ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кальция фторид из фосфатсодержащих сточных вод из "Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов" Обычно сточные воды направлялись в отстойники, откуда затем сливались в природные водоемы. В настоящее время распространена обработка известняком и известью для осаждения фтора и других соединений, для того чтобы сбрасываемые воды удовлетворяли требованиям контроля за загрязнениями. В отстойниках содержание таких компонентов как Р, Р2О5, Са и других существенно снижается, однако сбрасываемые сточные воды содержат еще достаточно большие количества этих соединений. [c.77] Сбрасываемые воды не только вносят химические соединения в естественные водоемы, но и приводят к уменьшению величины их pH. Как правило сточные воды являются кислыми и имеют pH = 1- -3. [c.77] Реакционную смесь из реактора 1 по линии 4 подают во второй реактор б, где она смешивается с добавочным количеством карбоната кальция, например со взвесью, подаваемой по линии 7, эта взвесь также получается в смесителе 3. [c.78] Реакционную смесь в реакторе 6 перемешивают в течение 30 мин время реакции также может быть сокращено или увеличено в случае необходимости. Количество карбоната кальция, введенное в реактор 6 обозначают Величина не может быть меньше, чем разность и Zj. Zn обозначает минимальное количество эквивалентов кальция, которое необходимо добавить в реакторы 1 п 6 для того, чтобы удалить 85—100 % фторсодержащих соединений из подаваемых сточных вод. Величина Zr, рассчитываемая для случая отсутствия минеральных кислот, составляет 1 -)- 0,1927i ii , где R (r представляет собой отношение массовых долей Р2О5 и фтора в сточных водах. Обычно величина Z/j 1-т-2. Величина Za 0,1- 2 предпочтительно 0,4—1,4 наиболее желательным является интервал 1—1,4. [c.78] Теоретически количества кальция, равного Zn, должно быть достаточно для удаления основной массы фтора из сточных вод. Однако, как было упомянуто выше, сточные воды помимо фтора содержат и другие соединения, такие как Р2О5 и сульфаты, которые способны образовывать соединения с кальцием, уменьшая количество кальция, вступающего в реакцию с фторсодержащими соединениями. Величина Z учитывает наличие этих соединений. Однако желательно добавлять несколько больше кальция, примерно 5 %-ный избыток по сравнению с величиной Zr. Однако не следует добавлять слишком много кальция, так как это будет мешать на стадии кислотной промывки, описанной ниже. [c.78] Сухой оксид кальция или его взвесь может быть использован для полной или частичной замены карбоната кальция, подаваемого в реактор первой стадии 1 и (или) реактор второй стадии 6. Однако использование карбоната кальция более предпочтительно, поскольку он дешевле, чем оксид кальция и позволяет легче контролировать величину pH в реакторе. Последнее обстоятельство обусловлено буферным действием карбонат-иона. [c.78] Реакционная смесь из реактора 6 по линии 8 подается на сепаратор первой стадии 9. Основная часть фторсодержащих соединений в потоке 8 представляет собой твердый фторид кальция желательно, чтобы не менее 95 % фторсодержащих соединений находились в виде фторида кальция. Кроме того, почти все соединения железа и алюминия в потоке 8 представляют собой твердые вещества твердыми веществами являются также 50 % сульфатов и 25—50 % соединений Р2О5. [c.78] В качестве сепаратора 9 может быть использовано любое обычное устройство для отделения жидкости от твердых веществ, например фильтр, центрифуга или декантационная емкость. Предпочтительно выполнять сепаратор 9 в виде непрерывного механического концентратора с устройством для очищения жидких отходов. Для облегчения разделения твердых веществ, содержащих фторид кальция, и жидкости в него можно добавить флоккулент, например Доу АР 30 или АР 273. [c.78] Твердый фторид кальция отделяется от жидкости в сепараторе Р и по линии 10 подается в кислотный промыватель 11. Твердые вещества, содержащие 15—35 % F, промывают подаваемым по линии 12 разбавленным водным раствором сильной минеральной кислоты, например серной кислоты, соляной кислоты, азотной или другой кислоты, в промывателе 11. Концентрация промывной кислоты составляет 1—50 %, предпочтительно 5—25 %. Желательно промывать твердый фторид кальция таким количеством минеральной кислоты, чтобы оно было эквивалентно суммарному количеству Р2О5 и СО , содержащемуся в твердом веществе (в интервале + 10 о/ ). [c.78] Взвесь, получающаяся после промывки, по линии 13 подается в сепаратор 14, где происходит разделение твердой и жидкой фазы. Предпочтительно в качестве сепаратора использовать концентратор такого же типа как сепаратор 9. Твердая фаза из сепаратора 14 по линии 15 поступает в промыватель 16, где фторид кальция промывается свежей водой (нельзя использовать сточные или производственные воды). Твердое вещество промывается по меньшей мере эквивалентным по массе количеством воды, желательно примерно двукратным избытком воды можно использовать для промывания и большие количества воды. При промывке водой из твердой фазы удаляются соединения Р2О5, растворимые в воде. [c.79] В результате промывки кислотой и водой в твердом фториде кальция повышается содержание фтора и массовое отношение Р/РгОб. Твердое вещество, обогащенное фтором, может быть превращено в НР обычными методами с применением обычной аппаратуры. [c.79] Взвесь промытого твердого вещества по линии П поступает в сепаратор третьей стадии 18, такой же как описанный выше сепаратор 9. В сепараторе 18 происходит отделение твердой фазы, содержащей до 45 % Р в виде фторида кальция. Твердое вещество может быть обычными методами переработано во фтористый водород или высушено при 90—150°С для дальнейшего хранения или транспортировки в виде сухого твердого вещества (стадии переработки и сушки на схеме не показаны). [c.79] Основным компонентом упомянутой твердой фазы является фторид кальция однако в ней могут содержаться также небольшие количества соединений Р3О5 ( 5 %), соединения диоксида кремния ( 3 %) и сульфаты. [c.79] Твердый фторид кальция, полученный описываемым методом, может быть использован в качестве осадителя для осаждения примесей в фосфорной кислоте. Чистота получаемого фторида кальция достаточна для того, чтобы непосредственно из него получать фтористый водород путем нагревания и обработки твердого вещества в присутствии серной кислоты обычными методами. Если концентрация Р2О5 превышает 5—10 % или если концентрация диоксида кремния превышает 5 %, то из такого фторида кальция трудно получить фтористый водород высокого качества при обработке серной кислотой. [c.79] При высоких температурах в кислой среде фосфор и кремний будут реагировать с фтором с образованием газообразных соединений фтора таких как РРдО и 81р4, которые загрязняют получаемый фтористый водород и с трудом поддаются удалению. Одним из преимуществ описанного метода является то, что получаемый фторид кальция может быть непосредственно использован для получения фтористого водорода обычными методами. [c.79] Водные фазы из сепараторов 9, 14 и 18 поступают в смеситель 19 по линиям 20, 21 и 22 соответственно. В смесителе 19 все три потока интенсивно перемешиваются и подаются в реактор третьей стадии 23 по линии 24. В смесителе 19 может происходить выпадение некоторого количества твердых веществ, главным образом гипса они выводятся по линии 25 в виде твердых отходов. [c.79] В реакторе 23 смесь, поступающая по линии 24, реагирует со взвесью оксида кальция, поступающей по линии 26, из смесителя 27, где смешиваются измельченный материал, содержащий оксид кальция, например известь, и вода. Материал, содержащий оксид кальция, измельчается до размеров не крупнее 10 меш желательно, чтобы не менее 90 % материала имело размеры частиц 200 меш. Взвесь оксида кальция, получаемая в смесителе 27, содержит 5—50 % твердого вещества, предпочтительно содержание твердого вещества 10—35 %. Для получения взвеси окиси кальция используют чистую воду, не следует применять сточные или промышленные воды. [c.79] поступающая по линии 24, имеет pH = 1,8н-2,6. Вследствие подачи Б реактор 23 оксида кальция величина pH образующейся смеси должна повыситься до 3—4, предпочтительно до 3,6—3,8. Время пребывания смеси 24 в реакторе 23 составляет 0,5—60 мин, предпочтительно около 15 мин. [c.79] Температура в реакторе 23 может изменяться от температуры замерзания до температуры кипения реакционной смеси предпочтительно использовать комнатную температуру. Реакционная смесь содержит 0,01—0,2 % Р, значительная часть которого выпадает в виде фторида кальция при добавлении оксида кальция. [c.79] Вернуться к основной статье