DE69407810T2 - Verfahren zur aufbereitung von säurehaltigen flüssigkeiten zur herstellung eines handelsprodukts - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung von säurehaltigen flüssigkeiten zur herstellung eines handelsproduktsInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Ablaugen und ein Verfahren zur Herstellung von Mitteln zur Wasserreinigung und anderen damit verbundenen wertvollen, kommerziellen Produkten und die sich daraus ergebenden Stoffe und Produkte.
- Wäßrige Ablaugen, welche gelöste Aluminium- und/oder Eisenverbindungen enthalten, entstehen großtechnisch in verschiedenen Industriebereichen und werden hauptsächlich als Abfallprodukte betrachtet. Ein Beispiel hierfür ist die Ablauge, die bei der Behandlung von Aluminiumsilikat- oder Aluminiumferrosilikat-Mineralien mit Säuren, wie z.B. der Schwefelsäure oder Salzsäure entsteht. Hierbei wird die Oberfläche der Mineralien vergrößert und für unterschiedliche Anwendungen, wie z.B. für die Reinigung von Speiseölen oder für Anwendungen in der Papierbeschichtung vorbereitet. Die sich dabei ergebende Ablauge enthält eine beträchtliche Menge gelöster Aluminium- und/oder Eisenverbindungen. Diese Ablauge kann durch Kalk neutralisiert werden, wobei dann ein Kuchen oder Schlamm zur Ablagerung in der Mülldeponie entsteht. Ein weiteres Beispiel ist Bergwerksablauge, die eine erhebliche Menge gelöster Eisenverbindungen enthalten kann. Diese kann zur Schlammbildung gleichermaßen mit Kalk neutralisiert werden. Der Schlamm wird dann üblicherweise belüftet, um das Eisen in seine dreiwertige Form zu überführen und nach dem Absetzen als festes Abfallprodukt in der Deponie entsorgt. Beiz ablaugen beinhalten ebenso eine erhebliche Menge gelöster Eisenverbindungen. Die Entsorgung solcher Abfallprodukte ist mit großem finanziellen Aufwand verbunden und ist in ökologischer Hinsicht nicht mehr zeitgemäß. Es würde deshalb für die Industrie und Umwelt von beträchtlichem Nutzen sein, diese und andere ähnliche Ablaugen als Rohstoffe zur weiteren Verarbeitung benutzen zu können.
- Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Behandlung wäßriger Ablaugen, welche gelöste Aluminium- und/oder Eisenverbindungen enthalten, wodurch sich als Produkt Aluminium- und/oder Eisensulfat für die Reinigung von Abwasser ergibt. Das Verfahren ist durch die Kombination der folgenden Schritte charakterisiert, die umfassen: Zugabe eines basischen Stoffes zur Ablauge, wodurch die gelösten Aluminium- und/oder Eisenverbindungen als Aluminium- und/oder Eisenwertstoffe ausgefällt werden, Abtrennen des Niederschlages in Form eines Kuchens oder Schlamms von der verbleibenden Ablauge, Behandeln des Kuchens oder Schlamms mit Schwefelsäure zur Wiederauflösung der Aluminium- und/oder Eisenwertstoffe unter Bildung von gelöstem Aluminium- und/oder Eisensulfat und Abtrennen des suspendierten Feststoffes von der Lösung.
- Eine für die erfindungsgemäße Behandlung bestens geeignete Ablauge entsteht bei der Säurebehandlung von Aluminiumsilikat- oder Aluminiumferrosilikat-Mineralien, wie den Smektiten, Kaoliniten, Attapulgiten, Sepioliten oder ähnlichen Mineralien und besonders bei der Säurebehandlung von Smektiten und Montmorilloniten. In diesem Fall ergibt sich zur Abwasserreinigung Aluminiumsulfat oder Aluminium/Eisensulfat. Bei Ablaugen aus rein eisenhaltigen Quellen, wie der obig genannten Bergwerksablauge, die bis zu ca. 1000 mg/l Fe und bis zu ca. 4000 mg/l Sulfat oder mehr enthalten kann, ergibt sich Eisensulfat als Produkt zur Abwasserreinigung. Die Erfindung wird im weiteren unter besonderem Bezug zur Behandlung von Ablaugen, welche aus der Säurebehandlung von Montmorillonit-Tonmineralien entstehen, dargestellt. Jedoch soll die Beschreibung, falls erforderlich, so verstanden werden, daß sie die Behandlung von Ablaugen aus der Säurebehandlung anderer obig genannter Materialien, sowie auch anderer Aluminium und/oder Eisen enthaltender Ablaugen betrifft, vorausgesetzt, daß der Zusammenhang nichts anderes verlangt. Die Ablauge kann einen pH-Wert unterhalb von 4, aber gewöhnlich unterhalb von 3, z.B. von 0,5 bis 3, haben.
- Der Ausdruck "Ablauge" wird praktischerweise benutzt, um den Bezug zu flüssigen Abwässern aus Industrie-Anlagen oder Bergwerken, wobei in diesen ein beliebiger Feststoff aufgeschlämmt sein kann, herzustellen.
- Die Montmorillonit-Tonmineralien, die auch die Bentonite umfassen, sind Mineralien mit einer Schichtstruktur, die aus einer Aluminiumschicht in oktaedrischer Koordination und zwei, durch gemeinsame Sauerstoffatome damit verbundene Siiziumschichten in tetraedrischer Koordination, aufgebaut ist. Das Aluminium in der oktaedrischen Schicht ist teilweise durch Eisen substituiert, kann aber auch durch Magnesium oder andere Atome substituiert werden. Das Silizium in der tetraedrischen Koordination kann teilweise durch Aluminium substituiert werden. Solche Mineralien haben eine enorme Oberfläche, die durch Säurebehandlung für eine Vielzahl von Anwendungen noch weiter vergrößert werden kann. Die Säurebehandlung bewirkt ein Herauslösen von Aluminium und Eisen, vorzugsweise aus der Schicht mit oktraedrischer Struktur. Wenn, wie üblich, Schwefelsäure verwendet wird, enthält die Ablauge aus dieser Säurebehandlung gelöstes Aluminium- und Eisensulfat. Die einwirkende Säure kann hierzu alternativ Salzsäure oder eine andere starke Mineralsäure oder auch eine geeignete starke organische Säure sein, wobei sich dann jedoch die Zusammensetzung der sich ergebenden Ablauge dementsprechend unterscheidet. Eine typische Ablauge, welche sich aus der Säurebehandlung eines Montmorillonit-Minerals ergibt, kann 0,5 bis 4 Gew.-%, z.B. 1,5 Gew.-%, Al&sub2;O&sub3;, 0,2 bis 3 Gew.-%, z.B. 0,8 Gew.-%, Fe&sub2;O&sub3; und einen Gehalt an freier Säure von 0,5 bis 2 Gew.-%, z.B. 1 Gew.-%, haben. Die obigen Prozentzahlen beziehen sich dabei selbstverständlich auf die Mengen als Oxide. Die gleiche Festlegung gilt für die weitere Beschreibung, wenn aus dem Zusammenhang nichts anderes hervorgeht.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Ablauge eine ausreichende Menge eines basischen Stoffes gegeben, um die Aluminium- und Eisenwertstoffe, gewöhnlicherweise als Hydroxide oder wasserhaltige Oxide auszufällen. Als ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung wird der basische Stoff so gewählt, daß in Reaktion mit den Alumuminium- und/oder Eisenverbindungen lösliche Verbindungen entstehen, die die Anionen der Aluminium- und/oder Eisenverbindungen enthalten, so daß diese Anionen dann im wesentlichen in der Stammablauge in Lösung bleiben. Das basische Material ist vorzugsweise eine Magnesiumverbindung, wie Magnesiumcarbonat, in geeigneter Weise in Form von Magnesit, Magnesiumhydroxid oder eine andere Magnesiumverbindung. Es zeigt sich, daß basische Kalziumverbindungen für den erfindungsgemäßen Gebrauch relativ ungeeignet sind. Kalziumsulfat z.B. ist nur mäßig löslich und birgt hinsichtlich des Abtrennens Probleme. Das Ausfällen der Eisen- und/oder Aluminiumwertstoffe kann bei Raumtemperatur oder der Temperatur der Ablauge, die z.B. von 10 bis soac reichen kann, durchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, den Niederschlag abzufiltrieren, obwohl die Separation des Schlamms auch durch andere Methoden, wie etwa Absitzenlassen und darauffolgende Dekantierung, erreicht werden kann. Der Schlamm kann im weiteren entwässert werden, um daraus einen Kuchen herzustellen. Bei Magnesiumverbindungen kann es vorteilhaft sein, wenn durch eine absichtlich unvollständige Separation der Stammablauge vom Niederschlag eine kleine Menge an gelöstem Magnesium im Kuchen oder Schlamm zurückbleibt, wie weiter unten noch ausgeführt wird.
- Eine typische Zusammensetzung für den Filterkuchen, der so nach der Schwefelsäurebehandlung eines Montmorillonit-Minerals entsteht, kann sein:
- Al&sub2;O&sub3; 2 - 20 Gew.-%
- Fe&sub2;O&sub3; 1 - 15 Gew.-%
- SiO&sub2; 0,2 - 5 Gew.-%
- MgO 0,5 - 8 Gew.-%
- Andere 5 - 20 Gew.-%
- Rest Wasser
- Der Kuchen oder Schlamm mit Aluminium- und/oder Eisenverbindungen, der wie obig beschrieben hergestellt wurde, wird vorzugsweise mit einer geeigneten Menge Schwefelsäure und Wasser vermischt, um die Aluminium- und/oder Eisenverbindungen wieder zu lösen. In bevorzugter Weise erfolgt während des Lösevorganges eine Selbsterhitzung, ohne jedoch ein Sieden im Bereich des Prozeßdruckes, der der Umgebungsdruck oder auch ein erhöhter Druck sein kann, zu verursachen. Vorzugsweise wird die Schwefelsäure soweit verdünnt, daß eine Temperatur von wenigstens 50ºC, besonders bevorzugt von wenigstens 65ºC und sehr geeignet von wenigstens 70ºC erzeugt wird. Die obere Temperatur kann geeigneterweise unterhalb von 95ºC, besonders bevorzugt unterhalb von 85ºC sein. Es ißt deshalb für gewönlich nicht notwendig, Wärme von außen zuzuführen, um eine ausreichende Lösetemperatur zu erzielen. Eine geeignete Schwefelsäurekonzentration kann bei wenigstens 45 Gew.-%, besonders bevorzugt bei wenigstens 50 bis zu z.B. 65 Gew.-% liegen. Die Säure kann entweder als konzentrierte Säure in Verbindung mit der erforderlichen Menge Wasser oder als vorverdünnte Säure hinzugegeben werden. Die Säuremenge ist vorzugsweise ausreichend groß, um einen Gehalt an freier Schwefelsäure von wenigstens 0,5 Gew.-% zu erzielen. Während der Gehalt an freier Schwefelsäure sogar bis zu 5 Gew.-% betragen kann, wird er vorzugsweise bei weniger als 1 Gew.-% der Produktlösung gehalten. Diese minimale Menge an freier Säure ist für die Stabilität der Produktlösung während der Lagerung erforderlich. Um einen bestimmten Lösezustand zu erzielen, kann es erforderlich sein, daß die Mischung während der Säurebehandlung für wenigstens 15 Minuten und bis zu z.B. einer Stunde gerührt wird. Die Aluminium- und/oder Eisensulfatlösung kann wenigstens 0,5 Gew.-%, oft wenigstens 2 bis 5 Gew.-% an aufgeschlämmtem Feststoff, bezogen auf die Lösung, enthalten und vorzugsweise werden die suspendierten Stoffe entfernt. Die Lösung wird dann vorzugsweise durch einen geeigneten Schlauchabscheider geklärt.
- Während der Säurebehandlung des Tonminerals löst die Säure Aluminium und das meiste des Eisens, wobei sich zeigt, daß der relative Anteil dieser Elemente im Endprodukt kontrolliert werden kann. Dies setzt allerdings voraus, daß die Verdünnung der Schwefelsäure und weitere Bedingungen während des Aufschlusses und/oder die Zusammensetzung der Ablauge oder eine Variation der Zusammensetzung von Ablauge oder Niederschlag durch Zugabe saurer Verbindungen aus Aluminium und/oder Eisen, geeignet gewählt wurden. Der Aluminium- und Eisenanteil kann so auf 4,5 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 8 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und auf 0,5 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 3 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; eingestellt werden. Der Aluminium- und Eisenanteil im Produkt befindet sich somit auch im Rahmen eines Entwurfes zur Spezifizierung eines europäischen Standards für Trinkwasseraufbereitungsmittel enthaltend Aluminium-/Eisensulfat, wobei hier 6,5 bis 7,5 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und 0,9 bis 2,5 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; vorgesehen sind. Es ist jedoch bevorzugt, die Aluminiummenge in der Produktlösung beginnend von 4,5 Gew.-% bis unterhalb von 6,5 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb 6,25 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; und die Eisenmenge beginnend von 0,7 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, bevorzugt 1,0 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% an Fe&sub2;O&sub3; zu kontrollieren, um die Lagerbeständigkeit und die gesamten Aluminium-/Eisenrückstände im gereinigten Abwasser, zu optimieren. In weiterer Hinsicht liefert die Erfindung ein Produkt der Abwasserreinigung, wie es im Anspruch 10 dargestellt ist.
- Es zeigt sich, daß der suspendierte Stoff, der aus der Aluminium- /Eisensulfatlösung entfernt wurde, ein wertvolles Nebenprodukt der Erfindung sein kann. Wenn die Ablauge aus der Säurebehandlung eines Aluminiumsilikat- oder Aluminiumferrosilikat-Minerals, wie etwa eines geeigneten Tonminerals herstammt, zeigt sich, daß der suspendierte Stoff eine beträchtliche oder größere Menge kieselsäurehaltigen Materials enthält, dessen Oberfläche und Poreneigenschaften hinsichtlich Volumen/Durchmesser es zu einem ausgezeichneten Bleichmittel für Öle, insbesondere den Triglycerid-Ölen, wie etwa den genießbaren Gemüseölen, machen. Angesichts der beträchtlichen Mengen, die bisher ausschließlich deponiert wurden, bietet die Erfindung eine wesentlichen zusätzlichen Nutzen. Als weiteres Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung eines Bleichmittels durch obig beschriebene Methoden geliefert. Somit können durch die Erfindung zwei wertvolle Produkte aus einem Abfallprodukt hergestellt werden, welches zudem erhebliche Kosten in der Entsorgung verursacht.
- Es zeigt sich, daß eine kleine Menge des Struktursiliziums des Tonminerals im Produkt dieser Erfindung in gelöster Form vorliegt. Dieses Silizium kann typischerweise in wenigstens 0,02 mg/kg, im allgemeinen in wenigstens 0,05 mg/kg oder mehr, berechnet als Silizium und basierend auf dem Gewicht der Produktlösung, vorliegen. Ein spezifischer Gehalt von 0,11 mg/kg Si wurde bei Verwendung von Montmorillonit erhalten. Liegt lösliches Silizium im Trinkwasser vor, kann sich die Aufnahme von Aluminium in dem Körper vermindern. Die Verwendung des Produktes der Erfindung zur Abwasserreinigung kann lösliches Silizium in das behandelte Abwasser freisetzen und die biologische Wirkung von gelöstem Aluminium vermindern. Alternativ hierzu kann das gelöste Silizium aus der Produktlösung entfernt werden.
- Wenn die Magnesiumsulfatlsung anfangs nicht vollständig aus dem Niederschlag mit den Aluminium- und/oder Eisenverbindungen entfernt wurde, kann eine kleine Menge dieser Verbindung in der Lösung des Endproduktes zurückbleiben. Das Produkt kann für die Reinigung phosphathaltigen Abwassers verwendet werden, da aus dem Magnesiumsulfat dann vorzugsweise Magnesiumphosphat gebildet wird, welches ausfällt. Es ist äußerst vorteilhaft, das Phosphat auf diesem Weg zu entfernen. Der Gehalt an Magnesiumsulfat sollte vorzugsweise bei 0,2 % bis 2,0 Gew.-%, z.B. von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, liegen, berechnet als MgO und bezogen auf Lösungsgewicht.
- Die Vorteile, welche sich aus dem Vorliegen von löslichem Silizium oder Magnesium ergeben, gelten für den gesamten Zusammensetzungsbereich der vorliegenden Erfindung.
- Selbstverständlich können Fachleute bei Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien Eisensulfat als Produkt zur Abwasserreinigung aus eisenreichen Bergwerksschlämmen, Beizablaugen oder anderen Ablaugen, die gelöste Eisenverbindungen enthalten, herstellen.
- Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Produkter zur Abwasserreinigung kann durch Zugabe eines kationischen Polymers erhöht werden. Ein solches Polymer besitzt vorzugsweise eine Ladungsdichte von 4 bis 24 mVal/g und ein Molekulargewicht unterhalb von 100.000, und ist wasserlöslich. Das Polymer kann in einer wirksamen Menge von bis zu 8 oder 10 Gew.-%, z.B. in wenigstens 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lösung, hinzugefügt werden. Die optimale Menge an Polymer ist im Bereich von 4 bis 5 Gew.-%.
- Die erfindungsgemäßen Produkte sind wirksame Mittel zur Abwasserreinigung, welche gegenüber den herkömmlichen Abwasserreinigungssmitteln, wie Aluminiumsulfat, Eisen(III)-sulfat oder Eisen(III)-chlorid, zahlreiche Gebrauchsvorteile haben. Überdies kann die Wirksamkeit dieser Abwasserbehandlungsmittel durch die Modifikation mit einem kationischen Polymer stark erhöht werden. Ein solches Polymer hat vorzugsweise eine kationische Ladungsdichte von 4 bis 24 mVal/g, besonders bevorzugt von wenigstens 7 mVal/g, und ein Molekulargewicht von vorzugsweise weniger als 100.000 und ist wasserlöslich. Das Polymer kann zu der Produktlösung in einer wirksamen Menge von bis zu 8 oder 10 Gew.-% z.B. in wenigstens 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lösung, hinzugefügt werden. Die optimale Polymermenge ist im Bereich von 4 bis 5 Gew.-% sein. Geeignete Polymere können beispielsweise aus der Gruppe der Polyethylenamine, der Polyamidoamine, der Polyvinylamine und der Polydiallylammoniumverbindungen gewählt werden. Besonders geeignete kationische Polymere sind Polydiallyldimethylammoniumchlorid (polyDADMAC) oder geeignete Polyamidoamine, die unter dem eingetragenen Warenzeichen POLYMIN erhältlich sind. Die Polymer-modifizierten Produkte dieser Erfindung übersteigen in ihrer Leistungsfähigkeit zur Abwasserbehandlung deutlich die nicht-modifizierten Produkte und sind hierbei mit Polyaluminiumchlorid (PAC) gut vergleichbar.
- Einige der obig erwähnten Vorteile sind bei der Reinigung besonderer Abwässer offensichtlich. Einige Abwässer haben einen alkalischen oder fast neutralen pH-Wert. Eisen(III)- Sulfat hat eine optimale Wirksamkeit zur Entfernung von organischen Verbindungen bei einem Fällungs-pH-Wert von 5,0 bis 5,5 und deshalb ist es üblich, durch Säurezugabe den pH-Wert dem wirksamen Bereich anzupassen. Dies ist jedoch hinsichtlich der dafür benötigten Betriebsanlagen und Materialien teuer. Das Produkt dieser Erfindung liefert optimale Rückstandsmengen an Aluminium bei einem pH-Wert von 6,5 bis 7,5, wodurch der Säurebedarf für das Verfahren vermindert wird oder sogar gänzlich überflüssig wird. In manchen Dingen ist das Produkt dieser Erfindung dem Aluminiumsulfat in seiner Wirksamkeit sehr ähnlich. Jedoch sind, wenigstens bei einem pH-Wert von 6,5 bis 7, die Aluminiumrückstände bei Gebrauch des Produktes dieser Erfindung, unerwarteterweise niedriger als bei Gebrauch von Aluminiumsulfat. Abwässer, welche mit dem Produkt der vorliegenden Erfindung gereinigt wurden, haben eine bessere Farbe und eine bessere Phosphatentfernung als jene Abwässer, bei denen Eisen(III)-Chlorid benutzt wurde. Ebenso ergibt sich hierbei ein vergleichsweise niedrigeres Gewicht und Volumen des Schlammes. Im bevorzugten Zusammensetzungsbereich werden mit dem Produkt dieser Erfindung in besonderer Weise die rückbleibenden Aluminiumwertstoffe optimiert. Läge ein höherer Eisengehalt vor, würde die Trübung des behandelten Wassers nachteilig beeinflusst werden, wodurch eine Anpassung des Säuregehaltes notwendig wäre. Dadurch, daß Abfall als Rohmaterial verwendet wird, ergeben sich für das Produkt der Erfindung schon von vorneherein wirtschaftliche Vorteile.
- Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Abwasserreinigung mit dem erfindungsgemäßen Produkt und zum Vergleich mit damit konkurrierenden Abwasserreinigungsmitteln. Das Produkt der Erfindung war eine klare wäßrige Lösung, mit 6 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, 2 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, 1,5 Gew.-% MgO, 0,5 Gew.-% freie Schwefelsäure und 0,1 mg/kg löslichem Siliciumdioxid, bei einer relativen Dichte von 1,32. Es wurde aus der Ablauge, der Schwefelsäurebehandlung eines Montmorillonit-Tonminerals hergestellt. Durch geeignete Zusätze an Aluminiumsulfat, Eisen(III)-Sulfat und Wasser wurde die gewünschte Produktzusammensetzung erreicht. Magnesiumhydroxid wurde benutzt, um die Aluminium/Eisenwertstoffe auszufällen. Der Niederschlag, welcher gelöstes Magnesiumsulfat enthielt, wurde von der Stammablauge durch Filtration abgetrennt. Der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen, in 96 Gew.-% Schwefelsäure wieder gelöst und aus der sich ergebenden Lösung wurden die verbliebenen Feststoffe, einschließlich Siliciumdioxid, wieder abfiltriert. In einem Teil des Produktes wurden 4 Gew.-% PolyDADMAC gelöst.
- Das zu behandelnde Abwasser war ein Oberflächenabwasser und hatte einen pH-Wert von 8,2, eine Hazen-Farbzahl von 50,4, eine Trübung von 4,8 NTU, eine UV-Transmission von 69,2 %, eine Basizität von 210 mg CaCO&sub3;, eine Härte von 250 mg CaCO&sub3;, einen Phosphatgehalt von 3,5 mg/l PO&sub4;, einen Eisengehalt von 0,04 mg/l, einen Aluminiumgehalt von 0,15 mg/l und einen Mangangehalt von 0,015 mg/l.
- Das Produkt dieser Erfindung wurde benutzt, um Proben dieses Abwassers bei einer Produktkonzentration von 0,04 Gew.-% und einer Einsatzmenge von 30 bis 80 mg/l zu reinigen. Das gereinigte Wasser wurde hinsichtlich der Flockenqualität (A bis F) nach einer bestimmten Zeit der Flockungsbehandlung bei 60 U/min oder 15 U/min und hinsichtlich verschiedener anderer Merkmale nach 30 Minuten Setzzeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1
- Proben weichen Hochlandwassers wurden bei einem pH-Wert von 5,5 unterschiedliche Mengen des erfindungsgemäßen Produktes oder Aluminiumsulfates beigemengt. Das verbliebene Aluminium nach der Reinigung wurde bestimmt und ist als Ergebnis in der Tabelle 2 dargestellt. TABELLE 2
- Dies war ein Industrieanlagenversuch, bei dem 40 mg/l Aluminiumsulfat durch die gleiche Menge des erfindungsgemäßen Produktes für die Reinigung von Wasser aus dem Fluß Dee (Chester) ersetzt wurde. Eine Reihe von Proben des behandelten Wassers wurden über einen Zeitraum von Tagen sowohl zuvor als auch nach dem Austausch entnommen und wurden hinsichtlich dem verbliebenen Aluminium, Eisen und Magnesium analysiert und zudem hinsichtlich Farbe und Trübungsverminderung untersucht. Für die beiden Reinigungsmittel ergab sich für das Entfernen von organischen Verbindungen/Farbe und hinsichtlich den Klärmittel- und abschließenden Trübungsmessungen eine vergleichbare Wirksamkeit. Die Rückstandswerte an Aluminium im Klärmittel waren um 28 % niedriger, wenn das erfindungsgemäße Produkt verwendet wurde. Bei Benutzen des erfindungsgemäßen Produktes war die sich letztendlich ergebende mittlere Aluminiummenge die gleiche wie beim unbehandelten Wasser, die Endmenge Eisen war niedriger als die des unbehandelten Wassers und hinsichtlich der Manganmengen gab es keinen Beitrag.
- Das, durch das kationische Polymer modifizierte erfindungsgemäße Produkt wurde gegenüber Polyaluminiumchlorid (PAC) sowie gegenüber dem nicht modifizierten erfindungsgemäßen Produkt bei der Behandlung von Wasser mit einem pH-Wert von 7,5 geprüft. Als Parameter wurden das rückständige Aluminium, Trübung und Farbe bei verschiedenen Reinigungsschritten gemessen. Das modifizierte Produkt ergab gegenüber dem nicht modifizierten Produkt beträchtliche Vorteile und ergab gegenüber dem PAC niedrigere Aluminiummengen, obwohl dieses eine wenig niedrigere Trübung hatte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt. TABELLE 3
Claims (14)
1. Verfahren zur Behandlung von, gelöste
Aluminium- und/oder Eisenverbindungen enthaltenden, sauren Ablaugen
zur Herstellung eines Aluminium- und/oder Eisensulfat-
Produkts zur Wasserreinigung, wobei das Verfahren durch
die Kombination folgender Schritte charakterisiert ist,
die umfassen:
- Zugabe eines basischen Stoffes zur Ablauge, welcher mit
den gelösten Aluminium- und/oder Eisenverbindungen
reagiert, um Aluminium- und/oder Eisenwertstoffe
auszufällen,
- Abtrennen des Niederschlags in Form eines Kuchens oder
Schlamms von der verbleibenden Ablauge,
- Behandeln des Kuchens oder Schlamms mit Schwefelsäure
zur Wiederauflösung der Aluminium- und/oder
Eisenwertstoffe und Herstellung einer Lösung von
Aluminium- und/oder Eisensulfat und
- Abtrennen von aufgeschlämmten Feststoffen von der
Lösung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die saure
Ablauge das Produkt der Säurebehandlung eines
Aluminiumsilikat- oder eines Aluminiumferrosilikatmaterials ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die saure
Ablauge eine Beiz- oder Bergwerksablauge ist, welche
zweiwertiges oder dreiwertiges Eisen enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei dem die saure Ablauge einen Gehalt an freier
Säure von 0,25 % bis 2 % aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gelösten
Aluminium- und/oder Eisenverbindungen als Sulfate oder
Chloride vorliegen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der
basische Stoff eine Magnesiumverbindung bzw. -verbindungen
ist oder umfaßt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung und die Konzentration der
sauren Ablauge derart gesteuert oder modifiziert wird, daß
der Kuchen oder Schlamm zur Wiederauflösung 2 bis 20
Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, 1 bis 15 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, 0,2 bis 5 Gew.-% SiO&sub2;,
0,5 bis 8 Gew.-% MgO, 5 bis 20 Gew.-% andere Bestandteile
und Wasser enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei dem der suspendierte Feststoff Siliciumdioxid mit
ölbleichenden Eigenschaften enthält.
9. Produkt zur Wasserreinigung in Form einer
wäßrigen Lösung, die 4,5 Gew.-% bis weniger als 6,5 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3; und 0,7 bis 3,0 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, bevorzugt 1,0 bis 3,0
Gew.-% Fe&sub2;O&sub3; enthält.
10. Produkt zur Wasserreinigung in Form einer
wäßrigen Lösung, die 4,5 bis 8 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, 1 bis 3 Gew.-%
Fe&sub2;O&sub3; und mindestens 0,02 mg/kg Siliciumdioxid in löslicher
Form enthält.
11. Produkt zur Wasserreinigung nach Anspruch 10,
das zusätzlich 0,2 bis 2 Gew.-% MgO enthält.
12. Produkt zur Wasserreinigung nach einem der
Ansprüche 9 bis 11, das durch Zusatz von 1 bis 10 % eines
wasserlöslichen kationischen Polymers zur Erhöhung seiner
Wirksamkeit modifiziert ist.
13. Produkt zur Wasserreinigung nach Anspruch 12,
bei dem das Polymer eine Ladungsdichte von 4 bis 24 mVal/g
und/oder eine Molmasse von weniger als 100.000 aufweist.
14. Verfahren zur Behandlung von Wasser durch Zusatz
einer wirksamen flockenbildenden Menge eines
Behandlungsproduktes nach einem der Ansprüche 9 bis 13 zum Wasser und
Entfernung der dadurch gebildeten Flocken aus dem Wasser.
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