Способ выделения металлов из шламов сточных вод

 

Использование: обработка шламов, образующихся при очистке сточных вод в радиотехнической, машиностроительной, химической промышленностях. Сущность изобретения: осадки обрабатывают смесью аммиака с хлороводором при их соотношении (2,5 - 3) : 1 из расчета 3 - 3,5 моля HCl на 1 моль извлекаемых металлов. Смесь NH₃ с HCl получают в результате обработки растворов гальванических производств железным скрапом с последующей ферритизацией. 1 табл.

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод и может быть использовано для выделения металлов из шламов, образующихся при очистке сточных вод в радиотехнической, машиностроительной, химической промышленностях.

Известен способ выделения ионов тяжелых металлов из сточных вод и осадков, включающий введение при перемешивании в исходную суспензию или осадок синтетического комплексообразователя и отделение раствора после двух суток контакта.

Для более полного использования комплексообразователя предусматривается его многократное использование в системах циклических или проточно работающих реакторов [1].

Недостатки данного способа: медленное протекание процесса, приводящее к увеличению объемов сооружений, высокая стоимость реагента, ведущая к удорожанию процесса извлечения металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при его использовании является известный способ выделения металлов из осадка, получаемого в результате реагентной обработки сточных вод, включающий обработку шлама карбоаммиачными раствором с содержанием 7% NH₃ и 5% СО₂ для растворения Сu, Ni и Zn на первой ступени в соотношении 1 м³ раствора на 1 т шлама при 60^оС, а на второй ступени в соотношении 1 м³ раствора/т шлама при 80^оС и длительности 1 ч с последующим фильтрованием и промывкой нерастворимого скопа после каждой ступени растворения и избирательное восстановление металлов [2].

Недостатком способа является сложность разрушения химических связей металлов при использовании карбоаммиачных растворов, что требует многоступенчатой обработки при подогреве и не позволяет наиболее полно выделить металлы из оксидных осадков. Это приводит к значительным энергетическим затратам при большой трудоемкости способа.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение степени извлечения металлов.

Для достижения поставленной цели обработку шлама производят в одну стадию газообразным реагентом, содержащим хлороводород и аммиак в соотношении 1: (2,5...3), из расчета 3,0-3,5 моля НСl на 1 моль извлекаемых металлов. В качестве реагента используют отходящие газы, получаемые в процессе обработки растворов гальванического производства, содержащих NH₃ и HCl, контактом с железным скрапом и последующей ферритизацией.

Газовую смесь, содержащую хлороводород и аммиак в соотношении 1:(2,5... 3), через распределительную систему подают в шламонакопитель, заполненный осадком, содержащим Cu, Ni и/или Zn, из расчета 3,0...3,5 молей HCl на 1 моль извлекаемых металлов. Указанные металлы выщелачиваются из осадка и находятся в растворе в виде хорошо растворимых аммиачных комплексов. Этот раствор отделяют от твердой фазы на фильтр-прессе и смешивают с исходными травильными растворами воды. Медь выделяется цементацией на стальной стружке. Никель восстанавливается на "черном" марганцевом песке. Цинк выделяют путем экстракции с помощью диэтилгексилфосфорной кислоты.

П р и м е р 1. В цилиндр, оборудованный барботажной системой, помещают 1 л осадка станции нейтрализации завода радиотехнической аппаратуры, содержащего 2,2 моль/л меди, 1,6 моль/л никеля, 1,3 моль/л цинка, а также соединение железа и кальция. Через объем осадка пропускают газ, содержащий хлороводород и аммиак в соотношении HCl:NH₃=1:(2,5...3,0), из расчета 3... 3,5 моля HCl на 1 моль извлекаемых металлов, т.е. 15,3...17,85 молей HCl.

Газ получают в результате разложения хлористого аммония в двух реакторах: в первом происходит контактное выделение (цементация) меди из травильных растворов на железной стружке; во втором - ферритизация нейтрализованного раствора из первого реактора путем обработки воздухом при подогреве. В первом реакторе выделяется HCl, во втором - NH₃. Концентрация компонентов в газовой смеси, подаваемой в цилиндр, регулируется изменением подачи газа из реактора.

Обработанную газом суспензию забирают из цилиндра, отфильтровывают на бумажном фильтре "белая лента" и промывают дистиллированной водой. По концентрации металлов в растворе вычисляют эффективность извлечения. Результаты приведены в таблице.

Применение для выделения металлов реагента в виде газа, содержащего помимо аммиака хлористый водород, позволяет значительно интенсифицировать процесс извлечения Cu, Ni и Zn из шлама. Повышается степень извлечения металлов при сокращении энергетических затрат на нагрев среды. Кроме того, процесс проводят в одну стадию, что существенно повышает производительность труда.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ШЛАМОВ СТОЧНЫХ ВОД, включающий обработку шлама аммиаком, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения степени выделения металлов, обработку ведут газообразной смесью аммиака с хлороводородом при их соотношении 2,5 - 3 : 1 из расчета 3 - 3,5 моль хлороводорода на 1 моль извлекаемых металлов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газообразной смеси аммиака с хлороводородом используют отходящие газы, получаемые при обработке растворов гальванических производств железным скрапом с последующей ферритизацией.

РИСУНКИ

Рисунок 1