Способ очистки промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых и цветных металлов

 

Изобретение относится к очистке сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов комбинированным методом. Цель изобретения - уменьшение концентрации ионов металлов в фильтрате, упрощение технологии за счет сокращения количества стадий, уменьшение расхода реагентов и времени очистки воды, обеспечение возможности повторного использования металла, создание замкнутого водооборотного цикла. Очистку промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых и цветных металлов ведут осаждением их в воде гидроокисей с последующей ионно-обменной обработкой воды. При этом осаждение металлов проводят электрофлотацией с применением нерастворимых электродов при PH начала образования гидроокисей металлов до остаточной концентрации их в растворе 1-5 м 2/л. Регенерацию катионита ведут серной кислотой с последующей корректировкой регенерата гидрооксидом металла, полученным на стадии электрофлотации. Сточные воды после ионно-обменной обработки подают в ванну промывки. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315907/31-02 (22) 14.10.87 (46) 15.08.90. Бюл. У 30 (71) Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева (72) Н.P.Ìåé÷èê, Ю.А.Лейкин, E.Â.Êîñòûëåâà, В.А.Колесников, С.О.Вараксин, Г.А.Кокарев и М.K. Лапинскине (53) 669.053-.4 (088.8) (56) Соркин Э.И. и др. Электронная обработка материалов, 1983, Г 3, с,68-69.

Патент США N 4341636, кл. 210,662, 1980. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД

ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ОТ ИОНОВ

ТЯЖЕЛЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к очистке сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов комбинированным методом.

Цель изобретения - уменьшение концентрации ионов металлов в фильтрате, Изобретение oTHocNTcR к очистке сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов комбинированным методои.

Цель изобретения - уменьшение концентрации ионов металлов в фильтрате, упрощение технологии за счет сокращения количества стадий, уменьшение расхода реагентов и времени очистки воды, обеспечение возможности повторного использования металла и создание замкнутого водооборотного цикла.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

„„ЯО„„3585357 А1 (51}5 С 22 В 3/00 С 02 Г 1/46

2 упрощение технологии за счет сокращения количества стадий, уменьшение расхода реагентов и времени очистки воды, обеспечение возможности повторного использования металла, создание замкнутого водооборотного цикла.

Очистку проиывных вод гальванических производств от ионов тяжелых и цветных металлов ведут осаждением их в воде гидроокисей с последующей ионнообменной обработкой воды, При этом осаждение металлов проводят электрофлотацией с применением нерастворимых электродов при рН начала образования гидроокисей металлов до остаточной концентрации их в растворе

1-5 и2/л. Регенерацию катионита ведут серной кислотой с последующей корректировкой регенерата гидрооксидом металла, полученным на стадии электрофлотации. Сточные воды после ионно-обменной обработки подают в ванну промывки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл, Пример 1. В сточную воду (50 ил) с содержанием Ni+2 = 0,15 г/л и рН = 3,7 в реакторе добавляют

0,075 r гидроокиси натрия до рН 9 и обрабатывают в электрофлотаторе с электродами: катод - нерастворимый,, нержавеющая сталь; анод - нерастворимый, оксиды кобальта и рутения на титановой основе. Плотность тока 1С мА/

/см2„ напряжение 3В. Время флотации

6 иин, Остаточная концентрация ионов

Ni+ после проведения электрофлота" ции составляет 4 мг/л, остаточная

158535; концентрация взвешенных частиц

2 мг/л, влажность осадка 501.

Затем проводят ионообменную обработку воды путем пропускания последо5 вательно через две колонки с катионитом с аминокарбоксильными группами (объем катионита 20 мл; скорост ь пропускания раствора 1,5 л/ч) и одну колонку с анионитом с группами этилендиамина (объем анионита 1О мл). В результате проведенного процесса остаточная концентрация Ni в воде составляет 0,01 мг/л.

После проведения описанного процесса очистки первую колонку с катионитом подвергают регенерации 20 мл

10%-ного раствора Н БО . Регенерат имеет следующий состав содержание

Ni 25 г/л, концентрация H>SO 3"., 20 рН 1.

Затем регенерат нейтрализуют гид роксидом никеля, полученным на стадии электрофлотации, до рН 4. Конечный, раствор содержит Ni . 35 г/л или

210 г/л no NiSO< 7H O, что соответствует концентрации (по М ) электролита никелирования, применяемого для покрытия металлических изделий с целью защиты от коррозии, и может быть использован в основном технологическом процессе или подаваться на стадию электролиза для повторной переработки с целью выделения металла и использования его в качестве

35 анода в основном гальваническом процессе.

Пример 2. По примеру 1 в сточную воду с содержанием Cu+ - 0,20 г/л и рН

2,6 добавляют 0,08 г NaOH до рН 8,5 ° 40

Время электрофлотации 6 мин. Плотность тока 10 мА/см, напряжение 3В.

Остаточная концентрация Си после проведения процесса электрофлотации

5 мг/л, остаточная концентрация взвешенных частиц 2 мг/л; влажность осадка 501.

Остаточная концентрация Сц в воде проведения ионообменной обработки (0,01 мг/л.

Состав регенерата после регенерации катионообменника: содержание

Cd 20 г/л, концентрация Н SO 3i;; рН 1.

Состав конечного раствора после нейтрализации регенерата гидроокиси меди: содержание меди 29 г/л, рН 4.

Пример 3. По примеру 1 в с.точную воду с содержанием Cd -"- 0,15 г/л рН 3,0 добавляют 0,04 ИаОН до рН 9.

Время электрофлотации — 7 мин. Плотность тока 10 мА/см, напряжение 3В.

Остаточная концентрация Cd + после проведения процесса электрофлотации

3 мг/л, остаточная концентрация взвешенных частиц 2 мг/л, влажность осадка 601..

Остаточная концентрация Cd+ в воде после проведения ионообменной обработки воды (0,01 мг/л.

Состав регенерата после регенерации катионообменника: содержание Cd

21 г/л; концентрация серной кислоты

34, рН 1.

Состав конечного раствора после нейтрализации регенерата гидроксидом кадмия: содержание кадмия . 30 г/л, рН 4, . Пример 4. По примеру 1 в сточную воду с содержанием РЬ+

0,10 г/л и рН 1,5 добавляют 0,05 r

NaOH до рН 8,5. Время флотации составляет 12 мин. Плотность тока

1О мА/см, напряжение 3В. Остаточная концентрация РЬ + после проведения процесса электрофлотации 1 мг/л, остаточная концентрация взвешенных частиц 4 мг/л, влажность осадка 50ь, Остаточная концентрация РЬ в. воде после ионообменной обработки (0„009 мг/л. !

Состав регенерата после регенерации катионообменника: содержание РЬ

24 г/л, концентрация Н SO 3i рН 1.

Состав конечного раствора после нейтрализации регенерата гидроокисью свинца: содержание свинца 30 г/л, рН 4. Сопоставительные данные известного и предлагаемого способов представлены в таблице.

Как видно из приведенных примеров и таблицы, предлагаемый способ очистки промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых и цветных металлов обладает следующими преимуществами по сравнению с известным: сокращение числа технологических операций (стадии отстаивания и фильтрования заменяются одной стадией электрофлотации);

- сокращение времени процесса

1 очистки: время процесса уменьшается с 5-6 сут до 5-15 мин;

1585357

- более высокое качество очистки

1 сточных вод на первой стадии (остаточная концентрация токсических компонентов для прототипа (10-20) мг/л, для предложенного способа (1-5) мг/л1

5 и, как следствие, сокращение нагрузки на ионообменные колонны, увеличение времени их работы до проскока и а сокращение расхода реагентов на регенерацию;

- возможность организации замкнутого водооборотного цикла на стадии промывки в процессе электрохимических покрытий; 15

- обеспечение возможности возврата металла в основной технологический процесс путем приготовления электролитов взаимодействием полученной на стадии электрофлотации гидроокиси металла и регенератов после катионообменника;

- уменьшение концентрации ионов металлов в фильтрате после очистки в сравнении с известным до 0,01 мг/л. 25

Формула и з о б р е т е н и я

1„ Способ очистки промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых и цветных металлов, включающий их осаждение в виде гидроокисей 30 с последующей ионообменной обработкой воды, отличающийся тем, что, с целью уменьшения концентрации ионов металлов в фильтрате, упрощение технологии за счет сокращения количества стадий, уменьшения расхода реагентов и времени очистки воды

t осаждение металлов ведут электрофлотацией с применением нерастворимых электродов при рН начала образования гидроокисей металлов до остаточной концентрации их в растворе

1-5 м /л.

2 ° Способ по п.2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности повторного использования металла, проводят регенерацию катионита серной кислото" с последующей корректировкой регенерата, гидроксидом металла, полученным на стадии электрофлотации.

3. Способ по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью создания замкнутого водооборотного цикла, сточные воды после ионообменной обработки подают в ванну промывки.

Показатели

Предлагаемый

Известный рН воды 10-11

Время обработки 5-6 сут

Расход NaOH для доведения рН в рН 1.1 расчете на 1 мз, г 40

Остаточная кон центрация взвешенных частиц

Me(OH)z, мг/л

Концентрация ионов ИеО, рН 11 мг/л 5-10

Влажность осадка Ие(ОН), Ф 95-100

8-9

5-15 мин рН 9

0,4-4,0

10-20

1"5 рН 9

1-5

Не более

Остаточная концентрация ионов металла в филь40 трате после очистки, мг/л

1-2

0,01

Составитель И.Петрова

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2305 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Й/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101