Способ получения лака из сточных вод производства красителей
Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к способу получения лака из сточных вод производства красителей,используемому в качестве компонента красочных составов в производстве декоративных бумаг и наполнителя резинотехнических изделий. При использовании Способа по изобретению повышается в 3-12 раз концентрация крася- .щего вещества в лаке, степень удаления солей из сточных вод с 20-30 до 70-80%, а также осуществляется утилизация отработанной серной кислоты. Это достигается за счет последовательной обработки сточных вод серной кислотой в количестве 49-392 г/л, амиловым спиртом при объемном соотношении 10:8 соответственно, и при (- 3) - (- 8)С разделением органической и водной фазы и обработкой минеральньм наполнителем органической фазы. 5 табл. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1432076 А 1
1511 4 С 09 В 63/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!
ЙБ 1Q Яф, Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3912119/23-05 (22) 20.06.85 (46) 23.10,88. Бюл. У 39 (75) М.В.Чельцов, B,В.Костюченко, Е.А.Сидорова и А.И,Дремук (53) 667.633.26 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1022977, кл, С 09 В 63/00, 1981 ° (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА КРАСИТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к лакокрасочнбй промышленности, в частности к способу получения лака из сточных вод производства красителей,используемому в качестве компонента красочных составов в производстве декоративных бумаг и наполнителя резинотехнических изделий, При использовании Способа по изобретению повышается в 3-12 раз концентрация красящего вещества в лаке, степень удаления солей из сточных вод с 20-30 до
70-80X а также осуществляется утилизация отработанной серной кислоты, Это достигается за счет последовательной обработки сточных вод серной кислотой в количестве 49-392 г/л, амиловым спиртам при объемном соотношении 10:8 соответственно, и при (- 3) — (— 8) С.разделением органической и водной фазы и обработкой минеральным напалнителем органической фазы. 5 табл.
1 1432076 2
Изобретение относится к технологии производств красящих препаратов, в частности к способу получения лака из сточных вод производств красителей, который может использоваться в качестве компонентов рецептур красочных составов в производстве декоративных бумаг, наполнителей резинотехнических изделий. 10
Целью изобретения является повышение концентрации красящего вещества в лаке, удаление минеральных солей из сточных вод и утилизация отработанной серной кислоты. В качестве )5 дополнительного продукта способ позволяет получить глауберову соль.
Извлечение глауберовой соли обеспечивают введением серной кислоты в количестве, эквивалентном содержанию 20 ионов металла в сточной воде и контактом смеси с амиловым спиртом при о, температуре от — 3 до - — 8 С.
Для переработки пригодны сточные воды производства любых красителей, 25 содержащих кислотные группы (-SO Н, -СООН).
Предварительное добавление серной кислоты в сточную воду приводит к выделению в среду амилового спирта ЗО (экстрагента) следующих примесей: хлористый водород, серная кислота, красящее вещество. Указанные примеси не экстрагируются из соответствующих водных растворов, не содержащих или содержащих небольшое количество кислоты.
При обработке предварительно отделенной органической фазы минеральным носителем и/или веществом, из ко- 40 торого он образуется, осаждают только красящее вещество на минеральном носителе, причем поскольку ионы щелочных металлов в органическую фазу не извлекаются конечный продукт свободен также и от их примесей, При использовании в качестве вещества для образования минерального носителя карбоната кальция последний реагирует с красящим веществом с образованием Са-лака, с серной кислотой с образованием минерального носителя — гипса, с хлористым водородом — с образованием хлорида кальция, остающегося в органической фазе в растворенном виде.
При использовании хлорида кальция и водного раствора хлорида бария образуются соответственно Са- и Ва-лаки, причем хлориц бария используют в ниде насыщенного водного раствора вследствие его нерастворимости в органической фазе.
В органическую фазу могут быть предварительно добавлены известные минеральные носителя, например глина, каолин, бентонит, на которых сорбируются красящие вещества. В качестве минерального носителя также может быть использована белая сажа.
В случае отделения осадка красящего вещества дистилляцией в составе паровой фазы отделяются экстрагент и хлорид водорода, я составе осадка— красящее вещество на минеральном носителе. Красящее вещество, находящееся в форме органической кислоты,закрепляется на носителе при реакции с эквивалентным количеством гидроокиси бария или кальция. Предлагаемый способ отделения применим для устойчивых к нагреву марок красителей.
Пример 1, Получение кальциевого лака из окрашенных веществ, извлеченных из сточных вод производств различных красителей (фильтратов).
Исходные материалы, Фильтраты производств красителей: активного оранжевого ЖТ, прямого чисто-голубого, прямого коричневого светопрочного ?КХ, кислотного оранжевого, хромового синего 2К, хромового желтого К, активного красного 4С111, активного ярко-зеленого 4%11, активного яркокрасного 53Х, серная кислота 94 У-ная, амиловый спирт, карбонат кальция.
Приспособления: делительная воронка, емкость с мешалкой, В 100 мл фильтрата добавляют серную кислоту в эквивалентном количестве к содержащимся в фильтрате ионам натрия, перемешивают, затем добавляют 80 мл амилового спирта, смесь встряхивают в делительной воронке и отстаивают, нижний слой — обесцвеченный водный раствор — сливают, верхний слой поьГещают в емкость с мешалкой и добавляют карбонат кальция в количествах, указанных в табл.1., смесь перемешивают, осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием или фильтрацией. Процесс ведут при температуре окружающей среды.
Результаты по степени обеспечивания фильтратов„ выход лака с 1 м фильтратов, его качественные характе-.
)432076 ристики, свс дения о физико-химических свойствах фильтратон приведены в табл. ) .
Пример 2, Получение бяриеного лякя и сульфата натрия десятинодного с использованием фильтрятя активного оранжевого ЖШ при различных температурах с применением различных минеральных носителей. 10
Исходные материалы: сточный фильтрат производства красителя активного оранжевого ЖШ, содержащий, г/л: хлорид натрия 191,2; ионы натрия
75 (3,26 r-ион/л), прокаленный оста-. !5 ток 197,4; сухой остаток 201,0 и ХПК
15,02 г 0 /л; порог разведения 1
10000; РН 6-7; содержание красящего вещества (Сq>Н И О4Лg) 11 5, серная кислота отходная производства сульфохлорида, бесцветная 54 % (ОСК), амиловый спирт, глина, каолин, бентонит, белая сажа БС-M) и БС-М2, водный раствор гидроокиси бария 5 мас.%.
Приспособления: емкость с рубашкой 25 для охлаждения, устройство для вакуум-перerонки.
В 100 мл фильтрата добавляют 30 r
ОСК, содержащей 16,0 (0,163 моль) моногидрата — эквивалентно содержащим- 30 ся в фильтрате ионам натрия, перемешивают и добавляют 80 мл амилоного о спирта, смесь охлаждают до — 5 С при .перемешинании н течение 30 мин, отде— ляют от нее выпавшие кристаллы Гляубе роной соли отстаиванием либо фильтрацией, отделяют от водного раствора верхнюю (органическую) фазу и подвергают ее дистилляции под вакуумом при о
80 С, предварительно добавив 1 r минерального носителя. Полученный после дистилляции осадок красящего вещества на минеральном носителе нейтрализуют 0,4 г раствора гидроокиси бария., Аналогичные операции rrpoH ops. r при 45
3 С и - 8 С.
Выход лака и глауберовой соли, качественные характеристики лака приведены в табл,,?.
Пример 3. Влияние количества вн еденной с ерной кисло ты на полноту выделения окрашенных веществ и на выход лака, Исходные материалы: фильтрат красителя активного оранжевого :К)11, 94%-няя серная кислота, ямиловый спирт, каолин БП-84, водный раствор хлоридя бария 32 мас,%, В 100 mr филь трата добавляют
94%-ную серную кислоту в количестве 5,2 г, перемешивают, затем добавляют 80 мл ямилового спирта, смесь встряхивают в делительной воронке, отстаивают и сливают нижний слой.
Верхний слой помещают в емкость с мешалкой, добавляют 0,8 r раствора хлорида бария и тщательно перемешивают, Осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием, Аналогичные операции проводят при расходах серной кислоты 246 и 392 г/л н пересчете на моногидрат. Процессы ведут при температуре окружающей среды.
Результаты по степени обесцвечивания фильтратов (%) и выходу лака представлены в табл.3.
Как видно из табл.3, при введении
49 г H SO на литр сточных вод выход лака минимален, в связи с чем применение меньшего расхода кислоты нецелесообразно. Превышение расхода более 392 г/л .также нецелесообразно в связи с возможным осмолением экстрагента.
П р и М е р 4, Исходные материалы те же, что и в примере 1, Приспособление: емкость с,рубашкой для охлаждения, емкость с мешалкой, В 100 мл фильтрата добавляют серную кислоту в эквивалентном количестве к содержащимся в фильтрате ионам натрия, перемешивают и добавляют
80 мл амилового спирта, смесь охлаждают до — 5 С при перемешивании в течение 30 мин, отделяют от нее выпавшие кристаллы глауберовой соли отстаиванием или фильтрацией, отделяют от водного раствора верхнюю (органическую) фазу, помещают ее в емкость с мешалкой и добавляют карбонат кальция в количествах, указанных в табл.1, смесь перемешивают, осадок окрашенного вещества отделяют отстаиванием или фильтрацией, Аналогичные о о операции проводят при — 3 С и — 8 С.
Выход лака, содержание окрашенного вещества в нем, степень извлечения окрашенных веществ из сточных вод,выход глауберовой соли сведены в табл.4 °
Ляк окрашивает бумагу в различные цвета в зависимости от используемых сточных вод и по качественным показателям не уступает имеющимся промьплленным образцам ня основе ToBBDHbJx
143207б красителей, при этом сохраняются все основные преимущества известного способа, Потребительские свойства лака существенно улучшаются зя счет понышения содержания красящего вещества в лаке в 3, 3-1 2, 1 ряз по сравнению с из— вестным способом (с 3,85-7,8 до
25,9-4б,8 мяс. ), отсутствия в нем солей щелочных металлов, достигаемого по приемам способа, дальнейшего расширения цветовой гаммы лаков за счет использования сточных нод всех кислотных красителей, в т.ч, и триазиновых и хромовых. При этом расход минерального носителя уменьшен в
10 раз (примеры 1-2).
По предлагаемому способу достигается не только значительно более полняя утилизация сточных нод по степени обесцнечивания (табл. 1), но и утилизация содержащихся н сточной воде ионов щелочных металлов, в результате чего происходит не дополнительное засоление, а наоборот обесцвечивание воды на 70-80 (пример 2) и, тем самым, достигается гораздо более значительный природоохранный эффект, Одновременно предлагаемый способ позволяет наиболее рационально использовать содержащиеся в сточных водах полезные вещества.
По предлагаемому способу имеется возможность достичь высокой степени извлечения окрашенных веществ из сточных вод без ущерба для качества продукта путем добавления к ним избытка серной кислоты. Однако при этом резко снижается количестно выделяемых солей и неоправданно унеличинается расход серной кислоты, которая загрязняет воду.
Вниду высоц кого содержяния окрашенных веществ B сбросных фильтрятях производств красителей, вторичного красочного препарата — лякя может быть получено до 20 от количества основной продукции по различным маркам красителей. В качестве дополнительнот о продукта может быть получеэ но до О,? т с 1 м сточных вод сульфата натрия, Формула изобретения
Способ получения лака из сточных вод производства красителей, содержащих карбокси- или сульфогруппы при остаточной концентрации красителя
1 — 20 г/л, концентрации кислорода
7,25-38,3 г/л и концентрации хлориди сульфат-ионов 89,97-350 г/л, с использованием обработки минеральным носителем — глиной, каолином, бентонитом, белой сажей, отделением осадка
25 красящего вещества, обработкой его хлористым кальцием или гидроокисью бария и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации крася3О щего вещества в лаке, удаления минеральных солей из сточных воц и утилизаЦии отработанной серной кислоты, сточные воды последовательно обрабатывают серной кислотой в количестве
49-392 г/л в пересчете ня моногидрат
9 амиловым спиртом при объемном соотношении воды и спирта 10:1-10:15 соото ветственно при . (-) 3-(-) 8 С с дальнейшим отделением осадка глауберовой
40 соли и разделением органической и водной фяз, а обработке минеральным носителем подвергают органическую фазу.
143207б
3 % и
Л 8 к й
I CC
aal о
М Ю о
3, СЪ
О 10 о о о
Л ео
О
Л CO СЧ ь CO е е е ° е а
° «4
О о
° е о о о о
an an an an а е е е
СЧ СЧ СЧ СЧ
0О е о
С") ф CO
° ° е о о
РЪ С Ъ
00 е о
С Ъ в е
ССЪ
СЧ ф а о о
00 о е е ° . л л в в ь
О\ ь е
СЧ
СЧ СЧ СЧ е л е о о о
СЧ е
D о о е е е л а сЪ О О л сч an сч ф
Р 1 С Ъ М Ъ л е е ,С Ъ С Ъ Се1 иЪ о о о ф о е е е е
СЧ СЧ CV в
В В В В О1 в сч о ф е е е е е
CO Ch Ch ф
В В В В О1
МЪ е л
МЪ а Сч а л е е л 1 я Л an Ct е
1 К D
M СЧ р Ch
CO л
CO а а а а w е . е е! е е
СеЪ С Ъ ССЪ С"Ъ СЧ л л л в о е
О\ е о л в
0Ъ иЪ е е о о сЪ О
° \ е о о
СЧ е
D иЪ е о о . о о о а л е е е е
00 СЮ ф ф В о е
СЧ о е в л е ь
f4 л е
СЧ о
3м
1÷ Ф
0Ъ * Л л е е е о а сч сч
С Ъ Ф С Ъ С"Ъ ф ф л е е е о î е
ССЪ ССЪ СЧ
О О съ е е е а а Оъ а а an а
3и 33 38
:3 аИ а3
3 3 съ а л
143207б
Й о
O м
СО л л
L 4
««l а
«о»
f o о «1 о
Ф
«lj
«» ««4
v a о.ф е к а ф о
I и М о л
«Ч
« 1
O о
«а1
5o 3
О & 6
v 4 5
«к -Е
РО О4
К ««« - V ««I
С л
«»« о а л о о л а л о
00 О о в л л а о и 00 о «o,.v
6««ЙЮМ4
eve
g I«I 5««,«0 1 о а
\С о о а л
И
О
Ф
Ф и 6»
О ф 4
ЧЪ а
О\
« 1 а
5 9 ф )à к о л
D о
EA
A л
4 Ц о"а о о л л о а о л
««Ъ и
«Ч
v
В
0 е о
««Ц
l и
««
««
0: О о ю ьво
«ф" о ае
gR I
g v
owl
CPl H «" 1 л л \ф а0 Ц
00 а ° а
С»« и и
«е о о л л л а о «««v о о о .о л а .л о
00 ОО
5
Я з
О
Ь; А
М
Ц о
v о
5 ръ о v о
v !й
1 к о
1 2!
432076
Т а б л и и а 2
Выход пасты
Темп еСтепень обесцвеНоситель ратура, Г чин ания ака с сточной 1 л воды,% фильтрата активного оранжевого
ЖШ,г
275
91,5 45,3
Глина -5
275
45,3
91,5
Каолин
Бенто275
45,3
91,5 нит
Белая сажа
БС-Ml
212
43,1
С9,2
Белая сажа
БС-М2
296
46,2
93,6
Т а блица 3
Степень обес- Выход пасты пересчете на лаке, 7 моногид рат,моль/л
24,0 31,8
39,3 31,8
49,9 31,8
50,3
88,2
256
3.92
97,1
П р и м е ч а н и е, При увеличении степени извлечения окрашенных веществ, например, с
98 до 99Х, т.е. на 17., остаточное содержание загрязнения снижается в 2 раза — на 507,, При высоких значениях степени извлечения дальнейшее, хотя и небольшое численно, ее повышение дает значительный природоохранный эффект.
Введено серной кислоты, г/л в цвечивания сточной воды производства активного оранжевого ЖШ лака с
1 л фильтра та, r
Выход глауберовой сопи с!л фильтрата,г одерание крашеного вео ества.!
1432076
Та блица 4
Содержание окрашенных веществ о в лаке, %, при температуре, С
Коли. ество
Г1ример кислоты
94%-ной, г/л
94,00 94,40
99,20 99,26
99,30 99,43
99,95 99,96
30,9
25,9
38,4
30,2
99,60 99,7Q
46,6
32,5
32,7
32,3
97,10
99,20
95,20
89,00
97,91
99,30
96,00
90,01
32,4
32,4
32,2
30,0
30,9
30,6
34,8
34,7
34,3
Т а б л и ц а 5
Выход продуктов с 1 л сточных вод проиэводства о красителей при температуре, С
Пример
-5 -8
Глауберова соль (на безводный сульфат), г
Красочный лак, г
150
130 140
180 190
31,6
38,9
200
64
25,4
40
50
33 8
22,0
110
120
130
40,8
110
120
130
100
31,0
28,3
100
140
130
150
100,9
280
290
300
1-0
30
1 167,5
2 209,5
3 94,7 .
4 88,8
5 150,8
6 150,8
7 125,7
8 125,7
9 168,0
Степень иэвлеч ения окрашенных о веществ, %, при температуре, С
95,00
99,30
99,50
99,97
99,80
98,41
99,42
97,30
90,99
30,4 30 5
25,3 25,7
38,8 38,1
30,1 30,4
46,7 46,9
