Спосіб одержання залізовмісного коагулянту

Реферат: UA 77256 U UA 77256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способу отримання залізовмісного коагулянту з відпрацьованих кислих (солянокислих і сірчанокислих) як висококонцентрованих травильних, так і малоконцентрованих розчинів промивних і стічних вод, який може бути застосований в металургійній, хімічній промисловості, промислової екології, в процесах водоочищення з використанням коагулянтів, при очищенні викидів, що містять оксиди азоту, а також при утилізації кислих розчинів, що містять Fe(II). Відомо спосіб отримання коагулянту хлориду заліза взаємодією залізної стружки з хлорною водою [Кульский, Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды [Текст]/ Л.А. Кульский. – К.: Наукова Думка, 1980. - 150 с]. В результаті отримують розчин тривалентного хлориду заліза. До недоліків відомого способу слід віднести низьку швидкість отримання коагулянту, використання високотоксичного реагенту хлору, для реалізації технології потрібне спеціальне складне устаткування. Відомо спосіб отримання розчину коагулянту хлориду заліза шляхом анодного розчинення металевого заліза (сталі й чавуну), де як електроліт використовують розчин хлориду натрію [Запольский, А.К. Баран, А.Л. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды [Текст]/А.К. Запольский, А.Л. Баран. – Л.: Химия, 1987. - 140 с]. При щільності струму 0,5 А/см розчинення чавунних анодів протікає з переважним утворенням іонів тривалентного заліза. Концентрація хлорного заліза в кінцевому продукті 15,8 г/л, хлористого заліза 2,9 г/л. До недоліків способу слід віднести: технологія незручна при реалізації, а саме, шлам гідроокису заліза, що утворюється в процесі реакції, заповнює міжелектродний простір, перешкоджає нормальному проходженню стоків, для нормальної роботи очисних споруд потрібно часта (щодобова) чистка електродів, що само по собі є трудомісткою операцією. Відомо спосіб утилізації кислих залізовмісних розчинів окисленням заліза(ІІ) в залізо(ІІІ) гіпохлоритом натрію [Пат. 2424195 Ru, МПК C01G C02F С22В. Способ получения железосодержащего коагулянта[Текст]/ Винникова О.С., Лукашов СВ., Пашаян А.А; - № 95116571/25; заявл. 15.01.10; опубл. 20.07.11.]. При цьому концентровані розчини коагулянту отримують окисленням відпрацьованих травильних розчинів, що містять сульфати і хлориди заліза(ІІ). Отриману суспензію обробляють мінеральною кислотою до розчинення осаду. Процес окислення здійснюють при кімнатній температурі. Недоліком цього способу є висока вартість гіпохлориду натрію, неможливість тривалого його зберігання, а також забруднення коагулянту іонами СГ, в разі цільового отримання коагулянту Fe2(SO4)3. Відомо спосіб, в якому розчин готують з сульфату заліза(ІІ), сірчаної кислоти і води з подальшим окисленням до розчину сульфату заліза(Ш), використовуючи азотну кислоту, кисень або перекис водню [Pat. 4707349 USA, U.S. Class 423/146. Process of preparing a preferred ferric sulfate solution, and product/B. Norman- Publ. 17.10.87.]. Недоліком цього способу є низька концентрація заліза в розчинах сульфату заліза(ІІІ), висока вартість перекису водню, низька швидкість окислення заліза(ІІ) на першому етапі. Найбільш близьким за технічною суттю і досягаємому ефекту до заявлюваної корисної моделі є спосіб отримання залізовмісного коагулянту, що включає обробку розчинів, що містять залізо(ІІ), кисневмісним газом в присутності активованого вугілля або комплексоутворюючих іонітів при підтримці значення рН розчину, що відповідає початку осадження гідроокису заліза(ІІІ) з розчину з концентрацією іонів заліза(ІІІ), еквівалентної сумарної концентрації іонів заліза(ІІ) і заліза(ІІІ) у вихідних розчинах [Пат. 2095439 Ru, МПК С22ВЗ/20. Способ окисления ионов железа(ІІ) в кислых растворах/ Гуров В.А.; Иванов B.C.; - № 96116973/02; заявл. 03.09.96; опубл. 10.11.97.]. Недоліком найближчого аналога є повільне протікання процесу окислення заліза(ІІ), що створює труднощі в організації технологічного процесу. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення швидкості процесу окиснення заліза(ІІ), одночасна утилізація кислих залізовмісних розчинів і оксидів азоту, що містяться в газових викидах. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі отримання залізовмісного коагулянту, що включає окислювання заліза(ІІ) кисневмісним газом в присутності каталізатора, згідно з корисною моделлю; як каталізатор використовують оксиди азоту, при цьому кисневмісний газ і оксиди азоту подають одночасно. Запропонований спосіб дозволяє повністю залучати до циклу утилізації всі види залізовмісних відпрацьованих травильних розчинів, а також гази, що містять оксиди азоту, з цільовим використанням окислених розчинів як коагулянтів в процесах водоочищення або у як окисників в розчинах вилуговування в гідрометалургії. Суть корисної моделі полягає в тому, що нітрозні гази, які надходять з кисневмісним газом, або оксиди азоту, що утворюються безпосередньо при взаємодії азотистої або азотної кислоти 1 UA 77256 U 5 10 15 20 з іонами Fe(II) у реакційному середовищі, спочатку контактують з вихідним відпрацьованим 2+ травильним розчином, поглинаються цим розчином з утворенням комплексу Fe(NO) та в апараті окислення прискорюють окиснення Fe(II) киснем. Прискорення окислення Fe(II) в Fe(III) відбувається за рахунок швидкого окиснення оксиду 2+ азоту(ІІ) комплексу Fe(NO) як в газовій, так і в рідкій фазі до азотистої кислоти і оксидів азоту(ІІІ) та (IV), останні швидко окислюють іони Fe(II) до Fe(III) з регенерацією каталізатора NO. Наводимо приклад конкретного виконання пропонованої корисної моделі. Приклад. Через циліндричну ємність діаметром 60 мм висотою 2000 мм заповнену вихідним розчином солі заліза(ІІ) до рівня 1500 мм через поруватий диспергатор одночасно пропускають повітря з оксидами азоту з витратою 140л/год. Вихідний склад розчину: концентрація FeSO 4 1М, H2SO4 1М, концентрація оксиду азоту(ІІ) 0,01Μ, температура 25 °С. Результати дослідів показали, що завдяки високій окисної активності азотистої кислоти, що утворюється внаслідок окислення оксидів азоту киснем залізо(ІІ) за годину окислюється на 20 %. Таким чином, в присутності оксидів азоту окиснення заліза(ІІ) киснем повітря протікає з більшою швидкістю, і в разі реалізації безперервного процесу залізо(ІІ) може бути окиснене на 99,9% за 6 год. Запропонована корисна модель може бути використана в металургійній, хімічній промисловості, промисловій екології, в процесах водоочищення з використанням коагулянтів, при очищенні викидів, що містять оксиди азоту, а також при утилізації кислих розчинів, що містять Fe(II). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб отримання залізовмісного коагулянту, що включає окислювання заліза (II) кисневмісним газом в присутності каталізатора, який відрізняється тим, що як каталізатор використовують оксиди азоту, при цьому кисневмісний газ і оксиди азоту подають одночасно. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2