Способ обезвреживания сбросных растворов
Изобретение относится к cпособу обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы от Au, As, Ca, Fe, Ni, Pb, S, Sb, Zn путем обработки кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, содержащим серную кислоту и сульфат железа (III). 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод гидрометаллургического производства сурьмы, в частности к удалению сурьмы из сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы. Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, в золотодобывающей промышленности для очистки сточных вод и пульп, содержащих сурьму и другие примеси.
Известен способ удаления сурьмы из растворов «Способ комплексной очистки сточных вод от цианидов, тиоцианатов, мышьяка, сурьмы и тяжелых металлов» (патент RU №2615023 от 30.04.2015, МПК C02F, опубл. 03.04.2017), включающий обработку вод окислителем, выдержку без подачи реагентов продолжительностью не менее чем 0,5 часа, предпочтительно 1-4 часа, при этом перед началом выдержки концентрация окислителя должна быть минимальной. Затем сточные воды обрабатывают ионами железа (II) или (III) при рН 4,0-8,0. При высокой остаточной концентрации тяжелых и цветных металлов проводят дополнительно щелочную обработку с NaOH или СаО. Окислительную обработку солями железа (И) или (III) и подщелачивание для удаления остаточных концентраций металлов проводят при постоянном перемешивании, а выдержку после окислительной обработки осуществляют как при перемешивании, так и без него. Изобретение обеспечивает достижение высокой глубины удаления токсичных примесей из растворов и пульп.Недостатками этого способа являются то, что осаждение сурьмы ведется из растворов, в которых концентрация сурьмы находится на уровне ниже 1 г/л. Увеличение содержания тяжелых металлов приводит к повышению расхода основных реагентов.
Известен способ удаления сурьмы из растворов (Мельников С.М., Розловский А.А., Шуклин A.M. и др. Сурьма. М. Металлургия, 1977, 287 с.), включающий выщелачивание сурьмы из сырья и выделение металла из полученных растворов, причем выделение сурьмы из раствора может быть осуществлено цементацией цинком или алюминием. Недостатками этого способа являются затраты на дорогостоящие реагенты и незначительные скорости самого процесса цементации.
Известен «Способ гидрометаллургического получения сурьмы» (Описание изобретения к авторскому свидетельству №1138424 от 24.03.1983, МПК С22В, опубл. 07.02.1985) осаждения сурьмы из растворов, включающий обработку отработанного электролита двуокисью марганца при перемешивании и аэрации с расходом воздуха 2,5-4,5 л/мин-л раствора до содержания сурьмы в осадке 10-40% с последующей обработкой его оборотным электролитом. Недостатками этого способа являются дополнительные затраты на введение в процесс марганца.
Известен ближайший аналог (прототип) заявляемого способа (Описание изобретения к авторскому свидетельству №63111 от 20.01.1939, опубл. 31.01.1944), согласно которому отработанный электролит после электролиза сурьмы, содержащего 10 г/л сурьмы и около 80 г/л сульфида натрия обрабатывают концентрированным раствором (30-50%) сульфата железа (III), с последующим осаждением по холоду. Недостатком данного способа являются необходимость использования в процессе обезвреживание дополнительных реагентов, а также необходимость охлаждения для полного осаждения сурьмы в осадок.
Для заявленного изобретения и прототипа выявлены общие существенные признаки: способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы происходит путем обработки раствором, содержащим сернокислое железо.
Технической проблемой изобретения является обезвреживание сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы без использования дополнительных реагентов и дальнейшее складирование полученного продукта в хвостохранилище.
Техническим результатом изобретения является снижение содержания сурьмы в жидкой фазе продукта, полученном в процессе обезвреживания сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы, до уровня менее 2 мг/л, а также снижение содержания других вредных примесей до уровня, соответствующего 5 классу опасности отходов.
Технический результат достигается тем, что способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы путем его обработки раствором, содержащим сернокислое железо, согласно изобретения, в качестве упомянутого раствора используют кислый фугат центрифугирования биоокисленного концентрата флотации.
Для более быстрого протекания реакций, процесс ведут при постоянном перемешивании.
Полученный продукт смешивают с хвостами флотации и направляют в хвостохранилище.
Технический результат достигается тем, что сбросной раствор после электролиза обеднения сурьмы обезвреживается кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации. Фугат содержит серную кислоту и сульфат железа (III). Основное соединение сурьмы осаждается в виде аморфного сульфидного осадка по реакции:
Образующийся при этом сероводород взаимодействует с оставшейся щелочью электролита по реакции:
Сульфид натрия так же вступает в реакцию с серной кислотой фугата:
Образующийся при этом оксид серы взаимодействует с остаточной щелочью по реакции:
Сульфат железа, содержащийся в фугате, взаимодействует с щелочью:
так же взаимодействует с SO2 с образованием кислоты:
Технический результат достигается тем, что при обезвреживании сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации основная часть примесей осаждается в виде труднорастворимых нетоксичных соединений.
Технический результат достигается тем, что процесс ведут при постоянном перемешивании для более быстрого протекания реакций. Содержание сурьмы и серы в растворе после обезвреживания снижается до уровня соответствующему 5 классу опасности отходов. С целью дальнейшего складирования полученного продукта в хвостохранилище фабрики его смешивают с хвостами флотации. Вода, содержащаяся в продукте, в дальнейшем может быть направлена в оборотное водоснабжение фабрики.
Способ осуществляется следующим образом:
В сбросной раствор после электролиза обеднения сурьмы добавляют фугат центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, пока уровень рН объединенного продукта не достиг 5-6 ед. Процесс обезвреживания проводят в течении 1 часа при постоянном перемешивании. Расход фугата составил 8,86 м3. Полученный результат представлен в таблице 1 и 2.
Таблица 2. Состав твердой фазы, образующейся при обезвреживании фугата и сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы.
| Проба | Расход фугата, л/м3 | Содержание, мг/л | ||||||||
| Au | As | Са | Fe | Ni | Pb | S | Sb | Zn | ||
| Твердая фаза после обезвреживания |
3769 | 0,75 | 0,07 | 12,7 | 2,41 | 0,02 | <0,002 | 0,99 | 0,1 | 0,005 |
Согласно полученным результатам содержание сурьмы в сбросных растворах после электролиза обеднения сурьмы снизилось с 10,9 г/л до уровня менее 2 мг/л после обезвреживания. Содержания других вредных примесей снизилось до уровня, соответствующему 5 классу опасности отходов. Тестирование проходило по методикам измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 Т 16.1:2:2.3:3.9-06. Полученный продукт после обезвреживания смешивали с хвостами флотации в соотношении 1:200 и направляли в имеющееся хвостохранилище фабрики.
Результатом изобретения является технология совместной утилизации двух продуктов производства металлической сурьмы без использования дополнительных реагентов, оборудования и производственных площадок.
1. Способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы от Au, As, Ca, Fe, Ni, Pb, S, Sb, Zn путем обработки кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, содержащим серную кислоту и сульфат железа (III).
2. Способ по п.1, в котором процесс ведут при постоянном перемешивании.
3. Способ по п.1 или 2, в котором полученный продукт смешивают с хвостами флотации и направляют в хвостохранилище.
