Способ получения хлоралюминийсодержащего коагулянта

 

Изобретение относится к способам получения хлоралюминий-содержащих коагулянтов. Способ заключается в электролитическом растворении металлического алюминия под действие постоянного тока в природном бишофите при плотности тока 0,82-4,1 А/дм² в течение 2-30 часов.

Изобретение относится к способу получения хлоралюминийсодержащих коагулянтов для очистки сточных вод от жидких и твердых диспергированных веществ, в частности от нефтепродуктов, от природных взвешенных веществ и коллоидных примесей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения хлоралюминийсодержащего коагулянта, включающий проведение электролиза при воздействии постоянного тока на электролит, содержащий хлориды металлов, и использовании алюминиевых электродов.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, относятся относительно большое содержание алюминия в готовом коагулянте (дорогом компонент), а также высокая коррозионная активность получаемого продукта.

В предлагаемом изобретении решается важная задача разработки экономически выгодных способов получения хлоралюминийсодержащего коагулянта, служащего для очистки сточных вод от жидких и твердых диспергированных веществ.

При реализации предлагаемых способов получения хлоралюминийсодержащего коагулянта получают следующий технический результат: сокращается общее время на получение готового коагулянта, содержание алюминия в готовом продукте в 2-3 раза меньше, чем в гидроксихлориде алюминия (ГОХА), полученный коагулянт обладает малой коррозионной активностью из-за отсутствия соляной кислоты.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что хлоралюминийсодержащий коагулянт получают путем электролиза на алюминиевых электродах в природном бишофите ГОСТ 7759-73 при плотности постоянного тока 0,82-4,1 А/дм² в течение 2-30 часов.

Природный бишофит представляет собой светлую или светло-желтую сиропооборазную жидкость и имеет следующий состав: компоненты г в 1 л воды CaCl₂ 7,42 KCl 0,02 Br₂ 0,10 MgCl₂ 77,55 CaCO₃ 0,05 CaSO₄ 1,07 По предлагаемому способу получения хлоралюминийсодержащих коагулянтов алюминий электролитически растворяют в природном бишофите при постоянном ток. При этом напряжение на аноде не превышает потенциала выделения хлора и кислорода.

При электролизе природного бишофита или его смеси с соляной кислотой или продуктом растворения алюминия в соляной кислоте, наряду с гидроксихлоридами алюминия образуется Mg(OH)Cl и Mg(OH)₂, кроме этого в щелочной среде могут образовываться в процессе электролитического растворения алюминия, алюминаты магния. Mg(OH)Cl и Mg(OH)₂ обладают флокулирующими свойствами.

Выбранные параметры электролитического растворения металлического алюминия в природном бишофите определяются оптимальными условиями получения коагулянтов, а также эффективностью в применении их при очистке сточных вод.

ПРИМЕР 1. В этом примере обосновывается получение хлоралюминийсодержащего коагулянта путем электролитического растворения алюминия в природном бишофите на алюминиевых электродах.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л природного бишофита и вставляют 4 алюминиевых электрода на расстоянии 20 мм друг от друга. Первый и четвертый электроды подключали к аноду и катоду источника постоянного тока. Процесс электролитического растворения алюминия проводят при плотности тока 1,7 А/дм². Напряжение на электродах устанавливается 1,7 В. Время электролиза в этом режиме равно 7 ч. Полученный продукт имеет вязкую консистенцию с удельным весом 1,19 г/см³ и содержал в пересчете на алюминий 1,66 г/л этого элемента. Расход электроэнергии составил 14,3 Вт/г растворенного алюминия.

ПРИМЕР 2. В этом примере обосновывается получение хлоралюминийсодержащего коагулянта путем электролитического растворения алюминия в природном бишофите на алюминиевых электродах.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л природного бишофита и вставляют 4 алюминиевых электрода на расстоянии 20 мм друг от друга. Первый и последний подключали к аноду и катоду источника постоянного тока. Процесс электролитического растворения алюминия проводят при плотности тока 0,82 А/дм². Напряжение на электродах устанавливается 1,7 В. Время электролитического растворения алюминия в этом режиме равно 30 ч. Полученный продукт имеет вязкую консистенцию с удельным весом 1,22 г/см³ и содержит в пересчете на алюминий 8,61 г/л этого элемента. Расход электроэнергии составил 4,85 Вт/г растворенного алюминия.

ПРИМЕР 3. В этом примере обосновывается получение хлоралюминийсодержащего коагулянта путем электролитического растворения алюминия в природном бишофите на алюминиевых электродах.

В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л природного бишофита и вставляют 4 алюминиевых электрода на расстоянии 20 мм друг от друга. Первый и последний подключали к аноду и катоду источника постоянного тока. Процесс электролитического растворения алюминия проводят при плотности тока 4,10 А/дм². Напряжение на электродах устанавливается 1,7 В. Время электролитического растворения алюминия в этом режиме равно 2 ч. Полученный продукт имеет вязкую консистенцию с удельным весом 1,24 г/см³ и содержит в пересчете на алюминий 2,74 г/л этого элемента. Расход электроэнергии составил 12,3 Вт/г растворенного алюминия.

ПРИМЕР 4. В этом примере обосновывается получение хлоралюминийсодержащего коагулянта путем электролитического растворения алюминия в природном бишофите на алюминиевых электродах. В сосуд емкостью 1,5 л заливают 1 л природного бишофита и вставляют 4 алюминиевых электрода на расстоянии 20 мм друг от друга. Первый и последний подключали к аноду и катоду источника постоянного тока. Процесс электролитического растворения алюминия проводят при плотности тока 4,10 А/дм². Напряжение на электродах устанавливается 1,7 В. Время электролитического растворения алюминия в этом режиме 10 ч. Полученный продукт имеет вязкую консистенцию с удельным весом 1,29 г/см³ и содержит в пересчете на алюминий 2,74 г/л этого элемента. Расход электроэнергии составил 12,2 Вт/г растворенного алюминия.

Исходя из приведенных примеров следует, что способ получения хлоралюминийсодержащего коагулянта, заключающийся в использовании природного бишофита на стадии электролитического растворения алюминия на алюминиевых электродах при постоянном токе в течение 2-30 часов, при плотности тока 0,82-4,1 А/дм², позволяет, во-первых, сократить время получения хлоралюминийсодержащего коагулянта на стадии электролитического растворения алюминия по сравнению с известными способами в 1,5 10 раз, во-вторых, из-за наличия в коагулянтах ионов, присущих природному бишофиту, наблюдается образование продуктов взаимодействия их с алюминием, расширяется интервал значений pH работы полученных коагулянтов, в-третьих, уменьшается коррозионная активность на стадии получения и использования коагулянта. При этом большое наличие ионов магния в коагулянтах за счет природного бишофита способствует тому, что в сильнощелочной среде сточной воды сначала образуется гидроксид магния, который снижает pH среды, после чего начинает работать в качестве коагулянта хлоралюминийсодержащий компонент коагулянта.

Формула изобретения

Способ получения хлоралюминийсодержащего коагулянта, включающий проведение электролиза при воздействии постоянного тока на электролит, содержащий хлориды металлов, и использовании алюминиевых электродов, отличающийся тем, что в качестве электролита, содержащего хлориды металлов, используют природный бишофит и процесс проводят при плотности тока 0,82 4,1 А/дм² в течение 2 30 ч.