特許ウォッチ

公開番号2025066699
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-23
出願番号2024225905,2020564714
出願日2024-12-23,2019-05-29
発明の名称CO2を使用するアルミニウムを含む工業廃水の処理方法
出願人レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類C02F 1/58 20230101AFI20250416BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】溶解アルミニウムの全て又は一部を除去するため、アルミニウムを含む工業廃水を処理する方法を提供する。
【解決手段】以下のステップ:水酸化アルミニウムの形態でのアルミニウムの沈殿を促進し、その除去を容易にするために、処理される廃水を、例えばタンクから構成され、9.5未満のpHが維持される第1のゾーンへ運搬するステップ;第2のゾーンが提供され、そしてゾーン1に位置する媒体の一部がゾーン2へと再循環され、次いで、媒体はそこからゾーン1に戻され、そして再循環される媒体に気体状CO2が注入されるステップ;及びゾーン1で形成される固体粒子を分離し、そして放出するステップ;の実施を含んでなる方法を提示する。CO2が注入された前記媒体の再循環を考慮して、ゾーン1において利用可能である溶解CO2の量は、入ってくる廃水の沈殿のために必要な量よりも0.5～3倍、好ましくは1～1.5倍高いことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
そこからアルミニウムの全て又は一部を除去する目的のため、アルミニウムを含む工業廃水を処理する方法であって、以下の処置：
－水酸化アルミニウムの形態での前記アルミニウムの沈殿を促進し、したがってその除去を容易にするために、処理される前記廃水を、例えばタンクから構成され、９．５未満、より好ましくは６．５～８．５、なおより好ましくは７～８のｐＨが維持される第１のゾーンへ運搬する；
－第２のゾーンが利用可能であり、且つゾーン１及びゾーン２に位置する媒体の一部の再循環、次いで、そこから前記ゾーン１へのその返還、並びに前記再循環される媒体への気体状ＣＯ
２
の注入が配置される；
－前記ゾーン１で形成される固体粒子を分離し、放出する；
の実施を含んでなり、ＣＯ
２
が注入された前記媒体の前記再循環を考慮して、前記ゾーン１において利用可能である溶解したＣＯ
２
の量は、入ってくる廃水の沈殿のために必要な必要条件より０．５～３倍高く、好ましくは１～１．５倍高いことを特徴とする、方法。
続きを表示（約 61 文字）【請求項２】
前記ゾーン２において優勢である条件が乱流条件であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、それらを中和する目的のため、そして廃水中に存在する金属を有意に除去する目的のための、アルカリ土類金属を含む金属を含む高度に塩基性化された廃水の処理の分野に関する。この問題は特に鉄鋼産業で見られるが、他の産業にも関与し得、そして特にボーキサイト（アルミニウムを非常に重度に含む「赤泥」として知られる）などの天然原料をベースとするアルミニウムの製造から生じる水性リカーの処理の場合が挙げられる。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素ガスの添加によって、この種の廃水を中和すること、そして金属を沈殿させて、それらを除去することが可能である。しかしながら、非常に多くの場合、直接的注入は注入システムの完全又は部分的ブロッキング、及び装置のパフォーマンス品質の損失の問題を示す。これは、注入が中和を目的としているが、無機化合物の沈殿も目的としているため、沈殿のために必要なＣＯ
２
が導入される場所である注入点付近の固体の形成が不可避であるためである。毎時数トンに達する可能性のある非常に多量の固体がＣＯ
２
の注入点付近で形成される可能性があるため、これらの注入点が容易にブロックされる可能性があり、且つ装置のパフォーマンス品質を損なう可能性があることは容易に理解される。
【０００３】
この方法が示す問題は、金属を含む非常に塩基性の水物体への酸（ＣＯ
２
）の直接的添加が、制御が困難である瞬間的な沈殿をもたらすということである。導管などの注入及び混合部位が非常に急速にブロックされるという工業的ケースが非常に多く報告される。
【０００４】
以下、アルミニウムの製造から生じる水性リカーの処理の場合を考えたい。それには、水性リカーを排出する前に除去する必要がある多量の溶解アルミニウムを含有する水性液体流を中和する問題がある。一般に、この廃水は高度に塩基性であり、そしてアルミニウムはアルミン酸イオン（Ａｌ（ＯＨ）
４
－
）の形態で溶解している。これは、水酸化ナトリウムによって実行された鉱石の処理（「浸出」）による。
【０００５】
塩基性媒体中の溶解されたアルミン酸イオンを、非常に溶解性ではなく、沈殿する傾向を有するであろう水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）
３
に変換するために、ＣＯ
２
を添加することによって、アルミニウムを除去することが可能である。廃水のｐＨを低下させるか、又は正確に中和させるか、若しくは部分的に中和させ、したがって、アルミニウムは除去され、したがって、それは精製されるであろう。この操作のための作用ｐＨ範囲は、一般に以下の通りである：
－低く、したがって、処理される入来する廃水のものよりも低い、
－しかしながら、アルミニウムがＡｌ
３＋
の形態で溶解するため、ｐＨが低すぎることは不可である（＜５）。
【０００６】
要約すると、アルミニウムの場合、典型的に５～８．５の最適の作用ｐＨが推奨される。
【０００７】
それにもかかわらず、ＣＯ
２
の溶解、及び電解質を含む廃水とそれを接触させる操作は、なお困難である。これは、ＣＯ
２
は、いずれの強酸のように、注入位置での高濃度の酸をもたらすためである。この高度に酸性のゾーンにおいて、固体水酸化アルミニウムの形成は非常に大きく、そして注入点の閉塞の危険は非常に高い。
【０００８】
言い換えると、一般に、廃水は、沈殿及び中和をもたらすために多量の酸を効果的に必要とする多量のアルミン酸イオンを含有する。残念なことに、この操作は、以下の理由のため、実行するのが困難であることがわかる：
・廃水（液体）及び気体（ＣＯ
２
）の均質化又は混合は容易ではなく、すなわち、瞬間的でない。したがって、（例えば注入装置又は穿孔された管が含まれるかどうかにかかわらず）廃水及び気体の間の界面を生じる注入ゾーンは、非常に迅速に多量の沈殿物を生じることがわかっており、それは除去が困難であるブロッキングを引き起こす：例えば、シャットダウン及び強酸によるストリッピング。
・さらにまた、形成された粒子は非常に抵抗することがわかっており、それらが蓄積した場合、注入位置の下流部分にブロッキングをもたらす可能性がある。
・最後に、種々の段階（気体の注入／転送及びアルミン酸イオンを含有する廃水との溶解ＣＯ
２
の接触）は全く同一のゾーン、全く同一の機器又は導管でしばしば実行されるが、段階ごとに必要とされる条件は異なる。
【０００９】
したがって、要約すると、上記で挙げられた要素を考慮して、沈殿と組み合わせたＣＯ
２
の注入の操作は実行するのが非常に困難となる可能性があり、実際に実質的に不可能であり、したがって、その応用は当業者によって放棄される。
【００１０】
この産業で提供される処理の一例を以下に記す：
－除去される多量の溶解アルミニウムを含有する廃水のファーリング（ｆｕｒｒｉｎｇ）／スケーリング。高ｐＨ廃水（１２付近のｐＨ
１
）を、ＣＯ
２
の注入によってより低いｐＨ（７～８．５付近のｐＨ
２
）に維持されたタンクに送る。この値は、水酸化アルミニウムを沈澱させるために理想的であると考えられる。
－中和された廃水は、（ポンプ輸送された）タンクの底を通してその固体が出され、その後、沈殿によって分離される。この段階で、それらの「デカンテーション性」又は濾過を改善するために、（凝集形成、結晶化促進などによって）最初に形成される固体粒子の径を大きくするため、製品（例えば増粘剤、電解質、凝固薬は界面活性剤など）の添加を使用することも可能である。
－他の形態もしばしば行われる：他の形態において、注入は直接タンクに実行されないが、インラインで導管に実行される。最も単純なもの（例えば単純なパイプ出現）から最も洗練されたもの（静的混合機、ベンチュリ管などの溶解を改善するための商業的に利用可能な多くの気体－液体接触器）にわたる手段によって、ポンプ輸送後、気体状（又は液体）ＣＯ
２
は廃水に注入される。粒子は流れの中に直接形成され、通常、流れをそのままにして液体から分離されるのみである（濾過、沈殿槽など）。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許