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CH616601A5 - Process for removing heavy or toxic metals from exhaust gases - Google Patents

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Publication number
CH616601A5
CH616601A5 CH1388774A CH1388774A CH616601A5 CH 616601 A5 CH616601 A5 CH 616601A5 CH 1388774 A CH1388774 A CH 1388774A CH 1388774 A CH1388774 A CH 1388774A CH 616601 A5 CH616601 A5 CH 616601A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
heavy
metals
waste water
ppm
wastewater
Prior art date
Application number
CH1388774A
Other languages
German (de)
Inventor
Shigeji Ohbayashi
Hiromitsu Yamamoto
Original Assignee
Nippon Electric Co
Seitetsu Kagaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co, Seitetsu Kagaku Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co
Publication of CH616601A5 publication Critical patent/CH616601A5/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02Working-up flue dust
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Description

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2 2nd

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Entfernen von schweren oder giftigen Metallen aus Abgasen, die aus einem Verbrennungsofen strömen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Waschen des Abgases mittels einer Waschflüssigkeit, welche zumindest Wasser enthält, in Kontaktbringen mindestens eines Teiles des Abwassers, welches durch den Waschvorgang entsteht mit weiterem Abgas, welches dem Waschen noch nicht unterzogen worden ist, um das genannte Abwasser anzureichern, Zufügen von Ferro-Ionen und Alkali zum angereicherten Abwasser und Hineinsprudeln eines Oxydationsgases in das angereicherte Abwasser, so dass entweder Ferrit allein ausfällt oder Ferrit und FeO (OH), oder Magnetit und Ferrit der Formel MxFe3_x04, wobei O < x g 1 und die Ausfällung zu entfernendes schweres oder giftiges Metall (M) aufweist. PATENT CLAIM Process for removing heavy or toxic metals from exhaust gases flowing from an incinerator, characterized by the following process steps: washing the exhaust gas by means of a washing liquid which contains at least water, contacting at least a part of the waste water which results from the washing process with additional waste gas which has not yet been subjected to washing in order to enrich the waste water mentioned, adding ferro-ions and alkali to the enriched waste water and bubbling an oxidizing gas into the enriched waste water, so that either ferrite fails alone or ferrite and FeO (OH) , or magnetite and ferrite of the formula MxFe3_x04, where O <xg 1 and the precipitate has heavy or toxic metal (M) to be removed.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von schweren oder giftigen Metallen aus Abgasen, die aus einem Verbrennungsofen strömen. The invention relates to a method for removing heavy or toxic metals from exhaust gases flowing from an incinerator.

Abgase vom städtischen Müllverbrennungsofen oder aus einem anderen Verbrennungsofen enthalten eine Vielzahl von giftigen Substanzen. Daher sollten diese giftigen Substanzen dem Abgas entzogen werden, bevor dieses in die Luft abgelassen wird, um Luftverschmutzung zu verhindern. Für diesen Zweck ist ein elektrischer Ausfällapparat weit verwendet worden. Zusätzlich zu diesem oder an Stelle von diesem elektrischen Ausfällapparat kann ein Wascher verwendet werden, in welchem Abgase gewaschen und gereinigt werden, und zwar durch eine Waschflüssigkeit wie z. B. Wasser oder alkalische Lösungen. Obwohl ein solcher Wascher viel dazu beiträgt, Abgase zu reinigen, bringt das Beseitigen des Abwassers aus dem Wascher andere ernsthafte Probleme. Wo Abgase schwere oder giftige Metalle enthalten, werden diese Metalle durch die Waschlösung absorbiert, und das Ablassen des Abwassers, welches diese Metalle enthält, kann sekundäre Verunreinigung verursachen, z. B. der Flüsse, der Seen oder des Meeres. Es ist jedoch sehr schwer, schwere oder giftige Metalle aus dem Abwasser wirksam zu entfernen. Exhaust gases from the municipal waste incinerator or from another incinerator contain a large number of toxic substances. Therefore, these toxic substances should be extracted from the exhaust gas before it is released into the air to prevent air pollution. An electric precipitator has been widely used for this purpose. In addition to or in place of this electrical precipitator, a scrubber can be used in which exhaust gases are washed and cleaned by a washing liquid such as. B. water or alkaline solutions. Although such a washer does a lot to clean exhaust gases, removing the waste water from the washer poses other serious problems. Where exhaust gases contain heavy or toxic metals, these metals are absorbed by the wash solution and the discharge of the waste water containing these metals can cause secondary contamination, e.g. B. the rivers, the lakes or the sea. However, it is very difficult to effectively remove heavy or toxic metals from the wastewater.

Es soll somit ein Verfahren zum Entfernen von schweren oder giftigen Metallen aus Abgasen geschaffen werden, nach dem Abgase, welche aus städtischen Müllverbrennungs-Anlagen oder anderen Verbrennungsöfen strömen, gereinigt werden können, wobei die Möglichkeit einer sekundären Verunreinigung vermieden werden soll. A method is thus to be created for removing heavy or toxic metals from exhaust gases, according to which exhaust gases which flow from urban waste incineration plants or other incinerators can be cleaned, while avoiding the possibility of secondary contamination.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Waschen des Abgases mittels einer Waschflüssigkeit, welche zumindest Wasser enthält, in Kontaktbringen mindestens eines Teiles des Abwassers, welches durch den Waschvorgang entsteht, mit weiterem Abgas, welches dem Waschen noch nicht unterzogen worden ist, um das genannte Abwasser anzureichern, Zufügen von Ferro-Ionen und Alkali zum angereicherten Abwasser und Hineinsprudeln eines Oxydationsgases in das angereicherte Abwasser, so dass entweder Ferrit allein ausfällt oder Ferrit und FeO (OH), oder Magnetit und Ferrit der Formel MxFe3_x04, wobei O < x ä 1 und die Ausfällung zu entfernendes schweres oder giftiges Metall (M) aufweist. The process according to the invention is characterized by the following process steps: washing the waste gas by means of a washing liquid which contains at least water, bringing at least a portion of the waste water which is produced by the washing process into contact with further waste gas which has not yet been subjected to the washing to enrich the said waste water, adding ferro ions and alkali to the enriched waste water and bubbling an oxidizing gas into the enriched waste water, so that either ferrite alone precipitates or ferrite and FeO (OH), or magnetite and ferrite of the formula MxFe3_x04, where O <x 1 and the precipitate has heavy or toxic metal (M) to be removed.

Die Erfindung wird anhand der beigelegten Zeichnung, welche ein schematisches Blockdiagramm darstellt, näher beschrieben. The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing, which represents a schematic block diagram.

Ein ausströmendes Gas 11 mit hoher Temperatur, welches mindestens ein schweres oder giftiges Metall wie z. B. Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Ag, Ba, Cd, Sn, Hg, Pb, Ti, Mn oder Bi enthält, wird aus einem Verbrennungsofen 1 direkt oder über einen Abhitzkessel einem elektrischen Ausfällapparat oder anderen bekannten Vorrichtungen (nicht gezeigt) zum Wärmeaustauscher 2 geleitet, welcher später beschrieben werden wird, und dann durch ein Rohr 12 in einen Wascher 3 geleitet. Der Wascher 3, der in dieser Erfindung verwendet wird, kann ein Absorptions-Turm mit Schalen drin oder ein Füllkörper-Turm, ein Rieselfilm-Destillationsturm oder ein Venturi-Wa-scher sein. Insbesondere ist eine solche Vorrichtung vorzuziehen, welche eine hohe Wirksamkeit im Gasflüssigkeits-Kon-takt aufweist, z. B. ein BEFLEX-Wascher (Handelsname, hergestellt von derSeitetsu Kagaku Co., Ltd., Osaka/Japan), welcher mit Schall-Elementen versehen ist. Waschwasser wird über das Rohr 21 zum Wascher 3 geleitet, vor oder während des Waschvorganges. In vielen Fällen wird Alkali konstant zum Wascher über das Rohr 21 zugegeben, um Salzsäuregehalt und schwefeligen Säurengehalt des Abgases 12 zu entfernen. Waschwasser, welches Verunreinigungen, wie schwere oder giftige Metalle des Abgases 12 durch die Gasflüssig-keits-Berührungsreaktion im Wascher 3 absorbiert hat, wird vom Wascher 3 als Abwasser 22 abgeführt. Vorzugsweise wird ein Teil des Waschwassers als Abwasser 22 abgeführt und das verbleibende Wasser wird wiederholt im Wascher 3 verwendet. Gereinigtes und abgekühltes Gas 13 wird aus dem Wascher 3 abgeleitet und über ein Rauchsieb (nicht gezeigt), wenn notwendig, über eine Esse 4 geleitet, von wo das Gas in die Luft abgelassen wird. An escaping gas 11 at high temperature, which contains at least one heavy or toxic metal such. B. Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Ag, Ba, Cd, Sn, Hg, Pb, Ti, Mn or Bi, is from a combustion furnace 1 directly or via a heat recovery boiler, an electrical precipitator or other known devices (not shown) passed to the heat exchanger 2, which will be described later, and then passed through a pipe 12 into a washer 3. The washer 3 used in this invention can be an absorption tower with trays in it or a packed tower, a falling film distillation tower or a venturi washer. In particular, such a device is preferred, which has a high effectiveness in gas-liquid contact, z. B. a BEFLEX washer (trade name, manufactured by Seitetsu Kagaku Co., Ltd., Osaka / Japan), which is provided with sound elements. Wash water is passed via pipe 21 to washer 3, before or during the washing process. In many cases, alkali is constantly added to the scrubber via pipe 21 to remove hydrochloric acid and sulfurous acidity in the exhaust gas 12. Wash water which has absorbed impurities such as heavy or toxic metals in the exhaust gas 12 through the gas-liquid contact reaction in the scrubber 3 is discharged from the scrubber 3 as waste water 22. Part of the washing water is preferably discharged as waste water 22 and the remaining water is used repeatedly in the washer 3. Cleaned and cooled gas 13 is discharged from the scrubber 3 and, if necessary, passed through a smoke screen (not shown), through a chimney 4, from where the gas is released into the air.

Abwasser 22 aus dem Wascher 3 wird zum Wärmeaustauscher 2 geleitet und in direkten oder indirekten Kontakt mit dem Hochtemperatur-Abgas 11 gebracht, wobei es angereichert und auf eine Temperatur von 20 bis 100° C erwärmt wird, vorzugsweise 50 bis 100° C, was notwendig ist für die Reaktion im Reaktor 6, welche später noch beschrieben wird. Das Abgas 12 wird auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher das Waschen mit einer hohen Wirksamkeit durchgeführt werden kann. Als Wärmeaustauscher 2 kann eine beliebige bekannte Vorrichtung wie z. B. eine Eintauchrohr-Anordnung verwendet werden. Der Wärmeaustauscher 2 kann getrennt von anderen Vorrichtungen eingebaut werden. An Stelle einer unabhängigen Installation des Wärmeaustauschers kann ein Abhitzekessel, ein Kühlturm oder eine Abschreckeinrichtung für das Abgas und/oder ein Wascher 3 kann als Wärmeaustauscher 2 verwendet werden. Waste water 22 from the washer 3 is passed to the heat exchanger 2 and brought into direct or indirect contact with the high-temperature exhaust gas 11, being enriched and heated to a temperature of 20 to 100 ° C, preferably 50 to 100 ° C, which is necessary is for the reaction in the reactor 6, which will be described later. The exhaust gas 12 is cooled to a temperature at which the washing can be carried out with high efficiency. As a heat exchanger 2, any known device such. B. an immersion tube arrangement can be used. The heat exchanger 2 can be installed separately from other devices. Instead of an independent installation of the heat exchanger, a waste heat boiler, a cooling tower or a quenching device for the exhaust gas and / or a washer 3 can be used as the heat exchanger 2.

Wo der Wärmeaustauscher 2 mit dem Wascher 3 kombiniert ist, kann die Funktion des Austauschers 2 durch Ansammeln von Abwasser 22 des Wascherturmes 3 im unteren Teil des Turmes realisiert werden, und zwar durch Einführen des Abgases 11 direkt in diesen Wasserbehälter. Auf jeden Fall ist das Abwasser 22 vorzugsweise so angereichert, dass die Konzentrationen von Sulfat, Carbonat, Chlorid und anderen Salzen, welche im Abwasser 22 vorhanden sind, bei oder in der Nähe der Punkte der Kristalltrennung von solchen Salzen liegen, wobei das Abwasser flüssig bleibt. Das angereicherte Abwasser 23, welches verschiedene Salze und schwere und giftige Metalle enthält, wird vom Wärmeaustauscher 2 abgeleitet und zum Reaktor 6 geführt. In diesem Fall ist es vorzuziehen, wenn möglich, dass ein Teil des behandelten Abwassers 23 abgeleitet wird und das zurückbleibende im Wärmeaustauscher zirkuliert wird, um ein ausreichend konzentriertes Abwasser 23 zu erhalten. Das konzentrierte Abwasser 23 kann zum Wascher 3 über die Leitung 23' zurückgeführt werden und wieder in den Austauscher 2 über die Leitung 22 geleitet werden. So kann das Abwasser 22 des Waschers 3 zweimal oder mehrere Male durch die Vorrichtungen 2 und 3 zirkuliert werden und danach vom Austauscher 2 über die Leitung 23 oder vom Wascher 3 über die Leitung 23" abgeführt werden. Da die Temperatur des Abgases 12, welches in den Wascher eingeführt wird, normalerweise weniger als 100° C beträgt und da das Gas 11, welches in den Austauscher 2 eingeführt wird, mehr als 100° C beträgt, vorzugsweise mehr als 300° C Where the heat exchanger 2 is combined with the washer 3, the function of the exchanger 2 can be realized by collecting waste water 22 from the washer tower 3 in the lower part of the tower, namely by introducing the exhaust gas 11 directly into this water tank. In any event, the wastewater 22 is preferably so enriched that the concentrations of sulfate, carbonate, chloride and other salts present in the wastewater 22 are at or near the points of crystal separation from such salts, the wastewater remaining liquid . The enriched wastewater 23, which contains various salts and heavy and toxic metals, is derived from the heat exchanger 2 and led to the reactor 6. In this case, if possible, it is preferable that part of the treated wastewater 23 is discharged and the remaining one is circulated in the heat exchanger to obtain a sufficiently concentrated wastewater 23. The concentrated wastewater 23 can be returned to the scrubber 3 via the line 23 'and can be returned to the exchanger 2 via the line 22. Thus, the waste water 22 of the washer 3 can be circulated twice or more times through the devices 2 and 3 and then discharged from the exchanger 2 via the line 23 or from the washer 3 via the line 23 ". Since the temperature of the exhaust gas 12, which in the scrubber is introduced is usually less than 100 ° C and since the gas 11 which is introduced into the exchanger 2 is more than 100 ° C, preferably more than 300 ° C

s io s io

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20 20th

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3 3rd

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in vielen Fällen, ist es vorteilhaft, die Konzentration des Abwassers durch wiederholtes Zirkulieren des Abwassers durch den Wärmeaustauscher 2 zu erhöhen. in many cases, it is advantageous to increase the concentration of the waste water by repeatedly circulating the waste water through the heat exchanger 2.

Das konzentrierte Abwasser 23, welches verschiedene Salze und schwere und giftige Metalle enthält, weist eine geeignete Temperatur für die Reaktion im Reaktor 6 auf und wird in einem flüssigen Zustand in den Reaktor 6 eingeführt. Zum angereicherten Abwasser 23 werden auf dem Weg zum Reaktor 6 oder im Reaktor 6 Ferro-Ionen 31, wie z. B. Ferro-salz, z. B. Ferrosulfat, Ferrochlorid und Ferronitrat oder eine wässrige Lösung davon, und Alkali 32, wie z. B. Hydroxide oder Carbonate von alkalihaltigen Metallen und alkalihaltigen Erdmetallen, alkalihaltige Substanzen, welche Stickstoff, wie z. B. NH4OH enthalten oder eine wässrige Lösung davon zugegeben. Die Zugabemenge der Ferro-Ionen sollte mindestens zweimal die Gesamtmolmenge des schweren oder giftigen Metalls oder Metalle, welche im angereicherten Abwasser enthalten sind, sein. Beispiele von solchen schweren oder giftigen Metallen, welche in dieser Erfindung behandelt werden, sind Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Sn, Hg, Pb, Ti, V, Mn, Bi und Ba. Die Alkalimenge sollte im Bereich von 0,9 bis 1,2 Äquivalent und mehr, vorzugsweise von 0,98 bis 1,05 Äquivalent der Säureradikale sein, welche im angereicherten Abwasser nach der Zugabe der Ferro-Ionen vorhanden sind. The concentrated waste water 23, which contains various salts and heavy and toxic metals, has a suitable temperature for the reaction in the reactor 6 and is introduced into the reactor 6 in a liquid state. For enriched waste water 23 on the way to the reactor 6 or in the reactor 6 ferro-ions 31, such as. B. Ferro salt, e.g. B. ferrosulfate, ferrochloride and ferronitrate or an aqueous solution thereof, and alkali 32, such as. B. hydroxides or carbonates of alkali-containing metals and alkali-containing earth metals, alkali-containing substances containing nitrogen, such as. B. NH4OH or an aqueous solution thereof added. The ferro-ion addition amount should be at least twice the total molar amount of heavy or toxic metal or metals contained in the enriched wastewater. Examples of such heavy or toxic metals treated in this invention are Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Sn, Hg, Pb, Ti, V, Mn, Bi and Ba. The amount of alkali should be in the range of 0.9 to 1.2 equivalents and more, preferably 0.98 to 1.05 equivalents, of the acid radicals which are present in the enriched waste water after the addition of the ferro ions.

Als Folge der Zugabe von Ferro-Ionen und Alkali zum Abwasser bildet sich eine Suspension von Ferrohydroxiden und in vielen Fällen Hydroxiden von anderen schweren und giftigen Metallen, welche im Abwasser vorhanden sind. Die Suspension wird dann bei einer Temperatur zwischen 20 und 100° C oxydiert, während die Hydroxide umgerührt werden. Für die Oxydation wird ein Oxydationsgas 33, wie z. B. Luft oder Sauerstoff, in den Reaktor 6 hineingesprudelt, bis die Hydroxide verschwinden. Bei diesem Vorgang werden die Ferro-Ionen, welche im Abwasser im Gleichgewicht mit den Hydroxiden aufgelöst worden sind, zum grössten Teil oxydiert, und Kristallpartikeln, welche Ferro-Ionen enthalten, werden aus dem Wasser ausgefällt. Die Hydroxide lösen sich kontinuierlich im Abwasser, um die Ferro-Ionen zu ergänzen, wobei die Oxydation fortschreitet. Die Hydroxide lösen sich im Abwasser schrittweise und glasieren eventuell. Somit werden nur die Kristallteilchen, welche Ferro-Ionen enthalten, als Ausfällung erhalten. Die chemische Zusammensetzung, die Kristallstruktur und die Partikelgrösse der Ausfällung, welche Ferro-Ionen enthält, sind von verschiedenen Bedingungen abhängig, wie z. B. vom Verhältnis der Alkalimenge zum Säureradikal, der Temperatur während der Oxydation und der Zeitdauer der Oxydation. Wenn Alkali von einem Äquivalent zum Ferrosalz zugegeben wird, erhält man eine Suspension von 9 bis 10 pH. Aus dieser Suspension werden Magnetit Fe304 und Ferrite mit der Zusammensetzung (M"0)x-Fe3_x04_x, wobei der Faktor M" ein schweres Metall oder Metalle, andere als Eisen, darstellt und 0<xS 1, bei einer Temperatur von 60° C oder mehr, vorzugsweise bei 60 bis 90° C ausgefällt. Bei einer Temperatur von weniger als 60° C wird ein Gemisch aus eisenhaltigem Fe304 und FeO (OH) ausgefällt. Einige schwere Metalle, wie z. B. Mn, Cd und Zn, werden leicht magnetisch, um Ferrite in einer Menge von einem Mol oder weniger (x = 1) bezüglich der Ferro-Ionen von zwei Mol zu bilden. Einige andere schwere Metalle, wie z. B. Pb, Cr, Hg und Ni, sind in einer geringen Menge im Magnetit vereinigt. Diese Metalle bilden keine perfekte feste Lösung oder Ferrite. Andere schwere Metalle sind im Magnetit in einer Zwischenmenge zwischen den oben genannten Mengen vereinigt. Einige schwere Metalle können im Ferri-oxyhydrat FeO (OH) in einer sehr geringen Menge enthalten sein. Die verbleibenden Mengen des schweren Metalls werden vom Magnetit, Ferrit oder FeO (OH) adsorbiert. Da sie nicht vom Magnetit, Ferrit oder FeO (OH) herausgenommen werden können, auch nicht durch Ultraschall-Spülung in reinem Wasser, nimmt man an, dass sie mit Magnetit, Ferrit oder FeO (OH) nicht mittels einfacher Adhäsion verbunden sind, sondern durch eine andere relativ starke Bindung. As a result of the addition of ferro-ions and alkali to the waste water, a suspension of ferrous hydroxides and in many cases hydroxides of other heavy and toxic metals that are present in the waste water is formed. The suspension is then oxidized at a temperature between 20 and 100 ° C while stirring the hydroxides. For the oxidation, an oxidation gas 33, such as. B. air or oxygen, bubbled into the reactor 6 until the hydroxides disappear. In this process, the ferro-ions which have been dissolved in the waste water in equilibrium with the hydroxides are largely oxidized, and crystal particles which contain ferro-ions are precipitated out of the water. The hydroxides continuously dissolve in the wastewater to supplement the ferro ions, with the oxidation progressing. The hydroxides gradually dissolve in the waste water and may glaze. Thus, only the crystal particles containing ferro ions are obtained as a precipitate. The chemical composition, the crystal structure and the particle size of the precipitate, which contains ferro ions, are dependent on various conditions, such as e.g. B. the ratio of the amount of alkali to the acid radical, the temperature during the oxidation and the duration of the oxidation. If alkali of one equivalent to the ferrous salt is added, a suspension of 9 to 10 pH is obtained. From this suspension magnetite Fe304 and ferrites with the composition (M "0) x-Fe3_x04_x, where the factor M" is a heavy metal or metals other than iron, and 0 <xS 1, at a temperature of 60 ° C or precipitated more, preferably at 60 to 90 ° C. A mixture of ferrous Fe304 and FeO (OH) is precipitated at a temperature of less than 60 ° C. Some heavy metals, such as Mn, Cd and Zn become slightly magnetic to form ferrites in an amount of one mole or less (x = 1) with respect to the ferro ions of two moles. Some other heavy metals, such as B. Pb, Cr, Hg and Ni are combined in a small amount in the magnetite. These metals do not form a perfect solid solution or ferrite. Other heavy metals are combined in the magnetite in an intermediate amount between the above amounts. Some heavy metals can be found in a very small amount in FeO (OH) ferric oxyhydrate. The remaining amounts of heavy metal are adsorbed by magnetite, ferrite or FeO (OH). Since they cannot be removed from magnetite, ferrite or FeO (OH), not even by ultrasonic rinsing in pure water, it is assumed that they are not connected to magnetite, ferrite or FeO (OH) by simple adhesion, but by another relatively strong bond.

Die ausgefällten Ferrite, Magnetit oder FeO (OH) weisen eine grosse Partikelgrösse auf. So werden z. B. Ferrite und Magnetit von 0,05 Mikron durch Oxydation bei 50° C während einer Stunde erhalten und 0,1 bis 0,2 Mikron bei 70° C während drei Stunden. Was FeO (OH) betrifft, ist eine Partikelgrösse von 0,3 Mikron erhältlich durch Oxydation bei 15° C während einer Stunde. Wenn die Zeit und die Temperatur der Oxydation länger oder Höher liegen, weisen die ausgeschiedenen Kristalle eine grössere Partikelgrösse auf. The precipitated ferrites, magnetite or FeO (OH) have a large particle size. So z. B. Ferrites and magnetites of 0.05 micron obtained by oxidation at 50 ° C for one hour and 0.1 to 0.2 microns at 70 ° C for three hours. As for FeO (OH), a particle size of 0.3 micron is obtainable by oxidation at 15 ° C for one hour. If the time and the temperature of the oxidation are longer or higher, the deposited crystals have a larger particle size.

Da die Ausscheidungen eine grosse Partikelgrösse aufweisen, können sie leicht vom Wasser mittels der gewöhnlichen Sedimentation und Filtertechniken getrennt werden. Ferrite und Magnetit können mittels eines Magneten entfernt werden. Man hat festgestellt, dass eine erhebliche Menge von FeO (OH) vom Magnet zusammen mit den Ferriten oder dem Magnetit angezogen wird. Since the excretions have a large particle size, they can easily be separated from the water by means of ordinary sedimentation and filter techniques. Ferrites and magnetite can be removed using a magnet. It has been found that a significant amount of FeO (OH) is attracted to the magnet together with the ferrites or the magnetite.

Eine Vielzahl von schweren oder toxischen Metallen, welche im Abwasser 23 enthalten sind, werden von den ferritischen Oxyden (Ferrite oder Magnetit) stark adsorbiert und in geringeren Fällen vom Eisenhydroxit FeO (OH), um unlösliche, stabile Ausscheidungen zu ergeben. Auch wenn verschiedene Salze im Abwasser 23 enthalten sind und auch wenn Meerwasser für die Waschlösung 21 verwendet wird, wird die Oxydationsreaktion im Reaktor 6 nicht beeinflusst. A large number of heavy or toxic metals contained in the waste water 23 are strongly adsorbed by the ferritic oxides (ferrites or magnetite) and in smaller cases by the iron hydroxide FeO (OH) to give insoluble, stable precipitates. Even if various salts are contained in the waste water 23 and also if sea water is used for the washing solution 21, the oxidation reaction in the reactor 6 is not influenced.

Das konzentrierte Abwasser 23 vom Wärmeaustauscher 2 kann im voraus der Sedimentation unterzogen werden, wobei ein sich ergebender Überfluss in den Reaktor 6 eingeführt wird. The concentrated waste water 23 from the heat exchanger 2 can be subjected to the sedimentation in advance, with a resultant excess being introduced into the reactor 6.

Das der Reaktion unterzogene Abwasser 24 wird vom Reaktor 6 abgeleitet, und Ferrit-Schlamm 41, welcher in manchen Fällen FeO (OH) enthält, wird in einem Separator 7 mittels einer oder einer Kombination von Filterung, Sedimentation und Magnetanziehung vom Wasser getrennt. Vom Abwasser, welches nunmehr von schweren oder toxischen Metallen frei ist, werden weiterhin Salze abgetrennt, und das gereinigte Wasser 25 kann dann in die Flüsse oder ins Meer abgelassen werden oder kann als Quelle für häusliche oder industrielle Wasserzufuhr dienen. Der Ferrit-Schlamm 41 kann auch als Material zur Verhinderung von Interferenzen bei Radiowellen, zum Bilden von Magneten oder als magnetisches Fluidum verwendet werden. The reacted wastewater 24 is discharged from the reactor 6, and ferrite sludge 41, which in some cases contains FeO (OH), is separated from the water in a separator 7 by one or a combination of filtering, sedimentation and magnetic attraction. Salts continue to be separated from the wastewater, which is now free of heavy or toxic metals, and the purified water 25 can then be discharged into the rivers or into the sea or can serve as a source for domestic or industrial water supply. The ferrite slurry 41 can also be used as a material for preventing interference with radio waves, for forming magnets or as a magnetic fluid.

Gemäss der vorliegenden Erfindung können schwere oder toxische Metalle, welche im Abgas eines Verbrennungsofens enthalten sind, wirksam entfernt werden, ohne die Möglichkeit einer sekundären Verunreinigung. Die Grösse der Vorrichtungen, insbesondere des Reaktors 6, kann reduziert werden, weil das Abwasser, welches zu behandeln ist, ausreichend konzentriert wird. Darüber hinaus kann das unwirtschaftliche Aufheizen des Abwassers durch Verwendung der Abhitze des Abgases 11 vermieden werden. According to the present invention, heavy or toxic metals contained in the exhaust gas from an incinerator can be effectively removed without the possibility of secondary contamination. The size of the devices, in particular the reactor 6, can be reduced because the wastewater to be treated is sufficiently concentrated. In addition, the uneconomical heating of the waste water can be avoided by using the waste heat of the exhaust gas 11.

Beispiel 1 example 1

Von einem städtischen Müllverbrennungsofen 1 wurde das Abgas gemäss der vorliegenden Erfindung behandelt. Der Ofen 1 mit der Verbrennungskapazität von 180 Tonnen/Tag gibt 42 000 Normalkubikmeter pro Stunde (Menge des trok-kenen Gases) Abgas 11 ab, welches eine Temperatur von 800 bis 1000° C aufweist. Das Abgas 11 geht durch einen Abhitzekessel (nicht gezeigt), und seine Temperatur sinkt auf ungefähr 300° C. Das Abgas von ungefähr 300° C geht durch einen elektrischen Ausfällapparat (nicht gezeigt) und wird in einen Kühlturm 2 geleitet, wo seine Temperatur auf ungefähr 80° C gesenkt wird. Das abgekühlte Gas 12 wird in einem Wascher The exhaust gas was treated in accordance with the present invention from an urban waste incinerator 1. The furnace 1 with the combustion capacity of 180 tons / day emits 42,000 normal cubic meters per hour (amount of dry gas) exhaust gas 11, which has a temperature of 800 to 1000 ° C. The exhaust gas 11 passes through a waste heat boiler (not shown) and its temperature drops to approximately 300 ° C. The exhaust gas of approximately 300 ° C passes through an electrical precipitator (not shown) and is passed into a cooling tower 2 where its temperature rises about 80 ° C is lowered. The cooled gas 12 is in a washer

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4 4th

3 gewaschen (im schon erwähnten BEFLEX-Wascher), in welchem eine Waschlösung 21 von 36 000 kg pro Stunde zirkuliert, deren pH-Wert bei ungefähr 8 aufrechterhalten wird, und zwar durch einen Zusatz von 25 % NaOH-Lösung. Durch dieses Waschen wird das Wasserstoffchlorid, welches im Gas enthalten ist, von 1300 auf 10 ppm gesenkt. Das gereinigte Gas 13, welches immer noch eine Temperatur von ungefähr 80° C aufweist, wird über eine Esse 4 abgeführt. Ein Teil der Waschlösung 22 zirkuliert durch den Kühlturm 2 und den Wascher 3 über die Leitungen 22 und 23'. Im Kühlturm 2 befindet sich die Waschlösung in Kontakt mit dem Abgas. Das Abwasser 23 von 470 kg pro Stunde mit einer Temperatur von ungefähr 80° C und einer solchen Konzentration, dass der 3 washed (in the BEFLEX washer already mentioned) in which a washing solution 21 of 36,000 kg per hour circulates, the pH of which is maintained at about 8, by adding 25% NaOH solution. This washing reduces the hydrogen chloride contained in the gas from 1300 to 10 ppm. The cleaned gas 13, which is still at a temperature of approximately 80 ° C., is removed via a chimney 4. Part of the washing solution 22 circulates through the cooling tower 2 and the washer 3 via the lines 22 and 23 '. In the cooling tower 2, the washing solution is in contact with the exhaust gas. The wastewater 23 of 470 kg per hour with a temperature of about 80 ° C and such a concentration that the

Salzgehalt 30 Gew. % beträgt, wird vom Wascher 3 abgezogen. Diesem Abwasser 23 wird Ferrosulfat 31 von 47 Mol/Stunde zugegeben und 25 % NaOH-Lösung 32 von ungefähr 1 Äquivalent. Das sich ergebende Abwasser wird in einen s Reaktor 6 eingeführt, in welchen Luft 33 eingesprudelt wird, um die Oxydationsreaktion während 30 bis 90 Minuten zu bewirken. Unter diesen Bedingungen werden Schwermetalle enthaltende Ferritkristalle ausgeschieden. Diese Ferritausscheidungen 41 werden herausgefiltert, und es werden die io Gehalte der schweren Metalle im Überstand gemessen. Die Resultate sind in der Tabelle 1 zusammen mit den Gehalten an schweren Metallen des konzentrierten Abwassers 23 dargestellt. Salinity is 30% by weight, is deducted from the washer 3. Ferrosulfate 31 of 47 mol / hour is added to this wastewater 23 and 25% NaOH solution 32 of approximately 1 equivalent. The resulting wastewater is introduced into a reactor 6 in which air 33 is bubbled in to effect the oxidation reaction for 30 to 90 minutes. Under these conditions, ferrite crystals containing heavy metals are precipitated. These ferrite deposits 41 are filtered out and the io contents of the heavy metals in the supernatant are measured. The results are shown in Table 1 together with the heavy metal contents of the concentrated waste water 23.

Tabelle 1 Table 1

Metalle im konzentrierten im umgesetzten Abwasser Metals in the concentrated in the converted wastewater

Abwasser (nach Reaktion) Wastewater (after reaction)

Cd CD

8 ppm 8 ppm

Hg Ed

5 ppm 5 ppm

Total Cr Total Cr

85 ppm 85 ppm

Cr6+ Cr6 +

1 ppm 1 ppm

Pb Pb

93 ppm 93 ppm

As As

2 ppm lösliches Mn 2 ppm soluble Mn

35 ppm 35 ppm

Zn Zn

12 ppm lösliches Fe 12 ppm soluble Fe

5 ppm 5 ppm

Cu Cu

15 ppm weniger als 0,01 ppm weniger als 0,02 ppm weniger als 2 ppm weniger als 0,05 ppm weniger als 0,1 ppm weniger als 0,05 ppm weniger als 10 ppm weniger als 5 ppm weniger als 10 ppm weniger als 3 ppm 15 ppm less than 0.01 ppm less than 0.02 ppm less than 2 ppm less than 0.05 ppm less than 0.1 ppm less than 0.05 ppm less than 10 ppm less than 5 ppm less than 10 ppm less than 3 ppm

Beispiel 2 Example 2

Man hat gefunden, dass Phosphaterz Cd, Zn, Mg und andere schwere Metalle enthält. Um diese schweren Metalle zu entfernen, wurde Phosphaterz zerkleinert und kalziniert in einem Verbrennungsofen 1 bei einer Temperatur von 1100°C durch Verbrennen von schwerem Öl. Das Abgas 11 aus dem Ofen 1 wird durch einen Zyklon, einen Abhitzekessel und einen elektrischen Ausfällapparat geleitet und seine Temperatur wird auf 300° C reduziert. Dieses Gas wird weiter abgekühlt mittels eines Kühlturmes 2 auf 70° C, gewaschen in einem Waschturm 3 und über eine Esse 4 (Kamin) freigesetzt. Meerwasser 2, welches Salze von ungefähr 3 Gew. % enthält, wird in den Waschturm 3 eingeleitet und dient als Waschlösung. Die Waschlösung 22 zirkuliert vom Waschturm 3 zum Phosphate ore has been found to contain Cd, Zn, Mg and other heavy metals. To remove these heavy metals, phosphate ore was crushed and calcined in a combustion furnace 1 at a temperature of 1100 ° C by burning heavy oil. The exhaust gas 11 from the furnace 1 is passed through a cyclone, a waste heat boiler and an electrical precipitator and its temperature is reduced to 300 ° C. This gas is further cooled by means of a cooling tower 2 to 70 ° C., washed in a washing tower 3 and released via a chimney 4 (chimney). Sea water 2, which contains salts of approximately 3% by weight, is introduced into the washing tower 3 and serves as a washing solution. The washing solution 22 circulates from the washing tower 3 to

Kühlturm zwei oder mehrere Male, wobei sich im Kühlturm die Waschlösung in Kontakt mit dem Abgas befindet, und das konzentrierte Abwasser 23 von ungefähr 70° C und mit einem 35 Gehalt von Cd von 200 ppm, Zn, Mg und anderen schweren Metallen wird vom Kühlturm 2 abgezogen und zum Reaktor 6 geleitet. Dann wird eine FeS04-Lösung 31 von 0,15 Mol/Liter und eine NaOH-Lösung 32 von 0,33 Mol/Liter dem Reaktor 6 zugeführt und in den Reaktor 6 wird Luft 33 wäh-40 rend 60 Minuten eingesprudelt. Unter diesen Voraussetzungen werden Schwermetalle enthaltende Ferrite ausgeschieden. Nach dem Trennen der ausgeschiedenen Ferrite 41 enthält das gereinigte Wasser 25 Cd von nur 0,01 ppm und andere schwere Metalle in geringen Mengen. Cooling tower two or more times, with the scrubbing solution in contact with the exhaust gas in the cooling tower, and the concentrated wastewater 23 of approximately 70 ° C and having a Cd content of 200 ppm, Zn, Mg and other heavy metals, is removed from the cooling tower 2 withdrawn and passed to the reactor 6. Then a FeS04 solution 31 of 0.15 mol / liter and an NaOH solution 32 of 0.33 mol / liter are fed to the reactor 6 and air is bubbled into the reactor 6 for 40 minutes for 60 minutes. Under these conditions, ferrites containing heavy metals are eliminated. After the separated ferrites 41 have been separated, the purified water contains 25 Cd of only 0.01 ppm and other heavy metals in small amounts.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2913329C2 (en) * 1979-04-03 1984-11-22 Dechema Deutsche Gesellschaft F. Chem. Apparatewesen E.V., 6000 Frankfurt Process for the separation of traces of gaseous pollutants based on sulfur from exhaust gases by chemical absorption
US4385915A (en) * 1982-03-01 1983-05-31 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Removal of germanium from the effluent of processes for the production of optical components
EP0097478B1 (en) * 1982-06-22 1989-06-07 Seitetsu Kagaku Co., Ltd. Process for removal and recovery of mercury from waste water
SE440608C (en) * 1983-08-31 1989-04-17 Erik Lindahl PROCEDURE AND DEVICE FOR SMOKE GAS CLEANING
JPS62294490A (en) * 1986-07-04 1987-12-21 Seitetsu Kagaku Co Ltd Removal of trace amount of mercury from waste liquid
DE3624626A1 (en) * 1986-07-18 1988-01-28 Pilgrimm Herbert Process for separating off substances from a mixture of substances using magnetic liquids
DE4012320C1 (en) * 1990-04-18 1991-07-11 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De
DE4016468A1 (en) * 1990-05-22 1991-11-28 Passavant Werke METHOD AND SYSTEM FOR THE THERMAL DISPOSAL OF CLEANING SLAVES
JP2742847B2 (en) * 1992-04-06 1998-04-22 日立造船株式会社 High-performance comprehensive exhaust gas treatment method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4949288B2 (en) * 1971-08-06 1974-12-26

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