Epäpuhtauksien poistaminen prosessivesistä

Kemira Chemicals Oy in Äetsä produces sodium chlorate as its main product. It is produced with electrolysis in electrolyte cells. During the manufacturing process impurities, out of which the largest one is iron, accumulate in the cells. These impurities are removed in cell wash with hydrochloric acid liquid, after which the wash water is precipitated with sodium hydroxide and sodium carbonate, and filtered with filter press. After the treatment the wash water is recycled back to the manufacturing process. The aim of this thesis was primarily to improve the treatment of wash water in order to remove the impurities with low costs. This would result in more impurity-free water and in sufficient capacity of impurity removal. The second aim was to maintain the chromium in the treated wash water because it forms a diaphragm of chromium hydroxide to cathode which prevents the flow of anions to cathode. The literature part investigates properties, use and manufacturing of sodium chlorate, electrolyte cell and its wash technique, and impurities of wash water. The beginning of the applied part investigates alternatives of separation methods which could be used to improve the treatment of wash water. In the experiments an optimum pH for the precipitation of wash water was determined, and a research of the use of sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium hydroxide and calcium chloride as a precipitant was carried out. Also a suitable flocculant and a filter cloth for the treatment of wash water were determined. Finally, process changes were introduced, partly by applying the current equipment, and the costs and savings were calculated.

Kemira Chemicals Oy Äetsässä valmistaa päätuotteenaan natriumkloraattia. Sitä valmistetaan elektrolyysimenetelmällä elektrolyysikennoissa, joihin kertyy prosessin aikana epäpuhtauksia, joista suurin osa on rautaa. Epäpuhtaudet poistetaan suolahappoliuoksen avulla kennopesussa, jonka jälkeen muodostunut pesuvesi saostetaan natriumhydroksidilla ja natriumkarbonaatilla sekä suodatetaan suotopuristimella. Käsittelyn jälkeen pesuvesi kierrätetään takaisin valmistusprosessiin. Työn tavoitteena ensisijaisesti oli pesuveden käsittelyn tehostaminen pienin kustannuksin epäpuhtauksien poistamiseksi, jolloin saataisiin aikaiseksi puhtaampaa vettä ja riittävä puhdistuskapasiteetti. Toisena tavoitteena oli kromin säilyttäminen käsitellyssä pesuvedessä, koska kromi muodostaa katodille anionien kulkeutumista estävän kromihydroksididiafragman. Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin natriumkloraatin ominaisuuksia, käyttöä, valmistusta, elektrolyysikennoa ja sen pesumenetelmää sekä pesuveden epäpuhtauksia. Soveltavan osan alussa tarkasteltiin erotusmenetelmävaihtoehtoja, joiden avulla pesuveden käsittelyä voitaisiin tehostaa. Kokeissa määritettiin pesuveden optimi-pH saostamiseen ja tutkittiin natriumhydroksidin, natriumkarbonaatin, kalsiumhydroksidin ja kalsiumkloridin käyttöä saostuskemikaalina. Lisäksi etsittiin sopiva flokkulantti ja suodinkangas pesuveden käsittelyyn. Lopuksi ehdotettiin prosessimuutoksia sovellettuna olemassa olevalle laitteistolle sekä laskettiin niille kustannukset ja säästöt.