Патент на изобретение №2228913

(54) СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к обработке отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быть использовано на металлургических производствах. Сущность изобретения заключается в том, что в СОЖ при перемешивании вводят фосфорную кислоту в количестве 0,2-0,25 об.% до рН 2-3, раствор нагревают до 70-80С, после отстоя осуществляют электрокоагуляцию частично очищенной водной фазы до выделения осветленной водной фазы, затем водную фазу нейтрализуют путем введения при перемешивании едкого натра NaOH в количестве 0,5-0,6 мас.% до рН 8-10, полученный продукт складируют и используют в качестве моющего средства. Способ позволяет упростить разложение, снизить эксплуатационные расходы, улучшить экологичность производства.

Изобретение относится к области обработки отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах.

Известна очистка и разложение отработанных СОЖ на установке по а.с. 1562322. В батарею гидроциклонов подают смесь отработанной СОЖ, воздуха и водного раствора хлорной извести как коагулянта. В гидроциклонах смесь перемешивается, очищается от шлама и насыщается воздухом. Далее смесь направляют на флотатор, где она разделяется на воду и концентрат в виде масел, присадок, ПАВ и пр. Концентрат всплывает и удаляется в карман, а водная фаза перетекает далее в электрокоагулятор, выполненный с флотатором в одной емкости. Продукты растворения железных или алюминиевых анодов взаимодействуют с небольшим остатком концентрата и коагулируют этот концентрат, который в другой части флотатора всплывает и удаляется во второй карман.

К недостаткам процесса можно отнести: продукт переработки требует утилизации: используются экологически вредные вспомогательные материалы (хлорная известь); не исчерпаны возможности экономии электроэнергии.

Известен способ разложения отработанных СОЖ по авторскому свидетельству СССР № 1701642, при котором в СОЖ вводят при перемешивании 0,4-0,5 об.% фосфорной кислоты и 4-5 мас.% окиси кальция для нейтрализации водного раствора. После отстоя осадок разделяют и осуществляют электрокоагуляцию водной фазы в течение 10-15 минут при плотности тока 0,01-0,02 А/см². Пенный продукт электрокоагуляции отводится, а в чистую воду для корректировки рН повторно добавляют 0,05-0,1 об.% фосфорной кислоты Н₃РO₄. Данный способ позволяет снизить энергозатраты, объем осадка (гидроокиси кальция Са(ОН)₂), содержание сульфатов, объем масляных примесей.

Вместе с тем по окончании процесса разложения СОЖ остается проблема утилизации или возможности использования осадка Са(ОН)₂; добавление к СОЖ кислоты в начале и в конце процесса разложения требует тщательного дозирования для целей сохранности оборудования. Все в целом характеризует степень сложности известного способа разложения СОЖ. Очищенную от масла и мелких твердых частиц воду сливают в водоемы.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы упростить способ разложения, снизить эксплуатационные расходы, улучшить экологичность производства за счет использования водной фазы в замкнутом цикле для мойки деталей, узлов и прочих механизмов.

Для решения поставленной задачи предлагается способ разложения отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, включающий введение при перемешивании в СОЖ фосфорной кислоты до рН 2-3, введение реагента для нейтрализации, электрокоагуляцию раствора, отличающийся тем, что после введения фосфорной кислоты в количестве 0,2-0,25 об.% раствор нагревают до 70-80С, после отстоя осуществляют электрокоагуляцию частично очищенной водной фазы до выделения осветленной водной фазы, зачем водную фазу нейтрализуют путем введения при перемешивании едкого натра NaOH количестве 0,5-0,6 мас.% до рН 8-10, полученный продукт (водный раствор тринатрийфосфата) складируют и используют в качестве моющего средства.

Для осуществления способа может быть использован стандартный комплект оборудования участков приготовления СОЖ, присадок, моющих средств, утилизации отходов и пр., включающее емкости с мешалками (реакторы), дозаторы для жидких и сыпучих продуктов, вспомогательные контейнеры (емкости, бункеры) для загрузки исходных материалов и отвода конечного продукта.

Способ осуществляется следующим образом.

В реактор загружают отработанную и предназначенную для разложения эмульсионную СОЖ, имеющую рН 7-8, очищенную от крупного шлама. При перемешивании в реактор вводят 0,2-0,25 об.% фосфорной кислоты до рН 2-3 и нагревают раствор, например, паром до температуры пастеризации 70-80С. В течение 2-3 минут перемешивания в растворе происходит коалесценция масляных частиц, а нагрев интенсифицирует процесс коалесценции этих частиц и их подъема. Также дополнительно происходит насыщение раствора воздухом. После 1-2-часового отстоя и удаления основной части всплывшей масляной фазы частично очищенную водную фазу переводят в электрокоагулятор. Электрокоагуляцию осуществляют при плотности тока 0,01-0,02 А/см². Через 2-3 минуты путем визуального контроля наблюдают появление осветленной водной фазы, что свидетельствует о завершении этой операции. При использовании железных или алюминиевых электродов гидроокиси Fe(ОН)₃ или Аl(ОН)₃, полученные при растворении анодных электродов, взаимодействуют с частично очищенной водной фазой и коагулируют остаточные частицы масла. В присутствии пузырьков газа пенный продукт всплывает на поверхность и отводится известными приемами (например, переливом в карман). При этом показатель рН водной фазы повышается до 3-4, так как кислая среда, имеющая рН 2-3, частично нейтрализовалась гидроокисями Fe(ОН)₃ или Аl(ОН)₃. После электрокоагуляции и удаления пенного продукта осветленную водную фазу сливают в реактор и нейтрализуют путем введения при перемешивании чешуйчатого едкого натра NaOH в количестве 0,5-0,6 мас.% до достижения рН 8-10. В результате реакции нейтрализации водного раствора фосфорной кислоты Н₃РО₄ образуется раствор тринатрийфосфата Na₃РO₄. Полученный продукт обработки СОЖ складируют и используют как эффективное моющее средство.

Количество используемых ингредиентов определены опытным путем для целей достижения заявленного результата. Так количество едкого натра рассчитывается исходя из того, чтобы, с одной стороны, материала было достаточно для полной реакции нейтрализации кислой среды, а с другой стороны, чтобы избежать перерасхода насыпного материала, а полученный продукт обработки СОЖ соответствовал санитарным нормам на моющие средства. Если используют товарный жидкий едкий натр, а не чешуйчатый, то для нейтрализации применяют 1,25-1,5 об.% 40%-ного водного раствора NaOH.

Применение заявленных реагентов повышает экономические показатели способа. Полученный продукт не требует дополнительной обработки, утилизации и других приемов по обеспечению экологической безопасности, что снижает эксплуатационные расходы и упрощает процесс разложения СОЖ. Повышается экологичность производства путем использования водной фазы с тринатрийфосфатом в замкнутом цикле без сброса в водоемы в качестве моющего раствора для мойки деталей.

Формула изобретения

Способ разложения отработанных эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), включающий введение при перемешивании в СОЖ фосфорной кислоты до рН 2-3, введение реагента для нейтрализации, электрокоагуляцию раствора, отличающийся тем, что после введения фосфорной кислоты в количестве 0,2-0,25 об.% раствор нагревают до температуры 70-80С, после отстоя осуществляют электрокоагуляцию частично очищенной водной фазы до выделения осветленной водной фазы, затем водную фазу нейтрализуют путем введения при перемешивании едкого натра NaOH в количестве 0,5-0,6 мас.% до рН 8-10, полученный продукт складируют и используют в качестве моющего средства.

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

(73) Патентообладатель(и):

ГОУВПО “Ульяновский государственный технический университет”

(73) Патентообладатель:

ООО “Экоспецсервис”

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 09.02.2006 № РД0006361

Извещение опубликовано: 10.04.2006 БИ: 10/2006

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “Экоспецсервис”

(73) Патентообладатель:

Булыжев Евгений Михайлович

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 27.10.2008 № РД0042609

Извещение опубликовано: 10.12.2008 БИ: 34/2008