Способ извлечения кадмия из промывных вод, содержащих цианиды

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического извлечения кадмия, присутствующего в промывных водах в виде цианидных комплексов, и может быть использовано для удаления ионов кадмия из промывных вод ванн улавливания на участке кадмирования с целью предотвращения их попадания в сточные воды гальванического цеха. Извлечение кадмия проводят путем электрохимической обработки промывной воды в электролизере с катионообменной мембраной и электродами из углеродистой стали. В процессе электролиза раствор из катодной камеры циркулирует через анодную камеру. Электролиз ведут в режиме прохождения 0,5-1 А⋅ч электричества, через 1 л циркулирующей воды на 1 г содержащегося в ней цианида натрия. Способ позволяет предотвратить образование в процессе электролиза нерастворимых соединений кадмия и паров цианистого водорода. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности, к способам извлечения кадмия из промывных вод после операции электрохимического кадмирования в цианидном электролите и может быть использовано в производстве изделий, в состав которых входят детали с кадмиевыми покрытиями.

Известен химический (так называемый реагентный) способ очистки промывных вод, поступающих с участка электрохимического кадмирования в цианидных электролитах и содержащих кадмий и цианиды, путем обработки промывной воды химическими окислителями ионов цианида, например, гипохлоритом натрия и последующего отделения осадка гидроксида кадмия, образующегося при подщелачивании раствора [Виноградов С.С. «Промывные операции в гальваническом производстве» /Под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева. - М.: Глобус, 2007. - 157 с.]. Серьезный недостаток этого способа - невозможность обеспечить выполнение требованиям по ПДК в отношении содержания ионов кадмия в очищенных стоках, особенно в тех случаях, когда сточные воды от гальванического производства содержат ионы аммония, образующие в щелочной среде растворимые аммиакатные комплексы с ионами кадмия

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ электрохимического извлечения ионов кадмия из цианид-содержащих растворов, [Электромембранный метод извлечения ионов кадмия из разбавленных растворов ванн улавливания после электрохимического кадмирования / С.С. Кругликов, Н.Е. Некрасова, В.В. Кузнецов, Е.А. Филатова // Мембраны и мембранные технологии. - 2019. - Т. 9, №2. - С. 146-152.], заключающийся в электрохимической обработке с использованием двух катодов, один из которых помещен непосредственно в емкость с обрабатываемым раствором, где также находится и единственный анод, а второй катод помещен в катодную камеру, отделенную катионообменной мембраной от обрабатываемого раствора. При пропускании электрического тока часть его проходит в катодном направлении через катод, находящийся непосредственно в обрабатываемом растворе и на этом катоде осаждается металлический кадмий, а также выделяется водород. Другая часть тока проходит в катодном направлении через катод, находящийся в катодной камере, и на нем выделяется только водород, так как отрицательно заряженный цианидный комплекс кадмия не проходит через мембрану в катодную камеру. В процессе электролиза в катодной камере накапливается щелочь, а в обрабатываемом растворе снижается концентрация цианида в результате его окисления на аноде. Многолетняя промышленная эксплуатация этого процесса показала, что концентрацию ионов кадмия в промывной воде в ванне непроточной промывки (ванне улавливания) удается снизить до единиц-десятков мг/л. Однако обнаружилось, что часть ионов кадмия не разряжается на катоде с образованием металлического осадка, а образует взвесь нерастворимой соли, попадающей в сточные воды, и частично оседающей на дно ванны. Причиной этого является интенсивное окисление ионов цианида на аноде, в результате которого их концентрация оказывается недостаточной для связывания в растворимый цианидный комплекс всех ионов кадмия, присутствующих в растворе. Попытки устранить этот недостаток путем отделения анода от промывной воды в ванне улавливания с помощью катионообменной мембраны привели к нежелательным последствиям - образованию и выделению в атмосферу паров цианистого водорода вследствие снижения рН в анодной камере и переноса в нее анионов цианида.

Задачей предлагаемого способа является предотвращение образования в процессе электролиза нерастворимых соединений кадмия и паров цианистого водорода.

Поставленная задача решается предлагаемым способом извлечения кадмия из раствора, содержащего цианиды, путем электрохимической обработки раствора в электролизере (5) с катионообменной мембраной (6) и электродами (4) и (8) из углеродистой стали, причем в процессе электролиза раствор из катодной камеры (5) циркулирует через анодную камеру (10) и возвращается в катодную камеру, а количество электричества, проходящего через 1 л циркулирующего раствора, составляет 0,5-2,5 А⋅ч на 1 г цианида натрия, содержащегося в растворе. Если количество электричества, проходящего через анодную камеру, меньше 0,5 А⋅ч на 1 г цианида натрия, содержащегося в растворе, то рН в анодной камере снижается ниже 12, что ведет к появлению паров цианистого водорода.

Если же количество электричества, проходящего через 1 л циркулирующего раствора превышает 2,5 А⋅ч на 1 г цианида натрия, содержащегося в циркулирующем растворе, то возможно образование осадка нерастворимых соединений кадмия в результате нехватки свободного цианида.

Схематическое изображение установки для проведения процесса показано на фиг. 1, где 1 - насос, 2 - регулятор скорости движения раствора, 3 - подача раствора в систему циркуляции, 4 - катод, 5 - емкость с раствором снятия кадмиевых покрытий, 6 - катионообменная мембрана, 7 - подача раствора в анодную камеру, 8 - анод, 9 - перелив раствора из анодной камеры в катодную, 10 - корпус анодной камеры.

Предлагаемый способ позволяет предотвратить избыточное анодное окисление цианида путем уменьшения скорости циркуляции раствора через анодную камеру, а также устраняет снижение рН анолита ниже 12 и, тем самым, предотвращает образование паров цианистого водорода.

Реализацию предлагаемого способа иллюстрируют приведенные ниже примеры.

ПРИМЕР 1.

Извлечение кадмия проводили из катодной камеры (5) - емкости с катодом (4) с площадью 0,2 дм2 из углеродистой стали, моделирующей ванну улавливания после операции кадмирования и содержащей 3 л раствора, моделирующего промывную воду в ванне улавливания:

Cd………1,5 г/л (в пересчете на металл)

NaCN…9 г/л.

Na2OH - 15 г/л.

Na24 - 50 г/л.

В эту емкость была погружена анодная камера (10) емкостью 300 мл с катионообменной мембраной (6) и анодом (8) с площадью 0,5 дм2 из углеродистой стали, моделирующая погружной электрохимический модуль (ПЭМ). 300 мл вышеуказанного раствора переместили из катодной камеры в анодную и провели электролиз при силе тока 0,5 А. В процессе электролиза через каждые 5 час 100 мл раствора переливали из анодной камеры в катодную камеру, после чего в анодную камеру добавляли 100 мл раствора из катодной камеры. При таком режиме электролиза за 20 час на катоде выделилось 4,1 г. металлического кадмия и через раствор, обработанный в анодной камере, прошло 10 А⋅ч, то есть 1 А⋅ч на грамм цианида натрия, содержавшегося в исходном растворе. В катодной и анодной камерах сохранилась величина рН выше 12, поэтому не отмечено образование паров цианистого водорода. Не отмечено также образование нерастворимых соединений кадмия.

ПРИМЕР 2.

Извлечение кадмия проводили на той же установке из раствора, полученного по окончании процесса электролиза, описанного в ПРИМЕРЕ 1. Электролиз вели при силе тока 0,5 А в течение 20 час. по той же схеме, что и в ПРИМЕРЕ 1. При таком режиме электролиза электролиза на катоде выделилось 0,36 г и через раствор прошло 10 А⋅ч, то есть 2,5 А⋅ч на грамм цианида натрия, содержавшщегося в исходном растворе. В катодной и анодной камерах значение рН не снижалось ниже 12 и не происходило образование паров цианистого водорода. Не отмечено образование нерастворимых соединений кадмия.

ПРИМЕР 3.

Извлечение кадмия проводили на той же установке из раствора, полученного по окончании процесса электролиза, описанного в ПРИМЕРЕ 2. Электролиз вели при силе тока 0,1 А в течение 20 час по той же схеме, что и в ПРИМЕРЕ 1. При таком режиме электролиза на катоде выделилось 0,039 г кадмия и через раствор прошло 2 А⋅ч., то есть 0,5 А⋅ч на грамм цианида натрия, содержавшегося в исходном растворе. В катодной и анодной камерах значение рН не опускалось ниже 12 и не отмечено образование паров цианистого водорода и нерастворимых соединений кадмия.

Как видно из приведенных примеров, в предлагаемом способе в отличие от способа, описанного в прототипе:

1. Полностью устранено образование взвеси нерастворимых соединений кадмия.

2. Предотвращается выделение в атмосферу паров цианистого водорода.

Способ извлечения кадмия из промывных вод, содержащих цианиды, включающий их электрохимическую обработку в электролизере с катионообменной мембраной и электродами из углеродистой стали, отличающийся тем, что в процессе электрохимической обработки промывная вода из катодной камеры электролизера циркулирует через анодную камеру и возвращается в катодную камеру, при этом обработку ведут в режиме прохождения 0,5-2,5 А⋅ч электричества через 1 л воды на 1 г содержащегося в ней цианида натрия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению цинкового порошка из цинксодержащих отходов. Способ включает выщелачивание цинксодержащих отходов, электрохимическое осаждение цинкового порошка в виде осадка из щелочного электролита и промывку осадка.

Изобретение относится к удалению ионов ртути из отработанного раствора амальгамирования и промывных вод и может быть использовано для обезвреживания отработанных растворов при амальгамировании цинковых электродов химических источников тока.
Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и материалов, в частности к способу извлечения цинка из техногенных концентратов с высоким содержанием сульфидов.

Изобретение относится к ячейке-элементу пакетной батареи ячеек для электрохимического выделения металла из растворов ионов металла. .
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при электролизе цинка из сульфатных цинковых растворов на заводах, работающих с автоматизированной сдиркой катодного металла.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для извлечения веществ электроэкстракцией, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. .

Изобретение относится к способам электроосаждения цинка, в которых используются добавки, ингибирующие выделение водорода и/или повышающие выход по току цинка. .

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно, к устройствам для электролитического получения цветных металлов в электролизерах с плоскими или пластинообразными электродами, в частности, к устройствам для автоматического контроля массы осаждаемого цинка на катодах электролизной ванны при управлении процессом электролиза.

Изобретение относится к цветной металлургии, к получению цветных металлов, в частности, цинка, методом электролиза водных растворов. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам получения кадмия. .

Изобретение относится к водоочистке. Способ обесфторивания воды включает фильтрацию воды через фильтрующую конструкцию цилиндрической формы, в которой расположена система, состоящая из слоя диоксида кремния толщиной 5 см, слоя гранулированного активированного угля толщиной 10 см и слоя сорбента толщиной 0,5 см.

Изобретение относится к резервуару для бактерицидного хранения воды, который предназначен для длительного хранения воды и снабжения питьевой водой. Резервуар включает вертикально ориентированный корпус, содержащий днище и боковую стенку, не пропускающие свет, и крышку, герметично соединенную с боковой стенкой, патрубок для подвода воды, патрубок для отвода воды, расположенный в области днища резервуара, светопропускающую защитную трубу, установленную внутри корпуса резервуара в области его днища и параллельно ему, и лампу ультрафиолетового излучения, размещенную в защитной трубе.

Группа изобретение относится к системе очистки загрязненной и морской воды методом перекристаллизации и к теплообменному устройству, а также может использоваться в быту, пищевой промышленности, на предприятиях общественного питания и в медицине.

Изобретение относится к водоочистке и может быть использовано для биологической очистки сточных вод с помощью активного ила. Сточные воды вводят в резервуар активного ила В, который можно вентилировать, а затем - попеременно в один из резервуаров SU седиментации и рециркуляции, которые непрерывно сообщают гидравлически с резервуаром В и в которых на протяжении суток проводят рабочие циклы, включающие фазу возврата ила S, фазу рециркуляции U, фазу предварительной седиментации V и фазу отвода А.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрохимии, и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве. Электроактиватор воды содержит корпус, катодную и анодную камеры с электродами, ионопроницаемую диафрагму, патрубки с запорными элементами для подачи воды и сброса католита и анолита, установленные по бокам цилиндрического корпуса, клеммы, источник постоянного тока, блок управления, поплавковый датчик уровня воды.

Изобретение относится к способам мониторинга окружающей среды и может быть использовано для контроля загрязнений сточных вод или поверхностных вод природных водоемов.

Изобретение относится к магнитным сорбентам для очистки различных сред от нефти, масел и других углеводородов. Предложен порошкообразный сорбент, содержащий оксид железа в виде Fe3O4 и кокосовый активированный уголь с размером частиц 20-30 мкм.

Изобретение может быть использовано в водоочистке. Способ очистки сточных вод от ионов меди включает обработку сорбентом, в качестве которого используют изделия из ячеистого бетона автоклавного твердения плотностью 600 кг/м3 с размерами 30×30×30 мм.

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, а именно к переработке и утилизации нефтесодержащего сырья, формируемого на промыслах. Способ утилизации нефтешлама включает подачу в шламонакопитель 1 через парораспределитель и активные сопла 4 паровых эжекторов пара, в поток которого периодически с помощью дозатора 5 впрыскивают дозированное количество деэмульгатора, активное перемешивание в эжекторе нефтешлама, донного осадка и пара, которые попадают на вход гидроэлеватора 6, после чего они захватываются гидроэлеватором и транспортируются после предварительной очистки в гравитационный сепаратор 7 для окончательной переработки, при этом закачку пара ведут с контролем давления на входе эжекторов, эмпирическим путем определяют давление, ниже которого вязкость полученной смеси, состоящей из нефтешлама и донного осадка вместе с паром, будет достаточной для транспортировки гидроэлеватором 6, который изготавливают в виде последовательно устанавливаемых шламовой помпы 9 в шламоуловителе 1, механического сменного фильтра 10 и шестереночного насоса 11, выполненного с возможностью дополнительного перемешивания и диспергации полученной смеси, которая перед окончательной переработкой подается в паровой смеситель 12, оснащенный паропроводом 13 с выходными соплами 14 по всему днищу, для нагрева и интенсивного барботажа смеси при помощи пара с температурой 125-160°С для подачи под давлением в гравитационный сепаратор 7, изготовленный в виде центробежного сепаратора, для разделения на пар, воду и нефтешлам, который отжимают шнековым прессом 16 перед окончательной утилизацией.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для получения воды питьевого качества в полевых условиях, а именно к портативному фильтру для очистки воды в полевых и экстремальных условиях.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к способам электрохимического извлечения кадмия, присутствующего в промывных водах в виде цианидных комплексов, и может быть использовано для удаления ионов кадмия из промывных вод ванн улавливания на участке кадмирования с целью предотвращения их попадания в сточные воды гальванического цеха. Извлечение кадмия проводят путем электрохимической обработки промывной воды в электролизере с катионообменной мембраной и электродами из углеродистой стали. В процессе электролиза раствор из катодной камеры циркулирует через анодную камеру. Электролиз ведут в режиме прохождения 0,5-1 А⋅ч электричества, через 1 л циркулирующей воды на 1 г содержащегося в ней цианида натрия. Способ позволяет предотвратить образование в процессе электролиза нерастворимых соединений кадмия и паров цианистого водорода. 1 ил., 3 пр.

Наверх