Способ переработки шламов гальванических производств



Способ переработки шламов гальванических производств
Способ переработки шламов гальванических производств
Способ переработки шламов гальванических производств

Владельцы патента RU 2504589:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения. Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания отстаиванием и фильтрованием, селективную сорбцию ионов тяжелых цветных металлов с получением катодных осадков цинка, меди и никеля из десорбатов. Перед отделением твердой фазы в раствор выщелачивания добавляют флокулянт - сополимер винилового эфира диэтанол- или моноэтаноламина с акрилатом или метакрилатом натрия или калия. Обеспечивается повышение скорости отстаивания, фильтрования и снижается содержание взвешенных веществ в растворе выщелачивания. 3 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения, в частности, способам извлечения металлов из шламов гальванических производств.

Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты, отделение твердой фазы от раствора выщелачивания методами отстаивания и фильтрования с применением флокулянта, сорбцию ионов цветных металлов из раствора выщелачивания, получение катодных осадков цинка, меди и никеля из десорбатов.

Известен способ переработки шламов гальванического производства по АС СССР 1693098, МКИ С22В 7/00, согласно которому шлам гальванического производства смешивают с осадком нефтесодержащих сточных вод при соотношении 1:0,15-1). Полученную смесь обжигают при температуре 1000-1200°C, образующуюся массу измельчают и выщелачивают серной кислотой. После выщелачивания раствор подвергают фильтрации, при этом в осадке содержатся соединения - оксид и сульфат кальция, силикат хрома, а металлы, находящиеся в растворе в виде сульфатов, выделяют в виде гидроксидов дробной кристаллизацией при повышении рН до 10.

К недостаткам известного способа можно отнести введение в технологический процесс операции термической обработки шлама, что приводит к возгонке таких металлов, как цинк, кадмий и т.п., а также к образованию бенз(а)пирена при термическом разложении органической компоненты осалка нефтесодержащих сточных вод. Кроме того, выделение металлов дробной кристаллизацией не позволяет разделить металлы, так как их гидратообразование происходит в перекрывающихся значениях рН.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ утилизации кеков из промывных вод гальванического произвоства по патенту РФ №2098498 МПК С22В 7/00. Согласно этому способу шлам обрабатывают серной кислотой до кислых значений рН 2-2,5. Затем проводят отделение твердой фазы от раствора, содержащего соединения хрома, цинка, меди, никеля, железа. В твердой фазе содержится главным образом гипс, который может быть использован для получения строительных материалов. Из полученного раствора производят селективное выделение гидроксидов железа и хрома, осаждение основных карбонатов никеля и цинка, растворение их в серной кислоте и выделение из полученного раствора цинка и никеля электролизом.

К недостаткам данного способа следует отнести длительность операций отстаивания и фильтрования, а также высокое содержание взвешенных веществ в растворе выщелачивания после отделении из него твердой фазы, содержащей гипс и карбонаты металлов.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение скорости отстаивания и фильтрации и снижение содержания взвешенных веществ в растворе, образующемся при кислотном выщелачивании.

Поставленная задача решается тем, что в способе переработки шламов гальванических производств, включающем выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания методами отстаивания и фильтрования, селективную сорбцию ионов цветных металлов из раствора выщелачивания, получение катодных осадков цинка, меди и никеля из десорбатов, при этом осадок от выщелачивания используется при производстве востребованных строительных материалов. Перед отделением твердой фазы добавляют флокулянт - сополимер винилового эфира диэтанол- или моноэтаноламина с акрилатом или метакрилатом натрия или калия общей формулы:

где R - NH2 или -NH-CH2-CH2OH, R′ - Н или СН3, Me - K или Na, а n1=30-70 мол.%

Предлагаемый флокулянт по сравнению с широко применяемым в практике флокулянтом - полиакриламидом (ПАА) позволяет увеличить скорость отстаивания раствора от выщелачивания в 1,3-2 раза, снизить содержание твердого в осветленном растворе до 2 мг/л (табл.3), а также увеличить скорость фильтрации в 2-2,5 раза. При этом отмечена высокая эффективность процесса в широком диаазонс рН среды (в отличие от ПАА, который практически теряет флокулирующую способность в очень кислых и очень щелочных средах). Эффективность флокуляции достигается за счет того, что предлагаемый флокулянт относится к классу полиакрилатов, содержит в своем составе не только карбоксильные, но и амидные группы, то есть проявляет свойства катионоактивных и анионоактивных полимеров, способных соосаждать положительно и отрицательно заряженные взвешенные вещества.

Пример

Раствор от выщелачивания, представляющий собой суспензию с соотношением Т:Ж=1:10, твердая фаза которой представлена сульфатом кальция и гидроксидами хрома, цинка, меди, никеля, с ситовой характеристикой твердой фазы (табл.1), перемешивают в течение 1-2 минут с раствором 0,1%-го водного раствора флокулянта - сополимера винилового эфира диэтанол- или моноэтаноламина с акрилатом или метакрилатом натрия или калия общей формулы:

где R - NH2 или -NH-CH2-CH2OH, R′ - Н или СН3, Me - K или Na, a n, n1=30-70 мол.%, в количестве 30-200 мг/л, после чего определяют скорость отстаивания по перемещению во времени границы осветленного слоя жидкости. После этого определяют чистоту слива по содержанию в нем твердого весовым методом.

Флокулянт испытывают как в кислой, так и в щелочной среде.

Для сравнения проведены эксперименты с известным флокулянтом -полиакриламидом (ПАА).

Данные о скорости отстаивания минеральной суспензии с различными флокулянтами приведены в табл.2.

Оптимальный расход флокулянтов составил: при рН=2-20 мг/л, рН=6-40 мг/л, рН=12,5-30 мг/л.

Содержание твердого в сливе после осветления суспензии различными флокулянтами (через 20 минут после осаждения твердого) приведено в табл.3.

Из данных таблиц 2 и 3 следует, что предлагаемый флокулянт (оп.2-4) обеспечивает скорость отстаивания в критической точке в 1,3-2 раза большую, чем с ПАА (оп.1).

Содержание взвешенных веществ в сливе после сгущения с предлагаемым флокулянтом значительно ниже, чем с ПАА (табл.3, опыт 2-4 и 1 соответственно), в оптимальном варианте с предлагаемым флокулянтом содержание твердого в осветленном растворе составляет при рН=2-2,8 мг/л, рН=6-3,5 мг/л, рН=12,5-3,7 мг/л., в то время как с ПАА - 61,8 мг/л, 14,4 мг/л и 58 мг/л соответственно.

За счет увеличения кажущейся крупности твердых частиц, скорость фильтрования по прелагаемому способу увеличивается в 1,3-1,5 раза.

Таким образом, при переработке гальваношлама предлагается перед отстаиванием обрабатывать раствор от выщелачивания флокулянтом - сополимером винилового эфира диэтанол- или моноэтаноламина с акрилатом или метакрилатом натрия или калия, при этом значительно повышается скорость отстаивания в широком диапазоне рН среды (в сравнении с ПАА - в 1,5-2 раза); снижается содержание твердого в осветленном сливе после сгущения (в сравнении с ПАА - в 10-20 раз), увеличивается скорость фильтрации в 1,3-1,5 раза. Кроме того, снижение содержания твердого в растворе выщелачивания улучшает эффективность последующих технологических операций, в частности, ионообменной сорбции ионов тяжелых цветных металлов.

Изобретение может быть использовано также в процессах гидрометаллургии при фильтрации и осветлении растворов, содержащих сульфаты кальция, гидроксиды тяжелых цветных металлов.

Таблица 1
Гранулометрический состав твердой фазы после выщелачивания шлама
Классы, мм Выход класса, % Суммарный выход, %
-0,200 +0 0,160 2,8 2,8
+0,100 5,4 8,2
+0,74 4,9 13,1
+0,044 30,1 43,2
+0,022 20,1 63,3
+0,011 25,3 88,6
+0,005 6,9 95,5
-0,005 4,5 100
Таблица 2
Скорость отстаивания (осветления) раствора от выщелачивания в зависимости от рН при оптимальных расходах флокулянтов
Опыт Флокулянт Скорость осветления, см/мин при
рН=2 рН=6 рН=12,5
1 Полиакриламид 8,83 16,14 11,00
2 Сополимер ВЭМЭА с МАКK - 70:30 13,25 19,37 14,29
3 Сополимер ВЭМЭА с MAKNa - 60:40 11,28 22,96 14,29
4 Сополимер ВЭМЭА с АКK - 50:50 13,26 31,09 22,72
Таблица 3
Содержание твердого в сливе в зависимости от рН при оптимальных расходах флкулянтов
Опыт Флокулянт Содержание твердого, мг/л при
рН=2 рН=6 рН=12,5
1 Полиакриламид 61,8 14,4 58,0
2 Сополимер ВЭМЭА с МАКK - 70:30 3,3 4,0 4,2
3 Сополимер ВЭМЭА с MAKNa - 60:40 2,9 3,8 4,0
4 Сополимер ВЭМЭА с АКK - 50:50 2,8 3,5 3,7

Способ переработки шламов гальванических производств, включающий выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания отстаиванием и фильтрованием, селективную сорбцию ионов тяжелых цветных металлов из раствора выщелачивания с получением катодных осадков цинка, меди и никеля из десорбатов, при этом осадок от выщелачивания используют при производстве строительных материалов, отличающийся тем, что перед отделением твердой фазы в раствор выщелачивания добавляют флокулянт - сополимер винилового эфира диэтанол- или моноэтаноламина с акрилатом или метакрилатом натрия или калия общей формулы:

где R - NH2 или -NH-CH2-CH2OH, R′ - Н или СН3, Мe - K или Na, а n, n1=30-70 мол.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к утилизации строительных отходов. Установка утилизации бетона содержит грохот, электромагнит и систему водоочистки, а также три технологических цепочки.
Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения драгоценных металлов из отходов электронной и электротехнической промышленности.
Изобретение относится к способу переработки аккумуляторного лома. Способ включает восстановительную плавку свинецсодержащей шихты, содержащей продукт свинцовый сульфатно-оксидный, съемы обезмеживания свинца и спрудину и железистый материал в качестве восстановителя с флюсом, в качестве которого используют кварц в количестве 3-5 частей кварца на 100 частей шихты и реагентом, содержащим окись кальция.

Изобретение относится к способу переработки глинисто-солевых отходов (шламов) предприятий, перерабатывающих калиево-магниевые руды и каменную соль. Способ переработки отходов калийного производства включает стадийное гидроциклонирование отходов в виде пульпы шламов с выделением предконцентрата и пульпы хвостов.
Изобретение относится к области цветной металлургии, к переработке фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, содержащих хвосты флотации угольной пены и отходы газоочистки, и может быть использовано для получения брикетов.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для огневого рафинирования медного лома, преимущественно электротехнического назначения.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способу переработки титановых концентратов, полученных из редкометаллического сырья в рудно-термических печах, в частности, к способу переработки отходов, образующихся при очистке отходящих газов, образующихся в процессе плавки титанового концентрата в рудно-термической печи.

Изобретение относится к способу утилизации отходов твердых сплавов, содержащих карбид вольфрама и кобальт в качестве связующего. .
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к переработке шламов и концентратов, содержащих элементные кремний, углерод и платину. .

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии, в частности к производству окатышей из красного шлама, предназначенных для дальнейшего получения чугуна или стали.
Изобретение относится к способу извлечения свинца из отходов аккумуляторных батарей. Способ включает электролитическое осаждение свинца из щелочных растворов на асимметричном импульсном токе с варьированием периодической последовательности пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов тока, причем количество импульсов в пакете выбирают из n+=20 и интервала 1≤n-≤10. Обеспечивается повышение степени извлечения свинца из щелочных растворов, снижение экономических затрат, экологическая безопасность и возможность безотходного производства. 4 пр.
Изобретение относится к области вторичного получения цветных металлов. Способ извлечения кадмия и никеля из отработанных щелочных аккумуляторов и батарей включает химическую обработку отработанных щелочных аккумуляторов и батарей с хлоридом аммония путем пропускания через них конденсированных паров нагретого раствора аммиака в воде с растворением оксидов кадмия и никеля и образованием растворов аммиакатов кадмия и никеля, выделения растворов аммиакатов кадмия и никеля и нагревания их с разложением на гидроксиды кадмия и никеля, осаждения гидроксидов кадмия и никеля и отделения полученного осадка от раствора, нагревания раствора до испарения, конденсирования его и пропускания полученного конденсата через оставшуюся массу. Отделяемый от осадка раствор при химической обработке проверяют на наличие в нем аммиакатов кадмия и/или никеля путем пробного воздействия на него сульфидами натрия или калия, а упомянутую проверку повторяют до отсутствия в растворе аммиакатов кадмия и/или никеля. Изобретение обеспечивает эффективное выделение гидроксидов кадмия и никеля из отработанных аккумуляторов и батарей, а также позволяет повысить экологическую безопасность процесса. 4 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области переработки отходов производства и эксплуатации кабелей, преимущественно бронированных. Способ включает разделение кабеля на электрические жилы в полимерной оболочке, стальную проволоку и переработку отрезков стальной проволоки в арматурные элементы, и при этом отделение стальной проволоки от электрической жилы в полимерной оболочке осуществляют путем резки стальной проволоки на отрезки в составе кабеля по одной или двум взаимно противоположно расположенным образующим кабеля посредством регулируемых приводных дисковых ножей, изгиба кабеля на роликах и отделения оставшихся отрезков проволоки от электрических жил отсекателем, а транспортирование отрезков проволоки производят вибрирующим лотком с кольцевым винтообразным маршрутом, деформацию отрезков проволоки осуществляют шестеренчатой парой, имеющей зуб в сечении полуцилиндрической формы, с обеспечением деформации отрезков проволоки роликами. Обеспечивается высокая эффективность переработки отходов кабельных изделий и получение готовой продукции повышенного качества, пригодной для применения в строительстве жилищных и промышленных объектов. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих металлургических отходов вельцеванием. Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов включает смешение отходов с коксовой мелочью, окомкование шихты и последующее вельцевание в трубчатой печи. Причем при смешении в шихту вводят гидроксид кальция в количестве 20-30% от содержания кремнезема в шихте и коксовую мелочь крупностью менее 1 мм в количестве 13-17% от веса шихты. Окомкование шихты ведут с получением гранул размером 2-4 мм и влажностью 10-12%. Вельцевание ведут при температуре 900-1000°C. Техническим результатом изобретения является повышение производительности печи до 1,1 т/м3·сутки и снижение расхода коксовой мелочи до 210 кг/т цинксодержащих металлургических отходов, например пылей электродуговых печей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области гидрометаллургии рассеянных элементов, а именно к способу извлечения висмута и германия из вторичных источников сырья, образующегося при механической обработке оксидных материалов, в частности к способу извлечения висмута и германия из масло-абразивных отходов производства кристаллов ортогерманата висмута. Способ включает солянокислое выщелачивание висмута, извлечение из раствора висмута электролизом. Солянокислое выщелачивание ведут с добавкой в раствор поверхностно-активного вещества (ПАВ) с образованием абразиво-германийсодержащего осадка. Из осадка выделяют германий путем отгонки четыреххлористого германия в парах соляной кислоты. В качестве ПАВ используют техническую смесь оксиэтилированных алкилфенолов с торговым названием «Неонол» марки АФ 9-6 в концентрации 0,01-0,1 мас.%. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление способа при сохранении высокого выхода извлекаемых элементов. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к области очистки серебросодержащих материалов гидрометаллургическим методом, например вторичных материалов, какими являются лом и отходы некоторых видов микроэлектроники. Способ включает растворение серебросодержащего материала в азотной кислоте, введение при перемешивании в азотнокислый раствор нитрита натрия, выделение осадка соли серебра и последующую его переработку с получением металлического серебра. При этом после введения нитрита натрия реакционную смесь выдерживают в течение 1 часа, затем вводят карбонат или бикарбонат натрия до рН пульпы в интервале 8-10. Выделившийся осадок соли серебра в виде карбоната серебра отделяют от раствора фильтрованием. Нитрит натрия и карбонат или бикарбонат натрия вводят в сухом виде, при этом нитрит натрия берут с 25%-ным избытком от стехиометрии. Техническим результатом является повышение чистоты и степени выделения серебра из раствора при существенном упрощении процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов. Способ пирометаллургического извлечения серебра из вторичного свинецсодержащего сырья включает его плавку в два этапа. На первом этапе плавят свинецсодержащее сырье при температуре от 1150°C до 1200°C, далее расплав охлаждают до температуры 400°C со скоростью охлаждения от 1950°C/час до 2050°C/час. На втором этапе расплав нагревают со скоростью от 400°C/час до 500°C/час до температуры от 1150°C до 1200°C и удаляют глет с поверхности расплава серебра. Обеспечивается повышение извлечения серебра в сплав. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации отработанных люминесцентных ламп включает разрушение ламп и виброочистку лампового боя от люминофора. При этом разрушение ламп осуществляют до крупности частиц стекла не более 8 мм. После разрушения люминесцентных ламп цоколи ламп отделяют от стекла на вибрирующей решетке и удаляют в сборник, который направляют в демеркуризационно-отжиговую электрическую печь. Термическую обработку цоколей проводят при температуре до 100ºС и времени выдержки не менее 30 минут. Отделение люминофора от стекла осуществляют путем выдувания его в противоточно-движущейся системе «стеклобой-воздух» в условиях вибрации. Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки люминесцентных ламп, удешевление и упрощение технологии утилизации.

Настоящее изобретение относится к способу и аппарату для извлечения драгоценных металлов. Способ непрерывного получения композиции драгоценных металлов из сырьевого материала включает в себя нагревание сырьевого материала в плазменной печи с образованием верхнего слоя шлака и нижнего слоя расплавленного металла, удаление слоя шлака, удаление слоя расплавленного металла, затвердевание удаленного слоя расплавленного металла, фрагментирование затвердевшего слоя металла с образованием фрагментов и извлечение композиции драгоценных металлов из фрагментов. При этом сырьевой материал включает в себя содержащий драгоценные металлы материал и металл-коллектор. Упомянутый металл-коллектор является металлом или сплавом, способным образовать твердый раствор, сплав или интерметаллическое соединение с одним или более драгоценными металлами. Аппарат содержит плазменную печь, разливочный стол, позволяющий проводить непрерывную разливку ванны расплавленного металла с образованием затвердевшего листа, устройство фрагментации и блок разделения для извлечения из богатого драгоценными металлами сплава фрагментов листа. Техническим результатом является обеспечение высокой степени извлечения драгоценных металлов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов. Окисленные цинксодержащие материалы с коксиком в качестве твердого углеродистого восстановителя подают во вращающуюся трубчатую печь и подвергают вельцеванию с подачей дутья в виде паровоздушной смеси в зону температур 1050-1150°С при содержании пара в смеси 14-25%. Обеспечивается снижение расхода восстановителя и содержание цинка и свинца в клинкере, исключается размягчение материала в печи. 2 табл., 2 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-01-20 2014-01-17T17:35:11
Наверх