Спосіб отримання гідроксидів заліза

1 Спосіб отримання гідроксидів заліза шляхом підготовки засівного матеріалу, бактеріального окислення заліза (Fe 2+ ) у залізо (Fe3+ ) у ферментері, подальшого переносу частини розчину у реактор, в якому проводять контактування розчину з джерелом металу і відокремлення гідроксидів, який відрізняється тим, що бактеріальне окис лення ведуть до концентрації Fe 90 - 95%, контактування частини розчину ведуть з джерелом металу, яке є сировиною, яка містить мідь до концентрації Fe2+ у розчині 90 - 95% з подальшим осадженням гідроксидів заліза, цементацією МІДІ на джерело заліза до концентрації МІДІ у розчині 0, Винахід відноситься до способу отримання гідроксидів заліза і може бути використаний як мінеральні пігменти, що використовуються для приготування фарб, у паперовій, будівельній та інших галузях промисловості Відомий спосіб отримання пдратованих оксидів заліза, який описаний у патенті України №22458, МКВ5 C01G 49/00, С09С1/24 Спосіб включає підготовку засівного матеріалу бактерій, які окисляють залізо, бактеріальне окислення у аеробних умовах заліза (Fe2+) у залізо (Fe3+) у розчині сульфату заліза (FeSO4) у ферментері Для свого існування бактерії, які окисляють залізо, використовують енергію, що вивільняється у їх клітинах внаслідок окислення сполук заліза (Fe2+), розчинених у воді, яка підкислена сірковою кислотою 4FeSO4 + 2H2SO4 + О2 = 2Fe2(SO4)3 + 2Н2О + енергія Для утворення умов безперервного технологічного процесу окислення заліза (Fe2+) у ферментері у пластмасових ситах розміщують джерело заліза Процес починають при рН розчину 2,2 2,25 і закінчують при рН 2,27 - 2,35 Таким чином, ферментер слугує також і як реактор, у якому, окрім окислення бактеріями, йде реакція утворення ІОНІВ Fe2+, тобто регенерація розчину Осад гідроксидів заліза (Fe + ), який утворився, промивають, висушують та використовують як пігменти Однак у відомому способі процесі вирощуван ня бактерій, регенерація та осадження гідроксидів йдуть у одній ємності, що призводить до накопичування осаду на дні ємності і зменшення робочого об'єму розчину Окрім того, вимоги розвитку популяції бактерій вимагають додержування рН 1,7 2,2, оскільки підвищена кислотність розчину негативно впливає на ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ бактерій, а у процесі рН підвищується до 2,27 - 2,2 Відомий також спосіб отримання гідроксидів заліза згідно патенту України № 454105 МКВ6 С09С1/24 Спосіб включає підготовку засівного матеріалу бактерій, які окислюють залізо, бактеріальне окислення заліза (Fe2+) з розчину сульфату заліза у залізо (Fe3+) до 70 - 90% у ферментері у аеробних умовах Потім з ферментеру виливають 20 - 50% розчину у реактор де проводять контактування розчину з джерелом заліза і витримують там до отримання вмісту заліза (Fe2+) 50 - 90%, після чого розчин з реактора виливають у осаджувач, де протягом 3-8 годин проходить осаджування Далі проводять фільтрування розчину і відфільтровану частину розчину, а саме 75 - 90%, подають у ємність для збору розчину Згущену частину, яка залишилася після фільтрування з осадом гідрооксидів заліза нагрівають до 70 90°С, відокремлюють осад, фільтрат подають у ємність для збору розчину, а розчин, який був зібраний з ємності подають у ферментер Таким чином, спосіб забезпечує можливість для норма 5 -1,0г/л та відокремлення МІДІ 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що сировиною, яка містить мідь, є лом МІДІ, шлаки виробництв, що виплавляють мідь 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що джерелом заліза є відходи виробництв, які містять залізо ю (О 44651 льної ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ бактерій, які окислюють залізо Однак відомий спосіб не є продуктивним, оскільки забезпечує осадження гідроксиду заліза до 100% освітлення фільтрату тільки за 3 - 8 годин Задачею винаходу є створення способу отримання гідроксидів заліза, в якому використовуються такі параметри процесу та його стадії, що забезпечують прискорення процесу осадження гідроксидів заліза і як наслідок цього підвищення продуктивності способу Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання гідроксидів заліза шляхом підготовки засівного матеріалу, бактеріального окис2+ 3+ лення заліза (Fe ) у залізо (Fe ) у ферментері, подальшого переносу частини розчину у реактор, в якому проводять контактування розчину з джерелом металу і відокремлення гідроксидів, згідно з винаходом, бактеріальне окислення ведуть до концентрації Fe3+ 90 - 95%, контактування частини розчину ведуть з джерелом металу, яке є сировиною, що містить мідь до концентрації Fe2+ у розчині 90 - 95% з подальшим осадженням гідроксидів заліза, цементацією МІДІ на джерело заліза до концентрації МІДІ у розчині 0,5 - 1,0г/л та відокремлення МІДІ Можливо, щоб сировиною, яка містить мідь був лом МІДІ, шлаки плавильних мідь виробництв Доцільно, щоб джерелом заліза були відходи виробництв, які містять залізо Спосіб отримання гідроксидів заліза, згідно з винаходом, забезпечує прискорення процесу осадження гідрооксидів заліза Крім того, процес дає можливість отримати разом з гідроксидами заліза цементну мідь, яка також може бути використана у промисловості Спосіб реалізують наступним чином Спочатку доводять рН води, яка містить, наприклад залізо 2+ (Fe ) - 1,2г/л, залізо (Fe3+) - Зг/л, NH4)2SO4 0,5г/л, КН2РО4 - 0,5г/л, до приблизно 1,7 - 2,2 Змішують у ферментері воду та засівний матеріал бактерій, що окислюють залізо Такими бактеріями, які окислюють залізо, можуть бути, наприклад Thiobacilus ferrooxidans або їх штами Засів проводять у співвідношенні засівна культура вода ВІДПОВІДНО 1 10 Змішування проводять, підтримуючи постійними аерацію і температуру середовища у ферментері При досягненні концентрації заліза 3+ (Fe ) 90 - 95% зливають 20 - 30% об'єму води з ферментера у реактор, який заповнений різними металевими відходами, які містять мідь Реактор є ємністю, яка розташована горизонтально і виконана з можливістю обертання з кутовою швидкістю 1 - 2об/хв Після досягнення концентрації Fe2+ 90 - 95% розчин, який має концентрацію МІДІ 15г/лта рН 2,5 - З направляють у осаджувач, де осаджується приблизно 95% гідроксидів Процес осадження гідроксиду заліза у осаджувачі проходить за 2 - З години до освітлення фільтрату 95% Тонкодисперсна (0 - 5мкм) частина гідроксиду заліза, яка залишилася у розчині не впливає на умови продуктивності мікроорганізмів Далі доводять рН фільтрату до 1,5 - 1,8 та на правляють його у цементатор Цементатор є ємністю, яка заповнена відходами заліза, розташована горизонтально і виконана з можливістю обертання з кутовою швидкістю 1 - 2об/хв Процес у 4 цементаторі ведуть до досягнення концентрації МІДІ 0,5 1% Після ЦЬОГО розчин направляють на бактеріальну регенерацію В подальшому спосіб отримання гідроксидів, згідно з винаходом буде розкритий у прикладах Приклад 1 Отримання гідроксидів заліза проводили так, як описано вище Використовували воду, яка міс2+ + тила залізо (Fe ) - 1,2г/л, залізо (Fe ) - Зг/л, NH4)2SO4 - 0,5г/л, КН2РО4 - 0,5г/л та має+рН 1,7 3+ Після досягнення концентрації заліза (Fe ) у ферментері 90%, 30% розчину виливали у реактор, в якому розчин контактує з сировиною, яка містить мідь (лом МІДІ, шлаки плавильних мідь виробництв) Процес у реакторі вели до отримання у розчині концентрації Fe2+ 90% та концентрації МІДІ до 15г/л У осаджувачі осаджувалося 95% гідроксидів за З години У цементаторі знижувалась концентрація МІДІ до 0,5% Розчин сполуки заліза (Fe2+) подавали на бактеріальну регенерацію КІЛЬКІСТЬ гідрооксидів заліза та отриманої у цьому процесі МІДІ наведені у таблицях 1 та 2 Приклад 2 Отримання гідроксидів заліза проводили так, як описано вище Використовували воду, яка має у складі речовини, вказані у прикладі 1 Після досягнення концентрації заліза (Fe3+) у ферментері 92%, 25% розчину виливали у реактор, в якому розчин контактує з сировиною, яка містить мідь (лом МІДІ, шлаки плавильних мідь виробництв) Процес у реакторі вели до отримання у розчині концентрації Fe2+ 92% та концентрації МІДІ до 15г/л У осаджувачі осаджувалося 95% гідроксидів за 2,5 години У цементаторі знижувалась концентрація МІДІ до 1,0г/л Розчин сполуки заліза (Fe2+) подавали на бактеріальну регенерацію КІЛЬКІСТЬ гідрооксидів заліза та отриманої у цьому процесі МІДІ наведені у таблицях 1 та 2 Приклад З Отримання гідроксидів заліза проводили так, як описано вище Використовували воду, яка має у складі речовини, вказані у прикладі 1 Після досягнення концентрації заліза (III) у ферментері 95%, 20% розчину виливали у реактор, в якому розчин контактує з сировиною, яка містить мідь (лом МІДІ, шлаки плавильних мідь виробництв) Процес у реакторі вели до отримання у розчині концентрації Fe2+ 95% та концентрації МІДІ до 15г/л У осаджувачі осаджувалося 95% гідроксидів за З години У цементаторі знижувались концентрація МІДІ до 1,0г/л Розчин сполуки (Fe2+) подавали на бактеріальну регенерацію КІЛЬКІСТЬ гідрооксидів заліза та отриманої у цьому процесі МІДІ наведені у таблицях 1 та 2 44651 Таблиця 1 Продукт FeOOH Fe(OH)3 FeOHSO4 Приклад 1 75% 24% 1% Приклад 2 84% 15% 1% Приклад 3 90% 9% 1% Таблиця 2 Продукт + Си ^ Си (цементна) Приклад 1 10% 90% Приклад 2 7% 93% Вище наведені лише деякі приклади, але можуть бути також ІНШІ варіанти реалізації t винахо Приклад 3 5% 95% ду, які не виходять по суті за обсяг формули винаходу ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90