Патент на изобретение №2382738

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2382738 (13) C1
(51) МПК

C02F1/58 (2006.01)
C02F1/28 (2006.01)
C02F101/14 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.10.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2008146433/15, 24.11.2008

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.11.2008

(46) Опубликовано: 27.02.2010

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
US 4717554 А, 05.01.1988. SU 539845 А, 14.02.1977. RU 2274608 C2, 20.04.2006. RU 2228911 C1, 20.05.2004. US 6464883 B2, 15.10.2002. KR 100349154 B1, 05.08.2002. JP 2004216282 A, 05.08.2004. CN 1724362 A, 25.01.2006.

Адрес для переписки:

184209, Мурманская обл., г. Апатиты, Академгородок, ул. Ферсмана, 26а, ИХТРЭМС им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, патентный отдел, В.П.Ковалевскому

(72) Автор(ы):

Локшин Эфроим Пинхусович (RU),
Беликов Максим Леонидович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (RU)

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ФТОРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сорбционно-осадительным способам очистки сточных вод от фтора и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, химической и других отраслях промышленности. Для осуществления способа проводят взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом в виде сульфата церия (III) или сульфата церия (IV) в режиме гидролиза при регулировании рН в пределах 4-7. Реагент берут в соотношении 2,5-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде. В указанном интервале рН происходит связывание фтора в твердую фазу, образующуюся при гидролизе соединений церия, которую отделяют от жидкой фазы. Фторсодержащую твердую фазу обрабатывают 80-95% серной кислотой при 175-190°С с получением фтористого водорода и регенерированного сульфата церия (IV). Регенерированный сульфат церия (IV) может быть растворен в воде и обработан пероксидом водорода до обесцвечивания с получением регенерированного сульфата церия (III). Способ обеспечивает глубокую очистку сточных вод от фтор-иона и фторсодержащих комплексных соединений при обеспечении возможности очистки больших объемов сточных вод. Достигаемая глубина очистки сточных вод от фтора составляет 1,25-1,5 мг/л, а остаточное содержание сульфат-иона равно 165-340 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого назначения. Фтор выделяют в виде товарных соединений – фторидов натрия или калия. Способ по изобретению несложен и может быть реализован в прудах-отстойниках с использованием стандартного оборудования. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к сорбционно-осадительным способам очистки сточных вод от фтора и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки сточных вод от фтора (см. пат. 2228911 РФ, МПК7 C02F 1/28, 1/58, 1/52, 2004), согласно которому сточные воды, содержащие фтор-ион, обрабатывают водорастворимым сульфатным соединением титана, взятым в соотношении не менее 5 моль титана на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде, при этом рН пульпы поддерживают в пределах 3,0-5,5, а отделенную твердую фазу обрабатывают серной кислотой при нагревании с получением фтористого водорода и спека, содержащего регенерированное сульфатное соединение титана. В зависимости от содержания фтора в сточной воде твердую фазу обрабатывают 55,0-93,5% серной кислотой при 120-130°С или 75,0-93,5% серной кислотой при 170-180°С. Достигаемая глубина очистки сточных вод от фтор-иона составляет 0,5-1,4 мг/л, остаточное содержание сульфат-иона достигает 444 мг/л. Фтор выделяют в виде фторида натрия или фтористоводородной кислоты.

Недостатком данного способа является то, что он не является универсальным, поскольку при обеспечении эффективной очистки сточных вод от фтора, находящегося в виде фтор-иона, способ не позволяет удалять фтор из стоков, содержащих фтор в виде химически прочных комплексов, в частности с алюминием, титаном и железом. Недостатком данного способа является также то, что регенерация титансодержащего реагента затруднительна в связи с трудностью его смешения с серной кислотой и необходимостью последующего брикетирования смеси.

Известен также способ очистки сточных вод от фтора (см. пат. 4717554 США, МПК4 C01F 17/00, C02F 1/58, 1988), присутствующего в виде фтор-иона или соединений фтора с кремнием, титаном, алюминием и др., путем взаимодействия содержащего фтор водного раствора с реагентом, в качестве которого используют водонерастворимые адсорбенты – гидратированные оксиды РЗЭ или нерастворимые гидратированные фториды, или фосфаты РЗЭ. По известному способу взаимодействие водного раствора и адсорбирующего реагента проводят в адсорбционной колонне при рН 2-7, отделяют очищенный раствор от насыщенного фтором реагента, проводят регенерацию реагента путем его обработки в адсорбционной колонне щелочным раствором с рН 10-14, содержащим, по крайней мере, одну щелочь, выбранную из группы: гидроксиды натрия, калия, аммония и органические амины. Затем щелочной раствор регенерируют осаждением из него растворенного фтора или его соединения путем добавления реагента в виде солей, оксидов и гидроксидов кальция, магния и алюминия, осаждающих фтор или соединения фтора. Для обеспечения контакта загрязненного фтором водного раствора с сорбентами их наносят на пористый органический полимерный материал, выбранный из группы, содержащей полиамид, целлюлозную смолу, полисульфон, полиакрилонитрил и сополимер этиленвиниловый спирт. Глубина очистки сточных вод от фтора, присутствующего в виде соединений фтора с кремнием, титаном и алюминием, составляет согласно примерам 15-17, соответственно, 6,46, 3,42 и 5,7 мг/л.

Известный способ характеризуется недостаточной глубиной очистки стоков от фтора, присутствующего в виде его соединений с кремнием, титаном и алюминием, остаточное содержание которых выше допустимого содержания фтора в стоках, сбрасываемых в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, которое составляет 1,5 мг/л (см. ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования). Известный способ может быть использован только для очистки стоков посредством сорбционных колонн, что снижает его универсальность и ограничивает применение, поскольку гетерогенная реакция сорбции обусловливает низкую производительность процесса, требуя для очистки больших объемов стоков, использования большого числа сорбционных колонн.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в разработке универсального способа глубокой очистки сточных вод от фтор-иона и фторсодержащих комплексных соединений при обеспечении очистки больших объемов сточных вод и регенерации реагентов, используемых для осаждения фтор-иона и фторсодержащих соединений, а также при ограничении вторичного загрязнения очищенных стоков.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод от фтора, включающем взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом при регулировании рН, связывание фтора в твердую фазу, отделение ее от жидкой фазы и обработку фторсодержащей твердой фазы с регенерацией церийсодержащего реагента, согласно изобретению в качестве церийсодержащего реагента используют сульфат церия (III) или сульфат церия (IV), реагент берут в соотношении 2,5-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде, а рН поддерживают в пределах 4-7, при этом взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом ведут в режиме гидролиза.

Достижению технического результата способствует то, что сульфат церия (III) берут в соотношении 2,5-3,75 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде.

Достижению технического результата способствует также то, что сульфат церия (IV) берут в соотношении 3,75-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде.

Достижению технического результата способствует также и то, что обработку фторсодержащей твердой фазы осуществляют 80-95% серной кислотой при 175-190°C с получением фтористого водорода и регенерированного сульфата церия (IV).

Достижению технического результата способствует и то, что регенерированный сульфат церия (IV) растворяют в воде и обрабатывают пероксидом водорода до обесцвечивания с получением регенерированного сульфата церия (III).

Сущность изобретения заключается в том, что в результате проведенных исследований выявлено, что при взаимодействии воды, содержащей фтор в виде фтор-иона или комплексных анионов с кремнием, титаном, алюминием, железом, с водорастворимым церийсодержащим реагентом в виде сульфата церия (III) или сульфата церия (IV) при рН в диапазоне 4-7 происходит связывание фтора в образующуюся при гидролизе соединений церия твердую фазу. В указанном интервале величин рН гидролизуются и достаточно устойчивые к гидролизу комплексные анионы AlF63-, TiF62- и FeF63-. Так, при исходной концентрации в пересчете на фтор 10 мг/л и величине рН=5,6 AlF63- гидролизован на 60%, a SiF62-, TiF62- и FeF63- – на 100%. Хотя степень гидролиза AlF63- в заявляемом диапазоне величин рН меньше 100%, высокая степень связывания образующегося при гидролизе AlF63- фтор-иона гидроксидом церия (III) или основным сульфатом церия (IV) обеспечивает сдвиг равновесия и завершение реакции гидролиза AlF63-. По данным химического анализа и ИК-спектроскопии при использовании сульфата церия (III) соединение, образующее твердую фазу, имеет состав Се(ОН)3-xFx·nH2O, а при использовании сульфата церия (IV) – Се(ОН)2-х FxSO4·nH2O. Это обеспечивает необходимую полноту очистки стоков от фтора и его соединений.

Полученную твердую фазу обрабатывают концентрированной (80-95%) серной кислотой при температуре 175-190°C с регенерацией сульфата церия (IV) согласно реакции:

Для регенерации сульфата церия (III) полученный сульфат церия (IV) растворяют в воде и обрабатывают пероксидом водорода до обесцвечивания согласно реакции:

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Использование в качестве церийсодержащего реагента сульфата церия (III) или сульфата церия (IV) обусловлено тем, что в диапазоне заданных концентраций церия они гидролизуются в интервале величин рН 4-7, образуя при взаимодействии с фтор-ионом малорастворимые гидроксофторидные в случае церия (III) или гидроксосульфатофторидные в случае церия (IV) комплексы, и могут быть успешно регенерированы. Кроме того, при использовании сульфата церия (III) снижается удельный расход реагента и уменьшается вторичное загрязнение воды ионами SO42-.

Соотношение церийсодержащего реагента и фтора в очищаемой сточной воде в количестве 2,5-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде, обусловлено тем, что при введении реагентов в очищаемую сточную воду в меньших количествах не обеспечивается очистка воды до ПДК.

Поддержание рН в пределах 4-7 обусловлено тем, что в этом интервале величин рН достигается эффективное связывание фтора в практически нерастворимые соединения Се(ОН)3-xFx·nH2O или Ce(OH)2-xFxSO4·nH2O. При этом в интервале рН в пределах 5,5-7 образуются достаточно крупные легко осаждающиеся частицы фторсодержащей твердой фазы.

При рН более 7 глубина очистки сточных вод от фтора резко снижается из-за протекающего гидролиза выпадающих фторсодержащих осадков Се(ОН)3-xFx·nH2O или Ce(OH)2-xFxSO4·nH2O, при этом возрастает остаточное содержание церия в очищенной воде. При рН менее 4 снижается эффективность очистки стоков от фтора.

Взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом в режиме гидролиза позволяет обеспечить взаимодействие образующихся при гидролизе сульфатов церия оснований Се(ОН)3·nH2O или Ce(OH)2SO4·nH2O с фтор-ионами во всем объеме поступающих на очистку стоков, исключить диффузионные ограничения протекания этой реакции, обеспечивая высокую скорость связывания фтор-ионов и, как следствие, возможность применения предлагаемого технического решения для очистки больших объемов стоков.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении глубины очистки сточных вод от фтор-иона и фторсодержащих комплексных соединений при обеспечении очистки больших объемов сточных вод, регенерации церийсодержащих реагентов и ограничении вторичного загрязнения очищенных стоков.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.

Соотношение сульфата церия (III) и сульфата церия (IV) соответственно 2,5-3,75 и 3,75-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде, необходимо и достаточно для достижения ПДК по фтору и сульфат-иону в очищенных стоках.

Обработка фторсодержащей твердой фазы 80-95% серной кислотой при 175-190°С позволяет синтезировать не загрязненный фтором сульфат церия (IV), обеспечив при этом высокую степень отгонки фтористого водорода.

Использование при регенерации сульфата церия (IV) серной кислоты с концентрацией менее 80% не позволяет обеспечить проведение реакции (1) при температуре 175-190°С из-за более низких температур кипения этих составов. Концентрация серной кислоты более 95% нежелательна по технологическим причинам.

Осуществление регенерации при температуре менее 175°С не обеспечивает высокую степень разрушения фторсульфоновой кислоты согласно реакции HSO3F+Н2О=H2SO4+HF, что не позволяет достичь требуемой полноты отгонки фтора в виде фтористого водорода. Температура более 190°С нецелесообразна, так как начинается разложение образующегося сульфата церия (IV) на CeO2 и SO3.

Обработка растворенного в воде сульфата церия (IV) пероксидом водорода до обесцвечивания раствора позволяет получить сульфат церия (III) по реакции (2).

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить глубокую очистку сточных вод от фтор-иона и фторсодержащих комплексных соединений в оптимальном режиме.

Очистку фторсодержащих сточных вод согласно изобретению осуществляют следующим образом. Определяют содержание фтор-иона в воде. Берут необходимое количество водорастворимого сульфата церия (III) или сульфата церия (IV) исходя из соотношения: 2,5-3,75 г-атом церия (III) на 1 г-атом фтора, содержащегося в сточной воде, в случае использования сульфата церия (III), и 3,75-7,0 г-атом церия (IV) на 1 г-атом фтора, содержащегося в сточной воде, в случае использования сульфата церия (IV). Реагент вводят при перемешивании в загрязненную неорганическими соединениями фтора воду. Значение рН пульпы поддерживают в пределах 4-7 путем добавления соды или другой аналогичной щелочи. Образовавшиеся при гидролизе в этом интервале величин рН гидроксид церия (III) или гидроксосульфат церия (IV) взаимодействуют с фтор-ионом, образуя малорастворимые гидроксофторидные в случае церия (III) или гидроксосульфатофторидные в случае церия (IV) комплексы. Полученную фторсодержащую твердую фазу отделяют отстаиванием или фильтрацией от жидкой фазы – очищенной воды. Определяют остаточные содержания фтор-иона в очищенной сточной воде потенциометрическим методом с использованием фтор-селективного электрода, сульфат-иона – стандартным методом и церия – атомно-эмиссионной спектрометрией с индукционно-связанной плазмой. Проводят регенерацию использованного для осаждения фтора соединения церия. Для регенерации сульфата церия (IV) обрабатывают твердую фазу 80-95% серной кислотой при 175-190°C с отгонкой фтористого водорода и получением регенерированного сульфата церия (IV). Фтористый водород улавливают содой или поташом с получением фторидов натрия или калия. Регенерированный сульфат церия (III) получают в результате растворения регенерированного сульфата церия (IV) в воде с последующей обработкой раствора пероксидом водорода до обесцвечивания.

Сущность заявляемого изобретения и его преимущества могут быть пояснены следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 18,4 мг Na3AlF6 (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 5,65. В сточную воду вводят 1200 мг Ce(SO4)2·4H2O (5,5 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 6 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют фильтрованием с получением 1600 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,3 мг/л, а сульфат-иона – 280 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 397 мг 80% H2SO4 и выдерживают при 175°С в течение 1 часа. Получают 1016 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 3% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором соды с получением 19,23 мг фторида натрия NaF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 87% от исходного содержания в воде.

Пример 2

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 18,4 мг Na3AlF6 (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 5,65. В сточную воду вводят 705 мг Се2(SO4)3·8H2O (3,75 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 7 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют отстаиванием в течение 3 часов с получением 650 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,42 мг/л, а сульфат-иона – 284 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 230 мг 95% H2SO4 и выдерживают при 190°С в течение 1 часа. Получают 702 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 4% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором соды с получением 18,96 мг фторида натрия NaF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 85,8% от исходного содержания в воде. Спек Ce(SO4)2 в количестве 702 мг растворяют в 10 мл воды и добавляют 110 мг H2O2 с концентрацией 30 мас.%. Получают обесцвеченный раствор, содержащий 570 мг

Ce2(SO4)3.

Пример 3

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 19,5 мг (NH4)3FeF6 (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 3,95. В сточную воду вводят 1463 мг Ce(SO4)2·4H2O (7 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 5,8 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют отстаиванием в течение 1 часа с получением 1943 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,25 мг/л, а сульфат-иона – 340 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 418 мг 93,5% H2SO4 и выдерживают при 180°С в течение 1 часа. Получают 1243 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 3,4% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором поташа с получением 26,76 мг фторида калия KF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 87,5% от исходного содержания в воде.

Пример 4

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 21,05 мг K2TiF6 (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 3,61. В сточную воду вводят 705 мг

Ce(SO4)2·4H2O (3,75 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 6 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют фильтрованием с получением 940 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,3 мг/л, а сульфат-иона – 165 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 200 мг 93,5% H2SO4 и выдерживают при 180°С в течение 1 часа. Получают 597 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 3% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором соды с получением 19,23 мг фторида натрия NaF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 87% от исходного содержания в воде.

Пример 5

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 16,5 мг Na2SiF6 (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 3,40. В сточную воду вводят 880 мг

Ce(SO4)2·4H2O (4,32 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 5,5 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют фильтрованием с получением 1175 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,5 мг/л, а сульфат-иона – 206 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 250 мг 93,5% H2SO4 и выдерживают при 185°С в течение 1 часа. Получают 745 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 3,1% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором соды с получением 18,8 мг фторида натрия NaF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 85% от исходного содержания в воде.

Пример 6

Производят очистку 1 л сточной воды, содержащей 22,1 мг NaF (10 мг/л фтора) при исходной величине рН воды 5,65. В сточную воду вводят 470 мг Се2(SO4)3·8H2O (2,5 г-атом церия на 1 г-атом фтора), выдерживают при перемешивании в течение 15 минут, поддерживая рН пульпы равным 4 путем добавления раствора Na2CO3. Образовавшуюся при взаимодействии продуктов гидролиза фторсодержащую твердую фазу отделяют отстаиванием в течение 3 часов с получением 435 мг влажного осадка. Концентрация фтор-иона в очищенной воде равна 1,45 мг/л, а сульфат-иона – 190 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого водопользования. Остаточное содержание церия в очищенной воде – менее 0,1 мг/л. Фторсодержащий влажный осадок обрабатывают 260 мг 85% H2SO4 и выдерживают при 190°С в течение 1 часа. Получают 469 мг спека Ce(SO4)2, содержащего 3,8% свободной H2SO4 (степень извлечения в пересчете на Се – более 99,97%) и газообразный фтористый водород, который поглощают раствором соды с получением 18,9 мг фторида натрия NaF, пригодного для последующего использования. Степень извлечения фтора – 85,5% от исходного содержания в воде. Спек Ce(SO4)2 в количестве 469 мг растворяют в 7 мл воды и добавляют 75 мг H2O2 с концентрацией 30 мас.%. Получают обесцвеченный раствор, содержащий 380 мг

Се2(SO4)3.

Из приведенных выше примеров видно, что способ очистки сточных вод от фтора согласно изобретению позволяет обеспечить глубокую очистку сточных вод от фтор-иона и фторсодержащих комплексных соединений при обеспечении возможности очистки больших объемов сточных вод. Достигаемая глубина очистки сточных вод от фтора составляет 1,25-1,5 мг/л, а остаточное содержание сульфат-иона равно 165-340 мг/л, что не превышает ПДК для водоемов питьевого назначения. Способ позволяет регенерировать реагенты для их повторного использования, а также практически исключить вторичное загрязнение очищенных стоков соединениями церия. Фтор выделяют в виде товарных соединений – фторидов натрия или калия. Способ согласно изобретению несложен и может быть реализован в прудах-отстойниках с использованием стандартного оборудования.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от фтора, включающий взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом при регулировании рН, связывание фтора в твердую фазу, отделение ее от жидкой фазы и обработку фторсодержащей твердой фазы с регенерацией церийсодержащего реагента, отличающийся тем, что в качестве церийсодержащего реагента используют сульфат церия (III) или сульфат церия (IV), реагент берут в соотношении 2,5-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде, а рН поддерживают в пределах 4-7, при этом взаимодействие воды с церийсодержащим реагентом ведут в режиме гидролиза.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфат церия (III) берут в соотношении 2,5-3,75 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфат церия (IV) берут в соотношении 3,75-7,0 г-атом церия на 1 г-атом фтора, содержащегося в очищаемой сточной воде.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку фторсодержащей твердой фазы осуществляют 80-95% серной кислотой при 175-190°C с получением фтористого водорода и регенерированного сульфата церия (IV).

5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что регенерированный сульфат церия (IV) растворяют в воде и обрабатывают пероксидом водорода до обесцвечивания с получением регенерированного сульфата церия (III).

Categories: BD_2382000-2382999