm3.
1 cl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области дефторирования промышленных сточных вод, в частности, к способу очистки сточных вод от фторидов, осаждением и может быть использован для очистки высокофтористых сточных вод производства экстракционной фосфорной кислоты, минеральных удобрений или металлического алюминия.The invention relates to the field of defluorination of industrial wastewater, in particular, to a method for purifying wastewater from fluorides by precipitation and can be used to purify highly fluorinated wastewater from the production of extraction phosphoric acid, mineral fertilizers or metallic aluminum.

Известен способ дефторирования сточных вод, включающий обработку сточных вод кальцийсодержащим реагентом, в частности, гидроксидом кальция с последующим введением гидратированного сульфата алююминия, в результате чего образуется нерастворимый кальций-алюминиейвый комплекс, (G.Ei Diwani, Sh.K. Amin, N.K. Attia. Fluoride pollutants removal from industrial wastewater // Bulletin of the National Research Centre. - 2022. - 46(143). - P.1-9. DOI:10.1186/s42269-022-00833-w).A method for wastewater defluoridation is known, which includes treating wastewater with a calcium-containing reagent, in particular, calcium hydroxide, followed by the introduction of hydrated aluminum sulfate, resulting in the formation of an insoluble calcium-aluminum complex (G.Ei Diwani, Sh.K. Amin, N.K. Attia. Fluoride pollutants removal from industrial wastewater // Bulletin of the National Research Centre. - 2022. - 46(143). - P.1-9. DOI:10.1186/s42269-022-00833-w).

Недостатком данного способа являются высокие реагентные затраты гидратированного сульфата алюминия для формирования кальций-алюминиевых комплексов и отсутствие возможности очистки сточных вод с содержанием фторидов более 528 мг/л.The disadvantage of this method is the high reagent costs of hydrated aluminum sulfate for the formation of calcium-aluminum complexes and the lack of the ability to purify wastewater with a fluoride content of more than 528 mg/l.

Известен способ дефторирования сточных вод с применением оксида алюминия и активированного оксида алюминия соляной кислотой при начальном содержании фторид-ионов не более 10 мг/дм3. Процесс дефторирования проводится в гидроциклонах, а алюминийсодержащие реагенты подаются в виде пульпы. При этом показано, что эффективность удаления фторид-ионов составила 49,5 и 80% для оксида алюминия и активированного оксида алюминия соотвествтенно (Gayatree Patra, Priyam Das,S. Chakraborty, B. C. Meikap. Removal of fluoride from wastewater using HCl-treated activated alumina in a ribbed hydrocyclone separator // Journal of Environmental Science and Health, Part A.-2018.-53(7).- P.601-608. DOI:10.1080/10934529.2018.1429728).A method of wastewater defluoridation is known using aluminum oxide and activated aluminum oxide with hydrochloric acid at an initial fluoride ion content of no more than 10 mg/dm3. The defluoridation process is carried out in hydrocyclones, and aluminum-containing reagents are fed in the form of pulp. It was shown that the efficiency of fluoride ion removal was 49.5 and 80% for aluminum oxide and activated aluminum oxide, respectively (Gayatree Patra, Priyam Das, S. Chakraborty, B. C. Meikap. Removal of fluoride from wastewater using HCl-treated activated alumina in a ribbed hydrocyclone separator // Journal of Environmental Science and Health, Part A.-2018.-53(7).- P.601-608. DOI:10.1080/10934529.2018.1429728).

Недостатками данного способа является применение дорогостоящего оксида алюминия в виде пульпы, что в свою очередь не обеспечивает полноты протекания процесса образования фторида алюминия. Как следствие, в образующемся шламе будет присутствовать значительное количество непрореагировавшего оксида алюминия, приводящее к перерасходу реагента.The disadvantages of this method are the use of expensive aluminum oxide in the form of pulp, which in turn does not ensure the completeness of the aluminum fluoride formation process. As a result, the resulting sludge will contain a significant amount of unreacted aluminum oxide, leading to an overconsumption of the reagent.

Известен способ дефторирования сточных вод контактно-сорбционным методом путем их обработки коагулянтами в виде солей алюминия или железа (сульфат, хлорид или оксихлорид, в частности, для алюминия) при дозе не менее 150 мг/л (в пересчете на Al2O3). Затем дозу коагулянта снижают до 20-30 мг/л, позволяя повысить тем самым эффективность дефторирования воды (Красавцева Е.А. Очистка сточных вод ООО «Ловозерский ГОК» от ионов фтора методом химической коагуляции // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. - 2020. - №.17. - С. 297-301).A method of wastewater defluoridation is known using the contact-sorption method by treating it with coagulants in the form of aluminum or iron salts (sulfate, chloride or oxychloride, in particular for aluminum) at a dose of at least 150 mg / l (in terms of Al2O3). Then the coagulant dose is reduced to 20-30 mg / l, thereby increasing the efficiency of water defluoridation (Krasavtseva E.A. Wastewater treatment of Lovozersky GOK LLC from fluorine ions by chemical coagulation // Proceedings of the Fersman Scientific Session of the GI KSC RAS. - 2020. - No. 17. - P. 297-301).

Недостатками данного способа является высокий расход дорогостоящих коагулянтов на основе алюминия или железа, перерасход которых негативно влияет на последующий процесс доочистки, а также необходимость в создании градиента скорости для эффективного смешения сточной воды и реагентов.The disadvantages of this method are the high consumption of expensive coagulants based on aluminum or iron, the overconsumption of which negatively affects the subsequent process of additional treatment, as well as the need to create a velocity gradient for the effective mixing of wastewater and reagents.

Наиболее близким к заявленному способу (прототип) является способ дефторирования сточных вод известковым молоком до достижения рН 9-11 в присутствии сульфата, хлорида кальция или фосфогипса (Патент РФ 2570467 C02F 1/58 Шарипов Т.В., Кнзябуланова Г.С., Дельмухаметова А.И., Шаяхметов Д.И., Мустафин А.Г., Шангараев К.Р. публикация патента 27.10.2015).The closest to the claimed method (prototype) is the method of defluoridation of wastewater with lime milk until pH 9-11 is reached in the presence of sulfate, calcium chloride or phosphogypsum (Patent of the Russian Federation 2570467 C02F 1/58 Sharipov T.V., Knzyabulanova G.S., Delmukhametova A.I., Shayakhmetov D.I., Mustafin A.G., Shangaraev K.R., patent publication 10/27/2015).

Существенным недостатком данного способа является необходимость использования в прототипе дорогостоящих сульфата или хлорида кальция, повышая тем самым реагентные затраты и стоимость процесса очистки, а также вторичное загрязнение воды хлорид, сульфат анионами и соединениями алюминия.A significant disadvantage of this method is the need to use expensive calcium sulfate or chloride in the prototype, thereby increasing reagent costs and the cost of the purification process, as well as secondary contamination of water with chloride, sulfate anions and aluminum compounds.

Задачей данного изобретения является разработка современного высокоэффективного способа очистки сточных вод от фторидов с их начальным содержанием более 100 г/дм3.The objective of this invention is to develop a modern, highly effective method for purifying wastewater from fluorides with an initial content of more than 100 g/ dm3 .

Поставленная задача решается способом дефторирования сточных вод путем обработки их кальцийсодержащим отходом до достижения рН 9-11,5, последующего разделения жидкой и твердой фаз отстаиванием, где происходит процесс седиментации нерастворимой части, при этом в качестве кальцийсодержащего реагента используют отход - сталеплавильный шлак (пыль), предварительно прошедший термическую обработку при температуре 800°C и соотношении кальций:фтор, равным (1,0-2,25):1.The task at hand is solved by defluoridating wastewater by treating it with calcium-containing waste until a pH of 9-11.5 is reached, followed by separating the liquid and solid phases by settling, where the process of sedimentation of the insoluble part occurs, while the waste used as a calcium-containing reagent is steel slag (dust), previously subjected to heat treatment at a temperature of 800°C and a calcium:fluorine ratio of (1.0-2.25):1.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.The essence of the proposed method and the results achieved can be more clearly illustrated by the following examples.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным шлаком предварительно термически обработанном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 1:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 9,0. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,055 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning unit of the aluminum metal production process with a fluoride ion content of: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking slag preliminarily heat-treated at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 1:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 9.0 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.055 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным отходом предварительно прокаленном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 1,25:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 9,5. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,050 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning plant in the process of producing metallic aluminum with a fluoride ion content of: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking waste pre-calcined at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 1.25:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 9.5 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.050 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным отходом предварительно прокаленном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 1,5:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 10,0. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,045 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning plant for the production of metallic aluminum containing fluoride ions: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking waste pre-calcined at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 1.5:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 10.0 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.045 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным отходом предварительно прокаленном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 1,75:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 10,5. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,040 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning plant for the production of metallic aluminum with a fluoride ion content of: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking waste pre-calcined at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 1.75:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 10.5 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.040 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

ПРИМЕР 5EXAMPLE 5

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным отходом предварительно прокаленном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 1,0:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 11,0. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,035 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning plant in the process of producing metallic aluminum with a fluoride ion content of: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking waste pre-calcined at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 1.0:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 11.0 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.035 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

ПРИМЕР 6EXAMPLE 6

Фторсодержащие сточные воды установки газоочистки процесса производства металлического алюминия с содержанием фторид-ионов: F- - 115 г/л; рН < 1 обрабатывают сталеплавильным отходом предварительно прокаленном при температуре 800°C и соотношении Ca:F = 2,25:1, процесс ведут в течение 10 минут до достижения рН 11,5. Остаточное содержание фторид-ионов составляет 0,030 г/дм3 (эффективность очистки 99,95 %).Fluorine-containing wastewater from a gas cleaning plant in the process of producing metallic aluminum with a fluoride ion content of: F - - 115 g/l; pH < 1 is treated with steelmaking waste pre-calcined at a temperature of 800°C and a ratio of Ca:F = 2.25:1, the process is carried out for 10 minutes until a pH of 11.5 is achieved. The residual content of fluoride ions is 0.030 g/ dm3 (purification efficiency 99.95%).

Из представленных примеров видно, что применение в качестве кальцийсодержащего реагента сталеплавильного отхода, позволяет существенно снизить реагентные затраты на процесс очистки. Применение сталеплавильного отхода позволяет сократить вторичное загрязнение воды фторид- и сульфат-анионами. Ко всему прочему, достоинством предлагаемого способа является высокая эффективность очистки высокофтористых сточных вод (> 99,99 %), благодаря которой остаточное содержание фторид-ионов составляет от 0,055 г/дм3 до 0,030 г/дм3.The presented examples show that the use of steel-smelting waste as a calcium-containing reagent allows for a significant reduction in reagent costs for the cleaning process. The use of steel-smelting waste allows for a reduction in secondary water pollution with fluoride and sulfate anions. In addition, the advantage of the proposed method is the high efficiency of cleaning high-fluoride wastewater (> 99.99%), due to which the residual content of fluoride ions ranges from 0.055 g/dm 3 to 0.030 g/dm 3 .

Claims (1)

Способ дефторирования сточных вод, заключающийся в том, что фторсодержащие сточные воды обрабатывают кальцийсодержащим отходом до достижения рН 9-11,5 с последующим разделением жидкой и твердой фаз отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего реагента используют прокаленный при температуре 800°С сталеплавильный шлак, и сточные воды обрабатывают при соотношении кальций/фтор, равном (1,0-2,25):1.A method for defluoridating wastewater, which consists in treating fluorine-containing wastewater with calcium-containing waste until a pH of 9-11.5 is reached, followed by separation of the liquid and solid phases by settling, characterized in that the calcium-containing reagent used is steel slag calcined at a temperature of 800°C, and the wastewater is treated at a calcium/fluorine ratio of (1.0-2.25):1.
RU2025104211A 2025-02-25 Method for defluorination of waste water RU2845781C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2845781C1 true RU2845781C1 (en) 2025-08-25

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1096236A1 (en) * 1982-09-02 1984-06-07 Череповецкое производственное объединение "Аммофос" Method for purifying waste liquors contaning fluorides and ammonia
JPS59120285A (en) * 1982-12-27 1984-07-11 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of waste water containing fluorine component
CN101475250A (en) * 2008-01-04 2009-07-08 宝山钢铁股份有限公司 Method for removing fluorine in wastewater
RU2570467C2 (en) * 2014-04-16 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Method of purifying waste water from fluorine
RU2829870C1 (en) * 2023-12-26 2024-11-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of purifying waste water from fluorides

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1096236A1 (en) * 1982-09-02 1984-06-07 Череповецкое производственное объединение "Аммофос" Method for purifying waste liquors contaning fluorides and ammonia
JPS59120285A (en) * 1982-12-27 1984-07-11 Nippon Kokan Kk <Nkk> Treatment of waste water containing fluorine component
CN101475250A (en) * 2008-01-04 2009-07-08 宝山钢铁股份有限公司 Method for removing fluorine in wastewater
RU2570467C2 (en) * 2014-04-16 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Method of purifying waste water from fluorine
RU2829870C1 (en) * 2023-12-26 2024-11-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of purifying waste water from fluorides

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111547804B (en) Composite defluorinating agent for industrial wastewater, preparation method and method for defluorinating industrial wastewater
KR20170138561A (en) How to collect magnesium-containing smelting wastewater
AU2019326527B2 (en) Methods and systems for treating phosphogypsum-containing water
RU2034795C1 (en) Method of extraction of phosphate and organophosphate from sewage
RU2845781C1 (en) Method for defluorination of waste water
RU2071451C1 (en) Method for purification of acid sewage against sulfate ions
RU2141456C1 (en) Method of treatment of sewage waters of titanium-magnesium production
RU2131849C1 (en) Method of preparing coagulation-flocculation reagent and water treatment process
Sollo Jr et al. Fluoride removal from potable water supplies
KR102099426B1 (en) Method for treating industrial wastewaters
JP5848119B2 (en) Treatment method for fluorine-containing wastewater
RU2195434C2 (en) Coagulant for cleaning natural and waste water, method of production and use of such coagulant
RU2250877C1 (en) Method of natural and industrial wastewater purification
RU2559489C1 (en) Method of purifying sewages from sulphate-ions
RU2821799C1 (en) Method of purifying waste water from fluorides
KR20150103939A (en) A inorganic coagulant of fluoride ion in water treatment and the preparation method thereof
RU2691052C1 (en) Method of purifying highly mineralized acid wastewater from a sulphate treatment plant
RU2528999C1 (en) Method of purifying natural or waste water from fluorine and/or phosphates
KR100860971B1 (en) Recovery of iron compounds from acidic wastewater containing iron ions
RU94026839A (en) Process for purification of alkalized waste water, inorganic coagulator for waste water purification, and method of preparation thereof
CN100431979C (en) Comprehensive process of treating alkaline waste water from alumina plant and domestic sewage
Kurniawan et al. The Effect of pH Variations and Aluminum Sulfate Coagulant Dosage on Reducing Turbidity in Salupangkang Tua River Water
JP4233782B2 (en) How to remove phosphorus from brewery wastewater
RU2176621C1 (en) Method of treatment of sulfuric acid sewage waters of vanadium production
KR101264596B1 (en) Method for removing fluorine from waste water by using blast furnace slag