Обезжелезивание оборотных и шахтных вод

Обезжелезивание оборотных вод

Основным компонентом состава пыли сталеплавильных агрегатов является железо в оксидной форме (до 98%) в виде частичек крупностью около 0,1 мкм и плотностью 4,23...4.75 к/см³ . Поэтому очистка газа от пыли помимо удовлетворения санитарных требований может дать значительную экономию, так как позволяет получить ценное металлургическое сырье (содержание чистого железа до 67%). Первоначально очистка газов от пыли осуществляется с помощью турбулентных промывателей и скрубберов, либо экектрофильтров, циклонов, цепных аппаратов, после чего пыль смешивают с водой и производят очистку последней. В сточной воде после газоочисток содержатся примеси в грубодисперсном, коллоидном и растворенном состояниях. При этом основными компонентами состава сточной воды газоочисток являются полидисперсные взвешенные вещества минерального происхождения или шлам, концентрация которого колеблется от 0,5...0,8 до 40...44 г/л.

Исследованиями, выполненными Т. Г. Федоровской, Н. Ф. Сериковым, О. С. Хабаровым, и др. методами седиментации и микроскопирования установлено, что шламы представляют собой конгломерат с преобладающим размером частиц 10 100 мкм (55%). По строению шламы следует отнести к кристаллическим и плотноаморфным группам. Химические анализы шламов показали, что содержание железа (Общего) зависит от технологии производства, например, в шламах конверторного цеха содержится 73,2% железа, мартеновского цеха 64,4%, электросталеплавильного цеха 26,3%, и в шламах доменной печи 65,4%. В состав общего железа входят F₃ O₄ (магнетит); Y-Fe₂ 0₃ (магхомит); FeO(франклит и пирротин). Наибольший процент магнитной составляющей железа Fe₃ 04 содержит шлам мартеновского цеха (31,5%). Магнетит находится в шламах в виде скоплений зерен неправильной формы; отдельные зерна магнетита имеют размеры 10 ... 60 мкм.

Известны три технологические схемы очистки сточных вод газоочисток: одноступенчатая в радиальных отстойниках, двухступенчатая, предусматривающая предварительную очистку в гидроциклонах и окончательно в радиальных отстойниках, трехступенчатая, осуществляемая путем последовательного прохождения воды через гидроциклон, радиальный отстойник и гравийный фильтр. Следовательно, основным очистным сооружением для механической очистки сточных вод газоочисток является радиальный отстойник. В зарубежной практике наряду с отстойниками для очистки оборотных вод газоочисток используют аэроакселяторы и циклаторы.

Т.Г. Федоровской были проведены исследования с 0,1%-ным раствором ПАА на оборотных водах конверторных газоочисток* содержащих взвеси 1,5... 24 г/л. При работе с оптимальными дозами ПАА 0,4 1 мг/л в течение 10 ... 15 мин достигалось почти полное осветление оборотной воды. Примерно аналогичные результаты были получены при использовании флокулянтов КФ, УКФ, ВАФ К-4 и К-6 для осветления воды с начальной концентрацией оксидов железа 5,5...7,2 г/л. Следует отметить, что эффект действия указанных флокулянтов прямо пропорционален содержанию минеральных примесей в оборотной воде.

Исследованиями установлено, что в течение первых 30 мин при применении анионных флокулянтов в 4...5 раз ускоряется процесс осветления воды отстаиванием, а в дальнейшем влияние флокулянтов становится незначительным. Кроме того, существует обратная зависимость между рН сточной воды и эффектом действия рассмотренных флокулянтов. При применении анионных флокулянтов образуется пористый осадок, что способствует лучшему обезвоживанию его на вакуумфильтрах.

Обезжелезивание шахтных вод

Источниками образования шахтных вод являются подземные горизонты, поверхностные воды, атмосферные осадки и воды, скопившиеся в затопленных горных выработках, а также воды, попадающие в шахты в процессе добычи полезных ископаемых. Шахтные воды подразделяются на два типа: кислые (железосодержащие) и высокоминерализованные. Основными ингредиентами состава шахтных вод являются мелко- Дисперсные взвеси, состоящие из зерен угля и размытых сопутствующих пород, соединения железа, хлориды, сульфаты (табл. 17.2). Кислые шахтные воды отличаются не только низкими значениями рН, но и большим содержанием железа, что существенно осложняет их обработку. Образование кислых шахтных вод связано с окислением веществ, содержащих серу (маркезит, пирит и др.), а также с жизнедеятельностью тионовых бактерий — Thiobacillusthiooxidans, Thiobacillusferrooxidans.

О количестве шахтных вод можно судить по данным МУП России: на каждую тонну добытого угля откачивается на поверхность 3 м³ воды. Сброс в водоемы неочищенных шахтных _в од отрицательно действует на почву и растительный покров, загрязняет воду, приводит к необратимым процессам в природе. Особенно большой вред водоемам причиняют кислые железосодержащие шахтные воды, понижая рН, что влечет за собой гибель рыб, пресноводных организмов и сапрофитных микроорганизмов, участвующих в процессах самоочищения воды.

Основой технологии обезжелезивания шахтных вод является окисление железа (II) с последующим образованием гидроксида железа и выделением его при отстаивании или фильтровании. В зависимости от качества шахтной воды и требований к ее обработке может быть использована одна из следующих технологических схем: 1) аэрирование на ступенчатом аэраторе и отстаивание в горизонтальном отстойнике; 2) известкование, аэрирование на ступенчатом аэраторе и отстаивание в отстойнике; 3) см