способ получения коагулянта на основе смешанных солей алюминия

Формула изобретения

Способ получения коагулянта на основе смешанных солей алюминия, включающий обработку гидроксида алюминия водными растворами серной и соляной кислот при нагревании и перемешивании с последующей выдержкой полученной смеси, отличающийся тем, что гидроксид алюминия, серную и соляную кислоты, воду берут соответственно при следующем молярном соотношении Al(OH)₃ H₂SO₄ HCl H₂O соответственно 1 1 0,1 1,0 5,5 6,5, а выдержку проводят при 100 120^oС в течение 0,5 1,0 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения коагулянтов, которые используются при очистке воды от вредных примесей.

Известен способ получения сульфатосодержащего раствора полиалюминийхлоридов, включающий разложение алюминийсодержащего исходного вещества соляной кислотой [1] Из раствора фильтрацией, упариванием и кристаллизацией получают AlCl₃6H₂O, который термическим разложением при 150 200^oC превращают в твердый основной хлорид алюминия, который вводят в водный раствор серной кислоты с образованием в растворе Al(OH)_xCl_y(SO₄)_z. Полученный раствор в течение 1 3 ч подвергают термообработке при 40 70^oC.

Известен способ получения коагулянта на основе смешанных основных солей алюминия, принятый за прототип, включающий обработку гидроксида алюминия смесью водного раствора соляной и серной кислот при следующем соотношении, мол.м. (HCl+H₂SO₄):H₂O=0,07-0,1 в присутствии фтористоводородной кислоты или ее солей при нагревании и перемешивании с последующим отделением раствора коагулянта от непрореагировавшего гидроксида алюминия [2]

Недостатком известных способов является необходимость выделения и последующей переработки промежуточных продуктов или непрореагировавшего исходного вещества, что делает процессы более трудоемкими, усложняет их аппаратурное оформление.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка безотходного способа производства коагулянта при обеспечении надежного обезвреживания жидких и газообразных отходов производства органического и неорганического синтеза.

Сущность изобретения заключается в том, что при получении коагулянта на основе смешанных солей алюминия, смесь гидроксида алюминия, серной кислоты, соляной кислоты и воды при соотношении, мол.м. Al(OH)₃ H₂SO₄ HCl H₂O 1:1: (0,1-1,0):(5,5-6,5) нагревают до 100 120^oC и выдерживают при этой температуре 0,5 1,0 ч.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что выбранные соотношения параметров приводят к полному взаимодействию компонентов с образованием конечного целевого вещества оксиульфатохлорида алюминия. При этом не требуется переработка промежуточных или непрореагировавших продуктов. Варьирование соотношения Cl SO₄ в заданных пределах дает возможность получать коагулянт различной степени основности, то есть выпускать спектр продуктов, эффективно действующих на конкретных объектах водоочистки, имеющих специфические особенности. Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. В круглодонную колбу емкостью 300 см₃, снабженную мешалкой и обратным холодильником, заливают при перемешивании и охлаждении соляную кислоту, содержащую 0,5 моль HCl и 2,75 моль H₂O, серную кислоту, содержащую 0,5 моль H₂SO₄ и 0,25 моль H₂O, затем засыпают 0,5 моль гидроксида алюминия. Общее начальное содержание воды в смеси составляет 3,0 молб. Полученную смесь нагревают до 110^oC и выдерживают в течении 1 ч до образования однородной массы. Образовавшийся расплав смешанных основных солей алюминия затвердевает при охлаждении в кристаллизаторе. Полученный коагулянт имеет состав, мол.м. Al₂Cl₂ (SO₄)₂18H₂O, вес образовавшегося продукта 153 г. Соотношение, мол. Cl SO₄ 1:1.

Пример 2. В круглодонную колбу емкостью 300 см³, снабженную мешалкой и обратным холодильником, заливают при перемешивании и охлаждении 2,45 моль H₂O, соляную кислоту, содержащую 0,05 моль HCl и 0,3 моль H₂O, серную кислоту, содержащую 0,5 моль H₂SO₄ и 0,25 моль H₂O, и засыпают 0,5 моль гидроксида алюминия. Общее начальное содержание воды в смеси составляет 3,0 моль. При тех же технологических параметрах (температуре и времени), что в примере 1, смесь выдерживают до образования однородной массы расплава смешанных основных солей алюминия.

Полученный коагулянт имеет состав, мол.м. Al₂Cl_0,2 (SO₄)₂(OH)_1,8 16,2 H₂O, вес образовавшегося продукта 141 г. Соотношение, мол.м. Cl:SO₄0,1:1.

Испытания по применению коагулянта для очистки воды показали, что использование его позволяет получать воду, соответствующую ГОСТ 2877-82 "Вода питьевая" При этом качество воды при очистке по одноступенчатой схеме практически идентично качеству, обработанной традиционным коагулянтом, сульфатом алюминия (см. таблицу).

Предлагаемый способ получения коагулянта на основе смешанных солей алюминия позволяет утилизировать отходы и вторичные продукты органического и неорганического синтеза и получать соли различной степени основности от высокоосновных до нормальных смешанных солей). Это дает возможность повысить потребительские качества коагулянта, применяемого в конкретных объектах водоочистки.

При этом себестоимость предлагаемого продукта значительно ниже, а содержание активного компонента выше, чем у традиционного сульфата алюминия.