<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze voor het recycleren van driewaardig ijzerhoudend slib"
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het recycleren van driewaardig ijzerhoudend slib.
Dergelijk ijzerhoudend slib ontstaat in grote hoeveelheden bij de produktie van drinkwater en ook bij de produktie van proceswater, in het bijzonder wanneer hiervoor uitgegaan wordt van ijzerhoudend grondwater.
Afhankelijk van de herkomst van dit water kan het slib tevens relatief grote hoeveelheden calciumcarbonaat bevatten. Teneinde de ont'./aterbaarheid van het slib en de vastheid van het ontwaterde produkt te verhogen wordt verder regelmatig een kalkconditionering toegepast hetgeen dus ook in een verhoogd calciumcarbonaat gehalte resulteert.
Voor het recycleren van dit ijzer-en meestal kalhoudend slib wordt dit slib in zoutzuur opgelost zodanig dat een ijzer (III) chloride oplossing verkregen wordt die meestal dus ook calciumchloride bevat. Een dergelijke oplossing kan dan bijvoorbeeld toegepast worden in waterzuiveringsinstallaties voor het conditioneren van het te ontwateren zuiveringsslib en voor de defosfatering van het te zuiveren water. Thans wordt hiervoor voornamelijk gebruik gemaakt van een commerciele 40 % ijzer (III) chloride oplossing.
Het doel van de uitvinding bestaat er nu in een nieuwe werkwijze voor het behandelen van ijzerhoudend slib voor te schrijven die toelaat op basis van een dergelijk slib een ijzer (III) chloride oplossing te bereiden met een voldoend hoog ijzer (III) chloride gehalte, zelfs indien het ijzerhoudend slib een relatief grote hoeveelheid calciumcarbonaat bevat.
Tot dit doel is de werkwijze volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat men genoemd ijzerhoudend slib in een eerste fase met zoutzuur aanzuurt tot
<Desc/Clms Page number 2>
een voorafbepaalde pH-waarde groter dan pH 3, men het aangezuurde slib filtreert tot een waterfase en een slibkoek wordt verkregen en men in een tweede fase deze slibkoek verder met zoutzuur aanzuurt totdat een ijzer (III) chloride oplossing verkregen wordt.
Gevonden werd dat door het aanzuren tot een pH groter dan 3 een groot gedeelte van de buffercapaciteit van het slib afgebroken wordt, d. w. z. voornamelijk kalk en dergelijke, zonder dat het driewaardig ijzer in oplossing komt. Door het afscheiden van het water van de zoutzuuroplossing die nodig is om de buffer capaciteit van het slib af te breken en van het hierbij gevormde reactiewater kan, na verder aanzuren, een ijzer (III) chloride aplossing verkregen worden met een hoger ijzerchloride gehalte.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding filtreert men het aangezuurde slib tot een droge stofgehalte van 40 tot 70 gew. %, en in het bijzonder tot een droge stofgehalte van 50 tot 65 gew. %.
Afhankelijk van het kalkgehalte van het ijzerhoudend slib is het op deze manier zelfs mogelijk een ijzer (III) chloride oplossing met ongeveer 40 gew. % ijzerchloride te verkrijgen.
Verder bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving van enkele bijzondere uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt echter uitsluitend als voorbeeld gegeven en is dus duidelijk niet bedoeld om de draagwijdte van de uitvinding te beperken.
Algemeen wordt in de werkwijze volgens de uitvinding uitgegaan van driewaardig ijzerhoudend slib
EMI2.1
dat bij de produktie proceswater ontstaat. Dit slib kan naast het Fe tevens een belangrijke hoeveelheid CaCO3 bevatten of eventueel nog andere
<Desc/Clms Page number 3>
carbonaten of hydroxydes. Het slib dat bijvoorbeeld afkomstig is van de drinkwaterproduktie door PIDPA in Vlaanderen bevat een hoeveelheid CaCO3 dat varieert tussen 40 en 60 gew. % en een hoeveelheid Fe (OH) 3 varierend tussen 60 en 40 gew. %.
Om ook bij dergelijke hoge gehaltes aan Cacao, toch nog een voldoende hoeveelheid Feel3 te verkrijgen in de te bereiden FeCl-oplossing, wordt volgens de uitvinding het ijzer (III) houdend slib in een eerste fase met zoutzuur aangezuurd tot een voorafbepaalde pH-waarde groter dan 3. Vastgesteld werd dat op deze manier de aanwezige carbonaten tot hun chloride vorm omgezet worden terwijl het Fe (OH) j in zijn onoplosbare vorm blijft. Het bij de reactie met zoutzuur gevormde water en het water dat met de zoutzuuroplossing toegevoegd werd, wordt dan vervolgens afgefiltreerd. Hierbij wordt eventueel het droge stofgehalte van het aangezuurde slib verhoogd tot een gehalte groter dan het initieel droge stofgehalte van het ijzerhoudend slib.
In een tweede fase wordt het slib dan verder met zoutzuur aangezuurd totdat een FeCl-oplossing verkregen wordt met daarin dus eventueel ook CaCl,. Doordat tussen beide aanzuringsfasen een gedeelte van het water afgescheiden wordt, zal het gehalte aan Fecal3 in de uiteindelijke oplossing groter zijn dan indien geen water afgescheiden werd.
Bij voorkeur wordt in de eerste fase het slib aangezuurd tot een pH van 3, 5 tot 6, en in het bijzonder tot een pH van 4 tot 5, terwijl in de tweede aanzuringsfase de bij het affiltreren ontstane filterkoek verder aangezuurd wordt tot een pH van 0 tot 1.
Het in de eerste fase aangezuurde slib wordt bij voorkeur gefiltreerd tot een droge stofgehalte van 40 tot 70 gew. % en in het bijzonder tot een droge stofgehalte van 50 tot 65 gew. %. Gevonden werd dat het
<Desc/Clms Page number 4>
op deze manier steeds mogelijk is met een 30 % Hel- oplossing een FeCl-oplossing te bereiden waarvan de FeCl-concentratie ten minste 20 gew. % bedraagt, zelfs indien het Fe (OH) -gehalte van het ijzerhoudend slib slechts minimaal 40 gew. % bedraagt.
Indien het droge stofgehalte van het ijzerhoudend slib minder dan 30 gew. % bedraagt, bijvoorbeeld slechts 10 tot 25 gew. %, wordt dit slib bij voorkeur eerst gefiltreerd tot een droge stofgehalte van 35 tot 55 gew. %. Zowel bij deze voorafgaandelijke filtratiestap als bij de filtratie van het aangezuurde slib kan gebruik gemaakt worden van centrifuges, filterpersen of van zeefbandpersen, waarbij het gebruik van filterpersen wel de voorkeur geniet.
Bij voorkeur wordt het aangezuurde slib eerst gezeefd alvorens dit te filtreren om aldus daarin eventueel aanwezige grove deeltjes zoals onoplosbare plantenresten afkomstig van lagunering, steentjes uit filtratielagen, enz. te verwijderen.
De uiteindelijk verkregen FeCl3-oplossing kan verder ook nog op een geschikte filter gefiltreerd worden om eventueel daarin nog aanwezige vaste deeltjes af te scheiden.
Hierna wordt ter illustratie van de uitvinding nog een specifiek voorbeeld beschreven.
Voorbeeld
In dit voorbeeld wordt uitgegaan van ijzer- (III) houdend slib ontstaan bij de grondwaterwinning door PIDPA te Kapellen. Dit slib bevatte ongeveer 40 gew. % Fe (OH) 3 en ongeveer 60 gew. % CaCOg en had een droge stofgehalte van 27, 5 gew. %.
In een eerste fase werd dit slib met een HO % Cl-oplossing aangezuurd tot pH 5. Vervolgens werden de aanwezige grove deeltjes afgezeefd en werd het aangezuurde slib met behulp van een filterpers tot een droge stofgehalte van 65 gew. % afgeperst. In een laatste fase
<Desc/Clms Page number 5>
werd het slib dan verder met de HC1-oplossing aangezuurd tot een pH van ongeveer O. Het FeC13 gehalte in de aldus verkregen oplossing bedroeg ongeveer 24 gew. %.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method for recycling trivalent ferrous sludge"
The invention relates to a method for recycling trivalent ferrous sludge.
Such ferrous sludge is produced in large quantities in the production of drinking water and also in the production of process water, in particular when this is based on ferrous groundwater.
Depending on the origin of this water, the sludge can also contain relatively large amounts of calcium carbonate. In order to increase the digestibility of the sludge and the firmness of the dewatered product, a lime conditioning is furthermore regularly used, which thus also results in an increased calcium carbonate content.
To recycle this iron and usually sediment-containing sludge, this sludge is dissolved in hydrochloric acid in such a way that an iron (III) chloride solution is obtained, which usually also contains calcium chloride. Such a solution can then be used, for example, in water purification plants for conditioning the sewage sludge to be dewatered and for dephosphating the water to be purified. Currently, a commercial 40% iron (III) chloride solution is mainly used for this.
The object of the invention now consists in prescribing a new method for the treatment of ferrous sludge which allows to prepare an iron (III) chloride solution with a sufficiently high iron (III) chloride content, based on such a sludge. if the ferrous sludge contains a relatively large amount of calcium carbonate.
For this purpose, the process according to the invention is characterized in that said ferrous sludge is acidified in a first phase with hydrochloric acid to
<Desc / Clms Page number 2>
a predetermined pH value greater than pH 3, the acidified sludge is filtered until an aqueous phase and a sludge cake is obtained, and in a second phase this sludge cake is further acidified with hydrochloric acid until an iron (III) chloride solution is obtained.
It has been found that by acidifying to a pH greater than 3, a large part of the buffer capacity of the sludge is degraded, d. w. z. mainly lime and the like, without the trivalent iron dissolving. By separating the water from the hydrochloric acid solution required to break down the buffer capacity of the sludge and from the reaction water formed thereby, after further acidification, an iron (III) chloride solution with a higher iron chloride content can be obtained.
In a special embodiment of the method according to the invention, the acidified sludge is filtered to a dry matter content of 40 to 70 wt. %, and in particular up to a dry matter content of 50 to 65 wt. %.
Depending on the lime content of the ferrous sludge, it is even possible in this way for an iron (III) chloride solution with about 40 wt. % iron chloride.
Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description of some special embodiments of the method according to the invention. However, this description is given by way of example only and is thus clearly not intended to limit the scope of the invention.
The process according to the invention generally starts from trivalent ferrous sludge
EMI2.1
that process water is produced during production. In addition to the Fe, this sludge can also contain an important amount of CaCO3 or possibly others
<Desc / Clms Page number 3>
carbonates or hydroxides. For example, the sludge that comes from the drinking water production by PIDPA in Flanders contains an amount of CaCO3 that varies between 40 and 60 wt. % and an amount of Fe (OH) 3 ranging between 60 and 40 wt. %.
In order to obtain a sufficient amount of Feel3 in the FeCl solution to be prepared, even at such high levels of cocoa, according to the invention the iron (III) sludge is acidified in a first phase with hydrochloric acid to a predetermined pH value. then 3. It was determined that in this way the carbonates present are converted to their chloride form while the Fe (OH) j remains in its insoluble form. The water formed in the reaction with hydrochloric acid and the water added with the hydrochloric acid solution is then filtered off. The dry matter content of the acidified sludge is optionally increased to a content greater than the initial dry matter content of the ferrous sludge.
In a second phase, the sludge is then further acidified with hydrochloric acid until a FeCl solution is obtained, which optionally also contains CaCl 2. Because part of the water is separated between the two acidification phases, the content of Fecal3 in the final solution will be greater than if no water was separated.
Preferably, in the first phase, the sludge is acidified to a pH of 3.5 to 6, and in particular to a pH of 4 to 5, while in the second acidification phase, the filter cake resulting from the filtration is further acidified to a pH of 0 to 1.
The sludge acidified in the first stage is preferably filtered to a dry matter content of 40 to 70 wt. % and in particular up to a dry matter content of 50 to 65 wt. %. It was found that it
<Desc / Clms Page number 4>
in this way it is always possible to prepare a FeCl solution with a 30% Hel solution whose FeCl concentration is at least 20 wt. %, even if the Fe (OH) content of the ferrous sludge is only at least 40 wt. %.
If the dry matter content of the ferrous sludge is less than 30 wt. % is, for example, only 10 to 25 wt. %, this sludge is preferably first filtered to a dry matter content of 35 to 55 wt. %. Both in this preliminary filtration step and in the filtration of the acidified sludge, centrifuges, filter presses or sieve belt presses can be used, the use of filter presses being preferred.
Preferably, the acidified sludge is first sieved before it is filtered so as to remove any coarse particles therein, such as insoluble plant residues from lagooning, stones from filtration layers, etc.
The FeCl3 solution finally obtained can also be filtered on a suitable filter to separate any solid particles still present therein.
A specific example is described below to illustrate the invention.
Example
This example is based on iron (III) containing sludge created by groundwater extraction by PIDPA in Kapellen. This sludge contained about 40 wt. % Fe (OH) 3 and about 60 wt. % CaCOg and had a dry matter content of 27.5 wt. %.
In a first phase, this sludge was acidified with a HO% Cl solution to pH 5. Then the coarse particles present were sieved and the acidified sludge was filtered to a dry matter content of 65 wt. % extorted. In a final phase
<Desc / Clms Page number 5>
the sludge was then further acidified with the HCl solution to a pH of about O. The FeCl3 content in the solution thus obtained was about 24 wt. %.