CS254463B1 - Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu - Google Patents

Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu Download PDF

Info

Publication number
CS254463B1
CS254463B1 CS857808A CS780885A CS254463B1 CS 254463 B1 CS254463 B1 CS 254463B1 CS 857808 A CS857808 A CS 857808A CS 780885 A CS780885 A CS 780885A CS 254463 B1 CS254463 B1 CS 254463B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
metals
sludge
metal
electrolysis
sludges
Prior art date
Application number
CS857808A
Other languages
English (en)
Other versions
CS780885A1 (en
Inventor
Vladimir Ruml
Miloslav Soukup
Karel Gruener
Original Assignee
Vladimir Ruml
Miloslav Soukup
Karel Gruener
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Ruml, Miloslav Soukup, Karel Gruener filed Critical Vladimir Ruml
Priority to CS857808A priority Critical patent/CS254463B1/cs
Publication of CS780885A1 publication Critical patent/CS780885A1/cs
Publication of CS254463B1 publication Critical patent/CS254463B1/cs

Links

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Postup umožňuje separovat kovy zinek, měd, kadmium, nikl,a chrom z řídké suspenze předem upravených polymetalických kalů z povrchových úprav elektrolýzou v tříkomorovém elektrolyzéru s odděleným katodovým a anodovým prostorem. Elektrolýza probíhá migrací iontů kovů ze středního prostoru elektrolyzéru do katodového prostoru při diferencovaných konstantních potenciálech nebo konstantního proudu a při upraveném pH anorganickými kyselinami, zásadami,nebo komplexotvornými látkami typu thiosulfátů a kyanidů. Postup získávání kovů z polymetalických kálů se uplatní ve strojírenských závodech, které mají ve svém technologickém postupu galvanické pokovování.

Description

Likvidace kalů vznikajících při zneškodňování odpadních vod z povrchových úprav kovů v kovoprůmyslu je ekologický a ekonomický problém. Překážkou pro využití kovů je jejich smíšení a nesnadný způsob separace. V kalech jsou přítomny málo rozpustné sloučeniny kovů mědi, zinku, kadmia, niklu, chrómu, železa, manganu, popř. další doprovodné látky. Hutní zpracování kalů se dosud nepodařilo realizovat, protože koncentrace kovů v kalech je příliš nízká a doprovodné látky jsou pro metarulgické zpracování nežádoucí. Pro kaly obsahující minimálně 15 % hmot, mědi, niklu a zinku byl již vypracován hydrometalurgický způsob jejich získávání ze směsi. Způsob je založen na loužení kalů kyselinou a amoniakem a následné extrakci do fáze. organických rozpouštědel. Reextrakcí z této fáze se získají sírany uvedených kovů. Způsob neuvádí izolaci kadmia, chrómu a dalších kovů.
Využití kalů k výrobě nerozpustných pevných bloků připravených smíšením se sádrou, pískem nebo cementem se realizují jen vyjíměčně. Využití kalů jako hnojivo není pro vysoký obsah stopových prvků vždy vhodné z hlediska ochrany životního prostředí. Odvodněné kaly se obyčejně ukládají na skládky, což je způsob značně nákladný. Kaly s menším obsahem kovů lze likvidovat také fixací kovů do silikátového skeletu na sklovitou resistentní formu.
Ukládání kovů na skládkách může být za jistých podmínek z hlediska životního prostředí závadné. Hydroxidy a uhličitany kovů v kalech jsou sice ve vodě málo rozpustné, avšak ve styku s kyselinou nebo zásadou mohou přecházet do roztoku. Vyšší obsah těžkých kovů je nebezpečný pro růst rostlin a může kontaminovat spodní i povrchové vody.
Opadni kaly s variabilním obsahem kovů vyžadují speciální způsob řešení, jehož realizace musí být poměrně jednoduchá s přihlédnutím na podmínky strojírenských závodů. Současně je nutné dosáhnout vysoké účinnosti a selektivity separačních metod při získávání kovů.
Zpravidla nízký obsah kovů v kalech (do 5 % hmot.) neumožňuje ekonomické využití extrakčních metod vzhledem k zadržování kovových iontů ve sraženinách hydroxidů a jejich nízké koncentraci v získaných roztocích.
Způsob podle vynálezu vychází z předpokladu, že ekvimolární přídavek vhodných roztoků na bázi kyselin, zásad anebo komplexotvorných činidel vytváří roztok příslušných kovových solí. Soli vznikají rozpuštěním kovových hydroxidů a uhličitanů. Při rozpouštění hydroxidů se bere zřetel na jejich hydrolytické vlastnosti a rozmezí pH při jejich rozpuštění ve směsi.
Separace kalů se provádí přímo z řídké suspenze odpadních polymetalických kalů předem upravených přídavky roztoků anorganických kyselin, zásad nebo komplexotvorných thiosulfátů a kyanidů v elektrolytické vaně, která je tříkomorová s odděleným katodovým a anodovým prostorem (textilní plachetky apod.) s malým průtokovým odporem. Průniku kalu do komor je zabráněno kalolisovými plachetkami upevněnými mezi dvě perforované, např. novodurové desky, asbestem, vrstvou křemenného písku mezi plachetkami apod. Střední prostor je vyplněn polymetalickým kalem. Elektrolýza probíhá při konstantním proudu nebo potenciálu při zařazeném potenciálu. Oprava pH do rozmezí 4 až 10 se provádí pH-statem.
V katodovém prostoru se vylučují kovy v elementární formě nebo sumárně ve formě slitin, v kompaktním nebo práškovém stavu podle podmínek elektrolýzy.
V anodovém prostoru se oxiduje chrom na chroman.
Anody mohou být uhlíkové, titan-platinové, nerezové apod. Jako katody lze použít všechny běžné kovy používané v galvanostegii.
Postup umožňuje separovat kovy přímo ze suspenze bez předchozí úpravy mletím, rozpouštěním a filtrací. Elektrolýza probíhá v suspenzi kalu migrací kovových kationtů v roztoku ke katodě. Doba elektrolýzy závisí na koncentraci kovů v kalech a povaze elektrolytu. Zbytek kalů je možno využít dále např. v zemědělství, stavebnictví jako detoxikovanou zeminu se stopovým obsahem kovů.
Výhody postupu podle vynálezu spočívají v tom, že se
- umožňuje provádět separaci kovů z polymetalických kalů přímo ze suspenze bez předchozí úpravy, dělení nebo izolace složek,
- umožňuje dělení kovů podle jejich elektrochemických potenciálů za konstantního napětí nebo dělení za konstantního proudu,
- elektrolytická vana je tříkomorová s odděleným prostředním prostorem průlinčitými stěnami z libovolného materiálu odolného vůči slabě kyselým nebo alkalickým roztokům s dostatečnou velikostí pórů,
- v katodovém i anodovém prostoru lze upravovat koncentraci vodíkových iontů pH-statem s tím vytvářet příznivé podmínky při elektrolytickém dělení kovů,
- podmínky separace lze libovolně volit podle povahy kalů, složení apod.; elektrolýza může probíhat v kyselém nebo alkalickém prostředí i za přítomnosti komplexotvorných látek
- způsob je ekonomický, neboť nevyžaduje úplné rozpouštění kalů, nýbrž pouze některých složek v určitém intervalu pH
- kovy se mohou získávat v elementárním stavu nebo ve slitině podle podmínek elektrolýzy; forma vylučovaného kovu může být prášková nebo kompaktní,
- zařízení je jednoduché, účinné a lze jej instalovat v kterémkoliv provoze povrchových úprav na stávající zařízení
- způsob je vhodný pro separaci kovů z polymetalických kalů i při nízkém obsahu složek, řádově v jednotkách procenta.
Příklad 1
Složení odpadního kalu v % hmot.:
Ca3(PO4)2 3,6 Fe(OH)3 57,8 Cu(OH)2 24,4 Zn(OH)2 11,0 Cr(OH)3 1,4 Ni(OH)2 1,3
100 kg předem upraveného zahuštěného a zhomogenizovaného kalu s obsahem 30 % hmot. sušiny se umístí do středního prostoru elektrolytické vany a za stálého míchání se přidává zředěná kyselina sírová v konc. 1 mol.l až do dosažení pH 5 až 5,5. Po vyrovnání hladin roztoku ve všech komorách se provede elektrolýza médi konstantním proudem hodnoty 2 A.dm
Zinek se vyloučí na katodě po přídavku roztoku hydroxidu amonného v konc. 1 mol.l 1 do -2 katodového prostoru při hodnotě pH 8 až 9 konstantním 12 A.dm . Účinnost vyloučení kovů je 99,6 až 99,8 % hmot. Katoda je měděná, zinková a anoda grafitová. Doba elektrolýzy 7 h.
Příklad 2
Složení odpadního kalu v % hmot.:
Cr 3,5
Ni 2,8
Cu 1,5
Fe 3,2
AI 0,5
Si{OH)4 4,0
Ca3(P°4)2 9,2
CaSO,.2H1O 12,5
100 kg předem upraveného zahuštěného a zhomogeňizovaného kalu s obsahem 30 % hmot. sušiny se umístí do středního prostoru elektrolyzéru a za stálého míchání se přidává, roztok kyseliny dusičné v konc. 1 mol.!-1 až do dosažení rozmezí pH 4 až 4,5. Po zahřátí na 40 °C se provede elektrolýza mědi při konstantním proudu o hodnotě 1 A.dm-2 až do úplného vyloučení. Přídavkem roztoku zředěného roztoku hydroxidu amonného o konc. 1 mol.l-1 se upraví pH na hodnotu 9 až 9,5 a po výměně katody se vyloučí nikl proudem 2 A.dm Katoda i anoda jsou z nerez oceli. Elektrolýza probíhá při intenzivním míchání. V anodovém prostoru oxidace Cr3+ na Cr®+. Účinnost vyloučení kovů je 99,7 až 99,8 % hmot. Doba elektrolýzy 4 h.
Příklad 3
Složeni odpadního kalu v i hmot.:
Cu 2,8
AI 0,5
Fe 1,8
Pd, Pt 0,07
100 kg předem upraveného zahuštěného a zhomogeňizovaného kalu s obsahem 30 % hmot. sušiny se umístí do středního prostoru elektrolyzéru a za stálehé míchání se přidá roztok hydroxidu amonného v množství 1 až 1,5 litru a koncentrace 1 mol.l 1. K roztoku se přidá ještě 1 až 1,5 kg pevného kyanidu draselného a po rozpuštění a vyrovnání roztoků v komorách se provede elektrolýza mědi při 60 °C, napětí 2,2 až 2,6 v a proud, hustotě 0,5 A.dm-2. Účinnost vyloučení mědi je 94,8 %. Doba elektrolýzy 3 h.

Claims (1)

  1. PŘEDMĚT VYNALEZU
    Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu vyznačený tím, že se kaly předem upraví přídavkem roztoků anorganických kyselin, zásad nebo komplexotvorných thiosulfátů a kyanidů a umístí se ve formě řídké suspenze do středního prostoru tříkomorového elektrolyzéru a po vyrovnání hladin roztoku v katodovém i anodovém prostoru se provede elektrolýza se stejnosměrným proudem při diferencovaných potenciálech od 0,1 do 3 V a hodnotách pH od 4 do 10 pro jednotlivé kovy.
CS857808A 1985-11-01 1985-11-01 Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu CS254463B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857808A CS254463B1 (cs) 1985-11-01 1985-11-01 Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857808A CS254463B1 (cs) 1985-11-01 1985-11-01 Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS780885A1 CS780885A1 (en) 1987-05-14
CS254463B1 true CS254463B1 (cs) 1988-01-15

Family

ID=5427886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS857808A CS254463B1 (cs) 1985-11-01 1985-11-01 Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS254463B1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1985590A1 (en) 2007-04-27 2008-10-29 Jihoceska Universita V Ceskych Budejovicich The method of treatment of iron-containing waterworks sludge and a mixture prepared by this method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1985590A1 (en) 2007-04-27 2008-10-29 Jihoceska Universita V Ceskych Budejovicich The method of treatment of iron-containing waterworks sludge and a mixture prepared by this method

Also Published As

Publication number Publication date
CS780885A1 (en) 1987-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oncel et al. A comparative study of chemical precipitation and electrocoagulation for treatment of coal acid drainage wastewater
Chartrand et al. Electrochemical remediation of acid mine drainage
CN101798131A (zh) 一种高效电镀废水处理及资源化利用装置
CN104386874A (zh) 一种线路板行业高浓度废液处理工艺
CN105256141A (zh) 一种电镀污泥资源化处理及综合回收利用的方法
Gorgievski et al. Copper electrowinning from acid mine drainage: A case study from the closed mine “Cerovo”
CN109761412A (zh) 一种高盐度稀土湿法冶炼废水中低含量有机污染物的电解处理工艺及装置
US4318789A (en) Electrochemical removal of heavy metals such as chromium from dilute wastewater streams using flow through porous electrodes
CN108862948A (zh) 利用芽孢八叠球菌固化胶结含重金属电镀污泥的方法
Rodriguez-Torres et al. Recovery of zinc and nickel from electrogalvanisation sludges using glycine solutions
Chernyshova et al. Green mining of mining water using surface e-precipitation
CN102107973B (zh) 工业生产低浓度酸性废水的封闭循环处理方法
Mourdikoudis et al. Physicochemical vs Electrochemical Technologies for Metal Recovery–Main Insights, Comparison, Complementarity and Challenges
CN108977823B (zh) 一种基于电化学反应器的氮磷氟回收方法
Yilmaz et al. Removal of cadmium by electrocoagulation and a cost evaluation
CS254463B1 (cs) Způsob separace kovů z odpadních polymetalických kalů v kovoprůmyslu
CN117964058A (zh) 一种用于从污泥消化液中回收磷的电解系统及方法
Vyrides et al. Metal recovery from sludge: Problem or opportunity
WO2017055341A1 (en) Sequential electrodialytic extraction of phosphorus compounds
CN107055709A (zh) 一种采用黄铜矿三维电极电化学氧化处理垃圾渗滤液的方法
Figueroa et al. Electrochemical recovery of metals in mining influenced water: state of the art
JPH0975891A (ja) 製鉄ダストの湿式処理方法
Stergiopoulos et al. Jestr r
Jima et al. Comparison of the removal efficiencies for electro-flotation and electrocoagulation wastewater treatment methods to treat effluents discharged from electroplating industries
AU734584B2 (en) Production of electrolytic copper from dilute solutions contaminated by other metals