Spôsob spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadného moridla

Číslo patentu: 280267

Dátum: 08.10.1999

Autori: Prior Adalbert, Ritter Franz

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob sa uskutočňuje extrakciou z kvapaliny do kvapaliny s organickými ionexmi, pričom z roztokov, ktoré obsahujú tiež zinok, sa v prvom extrakčnom stupni spoločne extrahuje obsah železa a zinku. Takto získaný prvý organický extrakt s obsahom železitých (Fe3+), železnatých (Fe2+) a zinočnatých (Zn2+) iónov sa použije na opakovanú extrakciu ďalšieho množstva roztoku, pri ktorej sa vymení obsah železnatých (Fe2+) iónov prvého extraktu za obsah zinočnatých iónov (Zn2+) ďalšieho roztoku a z druhého organického extraktu sa oddelí obsah zinočnatých iónov (Zn2+) stripovaním extrakčnou kyselinou. Opakovaná extrakcia sa uskutočňuje pri hodnote pH, ktorá je odlišná od hodnoty pH prvej extrakcie.

Text

Pozerať všetko

(19) Číslo prihlášky 556-90 Dátum podania 06.02.90 (13) DW mlwmemuľ B Číslo prioritnej prihlášky A 231/89 (51) 1 C 60 Dátum priority 06.02.89 C 239 1/36 C OIG 9/00 Krajina priority AT. Dátum zverejnenia 08.10.99 URAD Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 08.10.99 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT,(73) Majiteľ patentu Prior Engineering AG, Zürich, CH(72) Pôvodca vynálezu Prior Adalbert, Dr., Götzis, AT Ritter Franz, Dipl. Chem., Hagen, DE(54) Názov vynálezu Spôsob spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadového morídlaSpôsob sa uskutočňuje extrakciou z kvapaliny do kvapaliny s organickými ionexmi, pričom z roztokov, ktoré obsahujú tiež zinok, sa V prvom extrakčnom stupni spoločne extrahuje obsah železa a zinku. Takto získaný prvý organícký extrakt s obsahom železitých (FeH),železnatých (Fezl) a zinočnatých (Znzl) iónov sa použije na opakovanú extrakciu ďalšieho množstva roztoku, pri ktorej sa vymení obsah železnatých (Fe 2) iónov prvého extraktu za obsah zinočnatých iónov (Znzl) ďalšieho roztoku a z druhého organickćho extraktu sa oddeli obsah zinočnatých iónov (Znzl) stripovaním extrakčnou kyselinou. Opakované extrakcia sa uskutočňuje pri hodnote pH, ktorá je odlišná od hodnoty pH prvej extrakcie.Vynález sa týka spôsobu spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadového moridla tým, že sa na kvapalinu alebo extrakčnú kvapalinu pôsobí organickými iónomeničmi.Z európskeho patentového spisu EP 0 058 148 je známy taký spôsob spracovania vypotrebovaných roztokov,obsahujúcich ióny železa, z materiálov alebo z rúd obsahujúcich kov tým, že sa pôsobí na kvapalinu alebo extrakčnú kvapalinu. Tento spôsob je zameraný na spätné získavanie anorganických kyselín bez obsahu iónov kovov, kde pritom najprv sa uskutočňuje uvoľnenie anorganických kyselín, na ktoré sú viazané ióny železa, pomocou kvapalných katiónmeničov nerozpustných vo vode (napríklad kyslých esterov kyseliny fosforečnej, ako je dietylhexylfosfát alebo dibutylfosfát), ktoré viažu ióny železa. Potom sa voľné kyseliny extrahujú prídavkom organickej látky schopnej tvoriť adukty (TBP, DBBP, TOP, TOPO) z vodného roztoku a nakoniec sa tieto adukty znova štiepia za súčasného získavania čistých kyselín.Z US-A-4 582 691 je znamy spôsob spracovania kyslých roztokov s obsahom kovov, napríklad Fe, Zu, F e,Cuz alebo Ni tým, že sa pôsobí na kvapalinu alebo extrakčnú kvapalinu organickými íonexmi. Týmto spôsobom sa priebežne extrahuje najskôr zložka Fe pri najnižšej hodnote pH a potom sa vo vopred určenom poradí extrahujú ďalšie zložky pri vzrastajúcej hodnote pH.Takéto roztoky sa vyskytujú v priemyselnom meradle,a vynález si kladie za cieľ nájsť taký spôsob, ktorým by sa tieto roztoky mohli spracovávať s prihliadnutím na obsah zinku. Táto úloha je riešená spôsobom spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadového moridla, extrakciou z kvapaliny do kvapaliny s organickými íonexmi, pričom z roztokov, ktoré obsahujú tiež zinok,sa v prvom extrakčnom stupni spoločne extrahuje obsah železa a zinku, ktorého podstata spočíva V tom, že takto získaný prvý organický extrakt s obsahom železitých, železnatých a zinočnatých iónov (Fe 3 l, Fe a Znzl) sa použije na opakovanú extrakciu ďalšieho množstva roztoku, pri ktorej sa vymení obsah železnatých iónov (Feh) prvého extraktu za obsah zinočnatých iónov (Znv) ďalšieho roztoku a z druhého organického extraktu sa oddelí obsah zinočnatých iónov (Znw) stripovaním extrakčnou kyselinou.Opakované extrakcia sa uskutočňuje najmä pri hodnote pH, ktorá je odlišná od hodnoty pH prvej extrakcie.Druhý organický extrakt sa stripuje najmä kyslinou sírovou, čím sa získa roztok síranu zinočnatého.Druhý organický extrakt sa po odstránení obsahu zinočnatých iónov (Znh) opakovane stripuje extrakčnou kyselinou na oddelenie obsahu železitých iónov (Fe 3 l), pričom opakované stripovanie sa uskutočňuje kyselinou chlorovodikovou.Ked majú kyslé roztoky vysoký obsah voľnej kyseliny,je výhodné, ak sa pred prvým extrakčným stupňom roztoky podrobia difúznej dialýze na zníženie obsahu extrakčnej kyseliny.Prehľad obrázkov na výkreseVynález je lepšie objasnený podľa priloženého obrázka,na ktorom je znázomená bloková schéma zariadenia na uskutočnenie spôsobu podľa vynalezu.Opotrebovaný roztok moridla kyseliny chlorovodíkovej s obsahom železa a zinku sa zo zásobnej nádrže 1 privádza dopravným čerpadlom 2 cez filter 3 (napríklad filter s aktívnym uhlím) do dialyzačnej jednotky 4, v ktorej sa roztok dialyzuje pomocou vody prívádzanej vodným potrubím 5 na zníženie obsahu voľnej kyseliny. Potom sa ochudobnený roztok so zníženým obsahom kyseliny privádza cez zásobník 6 naplnený železným šrotom, slúžiacim predovšetkým na redukciu železitých iónov (Fe 3 l) na ióny železnaté (F en) do prvého extrakčnćho stupňa A, ktorý pozostáva zo zmiešavacieho čerpadla I, pevnej miešačky II a usadzovača III,pričom medzi pevnú miešačku II a usadzovač III HlôŽČ byť zaradený ďalší neznázornený koalescenčný prístroj. Pred vstupom do zmiešavacieho čerpadla I sa z nádrže 7 alkalického lúhu dávkovacím potrubím 8 dávkuje roztok hydroxidu alkalického kovu, aby sa nastavila hodnota pH alebo rozmedzie hodnôt pH na úroveň požadovanú pre extrakciu. Dávkovanie sa uskutočňuje najmä ako funkcia hodnoty pH snímanej za zmiešavacím čerpadlem I. Do zmiešavacieho čerpadla I sa pridáva roztok fázy organického extrakčnćho činidla nemiešateľného s vodou zo zásobnej nádržky 9 extrakčného činidla dávkovacím potrubím 10. Tento roztok je vytvorený známym spôsobom z organického katiónmeniča v organickom rozpúšťadle. Ako katiónmenič sa môžu používať napríklad organické zlúčeniny fosforu, rovnako ako zmesi špeciálnych ionexov na báze kovu. Ako rozpúšťadlo sa môže použiť napríklad petrolej.Fáza extrakčného činidla môže ďalej obsahovať okrem iného rozpúšťadlá a stabilizátory, napríklad izodekanol a ine alkoholy s dlhým reťazcom. Rozmedzie koncentrácie katiónmeniča vo fáze extrakčného činidla je najmä l až 50 objemových.V prvom extrakčnom stupni A, ktorý môže byť tvorený tiež väčším počtom stupňov, napríklad pri vysokých koncentráciách kovov, sa upraví pomer roztoku a fázy extrakčného činidla tak, že sa dosiahne zodpovedajúce ochudobnenie roztoku znížením obsahu železa a zinku v roztoku, a tiež zodpovedajúce obohatenie fázy extrakčného činidla. Roztok privádzaný do zmiešavacieho čerpadla I sa môže prípadne zriediť už ochudobneným roztokom.Z usadzovača III sa ďalej odvádza fáza extrakčného činidla obsahujúca železnate (Fezl), železité (Fey) a zinočnate (Znh) ióny spojovacím potrubím 12 pomocou zmiešavacieho čerpadla do druhého extrakčného stupňa B, ktorý je vytvorený podobne ako prvý extrakčný stupeň A.Do zmiešavacieho čerpadla a druhého extrakčného stupňa B sa ďalej dávkuje odtokovým potrubím 13 čerstvý roztok, ku ktorému sa môže ďalej pridávať (nie je znázornené) roztok hydroxidu alkalického kovu na nastavenie požadovanej hodnoty pH, resp. rozsahu hodnôt pH, ako V prvom extrakčnom stupni.V druhom extrakčnom stupni B sa hodnota pH nastavuje tak, abyjednak obsiahnuté zinočnate ióny (ZnZÚ prešli z roztoku do fázy extrakčnćho činidla, a aby železnaté ióny(Fezl) prešli z fázy extrakčného činidla do vodného roztoku. Z usadzovača v druhom extrakčnom stupni B sa odvádzacím potrubím 14 odvádza vodný roztok chloridu želez SK 280267 B 6natého, ktorý sa ďalej môže použiť napríklad ako anorganický flokulačný prostriedok.Z usadzovača v druhom extrakčnom stupni B sa ďalej spojovacím potrubím 15 odvádza fáza extrakčného činidla,ktorá obsahuje len železite (Feh) a zinočnatć (Znzl) ióny a pomocou zmiešavacieho čerpadla sa privádza do tretieho extrakčného stupňa C, ktorý je vytvorený ako prvý extrakčný stupeň A a druhý extrzňçčný stupeň B. V treťom extrakčnom stupni C sa fáza extrakčnćho činidla premýva vodou zbavenou chlóru, privádzanou vodným potrubím 5 a 16. Premývacia voda sa z usadzovača tretieho stupňa odvádza odvádzacím potrubím 17 a premytá fáza extrakčnćho činidla sa spojovacim potrubím 18 privádza pomocou zmiešavacieho čerpadla do štvrtého stupňa D, ktorý je vytvorený ako prvý extrakčný stupeň A druhý extrakčný stupeň B a tretí extrakčný stupeň C. Vo štvrtom extrakčnom stupni D sa stripuje fáza extrakčněho činidla kyselinou sírovou, ktorá sa privádza zo zásobnej nádrže 19 kyseliny sírovej prívodným potrubím 20. Používa sa kyselina sírová najmä s koncentráciou približne 20 až 30 hmotn. Teplota vo štvrtom extrakčnom stupni D môže byť vyššia ako teplota miestnosti, a môže byť až 60 °C.Z usadzovača štvrtého extrakčného stupňa D sa odvádzacím potrubím 21 odvádza roztok síranu zinočnatćho,ktorý má akosť vhodnú pre obchodnú činnosť. Fáza extrakčného činidla, ktorá teraz obsahuje iba železité ióny (Fey),sa premiestňuje prevádzacím potrubím 22, prípadne po ďalšom premývaní vodou, na odstránenie síranových iónov späť do zásobnej nádržky 9 extrakčného činídla.Aby sa z fázy extrakčného činidla tiež odstránili železitć ióny (Feh), je zaradený piaty extrakčný stupeň E, ktorý je vytvorený ako prvý až štvrtý extrakčný stupeň A až D, a ktorýje zásobovaný jednak extrakčným činidlom zo zásobnej nádržky 9 extrakčného činidla zásobným potrubím 23, a jednak kyselinou chlorovodíkovou zo zásobnej nádržky 24 kyseliny chlorovodíkovej zásobným potrubím 25. Koncentrácia kyseliny chlorovodíkovej by mala byť aspoň 6 N, aby sa stripovanim odstránili železitć ióny (Fe 3 i). Z usadzovača piateho extrakčnćho stupňa E sa odvádzacím potrubím 26 odvádza roztok chloridu železitćho a stripovaná fáza extrakčnćho činidla sa vedie spätným potrubím 27 do zásobnej nádržky 9 extrakčného činidla, Kyselina chlorovodíková, ktorá je v dialyzačnej jednotke 4, sa privádza prevádzacím potrubím 28 do zmiešavacieho zásobníka 29, kde sa spoločne s kyselinou chlorovodíkovou, privádzanou prevádzacím potrubím 30 zo zásobnej nádrže 24 kyseliny chlorovodíkovej, mieša na vytvorenie zmesi kyselín, ktorá sa odvádza odvádzaeím potrubím 31 do cistemy 32 a používa sa napríklad ako moridlo koVOV.Znázomenć a opísanć zariadenie ponúka možnosť úplného a priebežného spracovania kyslého roztoku obsahujúceho železo a zinok. Pritom sa dosiahnu nasledujúce prakticke výsledky Použije sa odpadový roztok moridla, číry po Íiltrácii, obsahujúci 56 g Zn/liter, 85 g Fe/liter a 4 hmotn. kyseliny chlorovodíkovej. 100 litrov tohto roztoku sa privedie do prvého extrakčněho stupňa A. Hodnota jeho pH sa upraví na pH 5 pomocou roztoku 20 hmotn. hydroxidu sodnćho a extrahuje sa 1 000 litrami roztoku 20 obj. di-Z-etyl-hexylfosfátu (Hortarex PA 216) v petroleji. Vodný roztok odvádzaný z usadzovača III prvého extrakčného stupňa A má zvyškový obsah asi 20 ppm Zn a asi 760 ppm Fe. Pri hodnote pH 4 tieto hodnoty predstavujú asi 580 ppm Zn a asi 1430 ppm Fe. Prvý extrakt získaný V prvom extrakčnom stupni A má obsah asi 14 g kovov na liter,z toho 0,42 g železitých iónov (Fey) na liter.Prvý organieký extrakt sa spoločne so 170 litrami odpadového roztoku moridla privádza do druhého extrakčného stupňa B a extrahuje sa pri hodnote pH 1,4. Roztok chloridu železnatćho odvádzaný z usadzovača druhého extrakčného stupňa B obsahuje 137,4 g Fe/liter a 0,6 g Zn/liter.Druhý organický extrakt sa premýva v treťom extrakčnom stupni C pomocou 300 litrov vody, ktorá bola okyslená kyselinou sírovou na hodnotu pH 1,4, pričom vodná fáza cirkuluje.Následne sa premytý druhý extrakt stripuje vo štvrtom extrakčnom stupni D pomocou 120 litrov roztoku 25 hmotn. kyseliny sírovej, pričom vodný stripovací roztok opäť cirkuluje. Z usadzovača štvrtého extrakčného stupňa D sa odvádza roztok síranu zínočnatćho s obsahom 124,5 g Zn/liter a 5 ppm Fe.Vynález nie je obmedzený len na znázomenć a opísané uskutočnenia. Môže sa napríklad použiť ľubovoľné extrakčné zariadenie (napríklad kolóna). Okrem toho sa tiež môže postupovať bez dialyzačnej jednotky a bez zásobníka naplneného železným šrotom. Môže sa tiež meniť koncentrácia získaného roztoku síranu zinočnatého, ktorá však vo výhodnom uskutočnení predstavuje 100 až 200 g Zn/liter,rovnako ako prevádzkové parametre jednotlivých stupňov,v závislosti od použitého extrakčného čínidla.Okrem toho každý extrakčný stupeň, ktorý môže byť jednostupňový alebo dvojstupňový, môže byť navzäom nezávisle vybavený na dávkovanie kyseliny, roztoku hydroxidu, čerstvého extrakčnćho činídla a špeciálnych pomocných látok.1. Spôsob spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadového moridla, extrakciou z kvapaliny do kvapaliny s organickými ionexmi, pričom z roztokov, ktoré obsahujú tiež zinok, sa v prvom extrakčnom stupni spoločne extrahuje obsah železa a zinku,vyznačujúci sa tým, žetaktozískanýprvý organický extrakt s obsahom železitých, železnatých a zinočnatých iónov (Fe 3 l, Fe a Znll) sa použije na opakovanú extrakciu ďalšieho množstva roztoku, pri ktorej sa vymení obsah železnatých iónov (Fezl) prvého extraktu za obsah zinočnatých iónov (Zny) ďalšieho roztoku a z druhćho organického extraktu sa oddelí obsah zinočnatých iónov (Znzl) stripovanim extrakčnou kyselinou.2, Spôsob podľanároku l, vyznačuj úci sa t ý m , že opakovaná extrakcia sa uskutočňuje pri hodnote pH, ktorá je odlišná od hodnoty pH prvej extrakcie.3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že druhý organický extrakt sa stxipuje kyslinou sírovou.4.Spôsobpodľanárokov 1 až 3,vyznačujúc i s a t ý m , že druhy organický extrakt sa po odstránení obsahu zinočnatých iónov (Znh) opakovane stripuje extrakčnou kyselinou na oddelenie obsahu železitých iónov.5. Spôsob podľanároku 4, vyznačuj úci sa t ý m , že opakovane stripovanie sa uskutočňuje kyselinou chlorovodíkovou.6. Spôsobpodľanárokov l až 5,vyz n a č uj ú ci s a t ý m , že pred prvým extrakčným stupňom sa roztoky podrobia difúznej dialýze na zníženie obsahu extrakčnej kyseliny.

MPK / Značky

MPK: C23G 1/36, C01G 9/00

Značky: kyslých, obsahom, moridla, spracovania, roztokov, najmä, odpadného, železa, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-280267-sposob-spracovania-kyslych-roztokov-s-obsahom-zeleza-najma-roztokov-odpadneho-moridla.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spracovania kyslých roztokov s obsahom železa, najmä roztokov odpadného moridla</a>

Podobne patenty