HUT70991A - Process for decontamination of metal-polluted earth - Google Patents
Process for decontamination of metal-polluted earth Download PDFInfo
- Publication number
- HUT70991A HUT70991A HU9403424A HU9403424A HUT70991A HU T70991 A HUT70991 A HU T70991A HU 9403424 A HU9403424 A HU 9403424A HU 9403424 A HU9403424 A HU 9403424A HU T70991 A HUT70991 A HU T70991A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- zinc
- leaching
- electrolysis
- iii
- solution
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/02—Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
- C25C5/02—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from solutions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
- Y10S75/961—Treating flue dust to obtain metal other than by consolidation
Description
A találmány fémes elemekkel szennyezett talajok dekontaminálására vonatkozik.
A környezetvédelem évek óta központi gondolat, és a környezetszennyezés okozta nehézségek megoldására számos tanulmányt folytattak.
A talajok fémes elemekkel történő, különféle módon bekövetkező szennyeződése nemcsak ahhoz vezet, hogy ezen elemek az elfogadott szabványokhoz képest túl nagy koncentrációban vannak jelen, hanem a víztartó rétegeket és az áramló vizeket is szennyezhetik.
Ilyen szennyezett talajok kezelésének lehetősége ezért fontos annak érdekében, hogy a fémes elemek koncentrációjának csökkentésével az ilyen szennyeződést az elfogadott szabványokat kielégítő mértékre csökkentsük.
Jelenleg azonban csak olyan dekontaminálási eljárások állnak rendelkezésre, amelyek pirolitikus úton vagy savas közeget használó hidrometallurgiai úton folytathatók le, és ezért visszaforgatásra alkalmatlan hulladékok képződéséhez vezetnek, ami tárolást igényel vagy toxikus gázok kibocsátását teszi szükségessé.
Ismert azonban olyan hidrometallurgiai eljárás, amelyet vas- és acélgyártási zagy és por lúgos közegű, cinket alkalmazó kezelésére használnak (BE-A-894 733). Az eljárás három egymást követő eljárási szakasz kombinált alkalmazásából áll a következő módon:
- a zagy kilúgozása nátrium-hidroxiddal (a lúgos közeg innen ered);
- a kilúgozás oldatához fémcinket adva cementálás lefolytatása a cinknél elektronegatívabb fémek kicsapására és viszszanyerésére, valamint oldott cinkben feldúsult oldat összegyűjtése;
- ezen oldat elektrolízise az oldott cink visszanyerésére katódos redukció útján.
A fenti eljárást azonban olyan anyagok kezelésére tervezték, amelyek kellő mennyiségű (az acélgyári porok esetében szokásosan 5-50 tömeg%) cinket tartalmaznak, ezért kisebb cinktartalmú, vagy akár cinkmentes anyagok kezelésére amint az a találmány célkitűzése által érintett szennyezett talajok esetén általában érvényes - nem alkalmazható.
Ugyanezen meggondolások érvényesek a GB-A-1 568 362 által ismertetett eljárásra is.
A fentiek alapján a találmány feladata cinkkel lefolytatott hidrometallurgiai eljárás kidolgozása, amely csekély cinktartalmú vagy cinkmentes anyagok, így szennyezett talajok hatásos dekontaminálására alkalmas. A kitűzött feladat megoldására a találmány lúgos közegű hidrometallurgiai eljárás, amely fémes elemekkel szennyezett talajok dekontaminálására cinket használ, ahol ezek a talajok csekély mennyiségű cinket tartalmaznak vagy cinkmentesek. Az eljárás során az eltávolítandó fémes elemek feloldására kilúgozást végzünk, majd ezeket az elemeket fém alakban leválasztva cementálást folytatunk le, ehhez cinkport használunk, amelyet a cementálás szakaszából származó oldat elektrolízisével állítunk elő. Az eljárás során az elektrolízishez használt oldat cinkkoncentrációját megfelelő (legalább 8 g/l) értéken tartva kielégítjük az
- 4 elektrolízis szakaszában a cinkpor előállításához szükséges követelményeket, ehhez az eljárás valamely szakaszában oldható elemi cinket vagy oldott cinket viszünk be a cementálás során az elektrolízis szakaszából származó fémcink betáplálásának kiegészítésére.
A fentiek alapján a találmány eljárás fémes elemekkel szennyezett talajok dekontaminálására, amelynek során a szennyezett talajok lúgos közegben végzett kilúgozása útján az eltávolítandó fémes elemeket szelektív módon feloldjuk, a kilúgozás során kapott oldatból a feloldott elemek fémcinkkel lejátszódó helyettesítési reakciójában fémes állapotban való leválasztás útján cementálást folytatunk le, és a cementálás során kapott oldat elektrolízise útján fémcinket állítunk elő por alakban, amelynek legalább egy részét a cementálás szakaszába visszaforgatva biztosítjuk annak fémcinkbetáplálását, ahol az eljárás tetszőleges szakaszában oldható elemi cinket vagy oldott cinket viszünk be, így a cementálás során az elektrolízisből származó fémcinkbetáplálást kiegészítve a cementálás műveletében kapott oldat cinkkoncentrációját az elektrolízisből por alakú cink előállításához megfelelő értéken tartjuk.
A találmány szerinti eljárás előnyös változatának megfelelően az elemi cink kiegészítő betáplálását a kilúgozás műveletéből kiürített anyagáramtól kezdve az elektrolízis betáplált anyagáraméig az eljárás tetszőleges szakaszában lefolytathatjuk vas- és acélgyártási hulladék, különösen elektroacél-gyár- 5 tás során keletkező por bázikus kilúgozás! közegének alakjában. Előnyösen úgy járunk el, hogy a fenti kilúgozási közeget a talajok kilúgozása során kapott, a talaj kilúgozása után kiürített anyagáramba adjuk a cementálási szakasz előtt.
A találmány egyik másodlagos jellegzetessége az, hogy az oldat elektrolízisét előnyösen magnéziumkatódon folytatjuk le, ehhez előnyösen nagy áramsűrűséget használunk, ami lehetővé teszi, hogy a visszanyerendő cinket nagyon finom cinkpor alakjában kapjuk meg. Az ilyen cinkpor tulajdonságai különösen alkalmasak a találmány szerinti eljárás cementálási szakaszába történő visszaforgatáshoz. Minőségének köszönhetően azonban ez a nagyon finom méretű por egyéb felhasználási területeken is alkalmazható, így adott esetben teljes mennyisége vagy egy része értékesíthető.
A találmány szerinti eljárást úgy is lefolytathatjuk, hogy cinkport először az első cementálás során viszünk be; az ezt követően, az elektrolízis szakaszában előállított cinkport viszszaforgatjuk az eljárás folyamatába a következő cementálás lefolytatására. Ez előnyösen olyan rendszert eredményez, amely cinkport termel és fogyaszt.
A találmány szerinti eljárás gyakorlati alkalmazása során lehetővé teszi fémekkel, így különösen ólommal, rézzel, ónnal, nikkellel, arzénnal, cinkkel vagy kadmiummal szennyezett talajok dekontaminálását.
A kezelendő szennyezett talajok legjellemzőbb eseteként a találmány szerinti eljárást olyan talajok kezelésére használjuk, amelyek kiindulási állapotukban cinkmentesek, hasonló hatékonysággal és előnyösen használhatjuk azonban olyan
- 6 esetekben is, ahol a kezelendő kompozíció valamilyen alakban cinket tartalmaz, így vas- és acélgyártásból származó meddőhányók vagy egyéb deponált anyag esetén.
A találmány szerinti eljárás így előnyösen alkalmazható a természetes talajok mellett a fémes elemek jelenléte által előidézett bármilyen szennyeződések mentesítésére, különösen kimerült galvánelemek vagy acélgyári por és bizonyos ércek kezelésére.
A „szennyezett talajok” kifejezés ezért a leírásban nemcsak természetes talajokat jelent, hanem bármilyen egyéb anyagot, amely a fenti, nemkívánt fémek eltávolítása érdekében dekontamináló kezelésnek vethető alá.
A következő leírásból és az ahhoz csatolt rajzokból a találmány, továbbá annak különböző szempontjai és előnyei megérthetők. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás általános folyamatábráját mutatja be. A 2. ábrán látható folyamatábra hasonló az 1. ábrán bemutatotthoz, ezen a találmány szerinti eljárás előnyös változata van feltüntetve.
Az ábrákon az azonos elemeket azonos hivatkozási számokkal jelöljük.
Először az 1. ábrát tárgyaljuk, amelyen balról jobbra a következők vannak feltüntetve:
I - Kilúgozás szakasza
Az I szakasz lehetővé teszi a szennyezett 1 talajokban lévő fémes elemek feloldását.
A kilúgozást előnyösen lúgos közegben folytatjuk le, amelyet 2 NaOH betáplálás útján biztosítunk, ezáltal egyes jelen lévő fémeket, így vasat oldhatatlan hidroxidok alakjában • «
- 7 kicsapatunk, amelyeket egyszerű szilárd/folyékony elválasztási művelettel eltávolítunk, míg egyéb elemek mind lúgos, mind savas közegben oldatba mennek.
A szennyezett 1 talajt először az ábrán fel nem tüntetett rostán bocsátjuk át a kavicsok és egyéb gyári törmelékek eltávolítására, amelyek általában kevés szennyező fémet tartalmaznak vagy szennyezésmentesek. Ezeket a kavicsokat és törmelékeket szennyező fémeket tartalmazó talajmaradványok eltávolítására mossuk. A kilúgozás szempontjából előnyös, ha a talajt a lehető legfinomabb nyílású rostával rostáljuk. A kilúgozás kinetikájának javítása érdekében - amikor lehetséges előnyös a talaj aprítása, minthogy a kilúgozás kinetikája a talaj szemcsenagyságától függ.
Ezt követően a talajt NaOH-oldatban szuszpendáltatjuk. A jelen lévő fémek oldatba mennek; a vas a fentiek értelmében hidroxid alakjában lehet jelen, amelyet ezt követően szilárd/folyadék elválasztási művelettel távolítunk el.
Sók, különösen karbonátok és szulfátok alakjában vagy oxidokként jelen lévő fémek kilúgozási sebessége sokkal nagyobb, mint elemi fém alakjában lévő fémeké.
Szemléltetésül az ólom a következő reakcióegyenleteknek megfelelően reagál:
Pb2+ + 4 OH' -> PbO22' + 2 H2O
PbO + 2 OH -> PbO2 2' + H2O
Különösen előnyös módon a fémes állapotban lévő fémek oxidálására vizes hidrogén-peroxidot (H2O2) adhatunk az oldathoz. Ólom esetén a következő reakciók játszódnak le:
Pb + H2O2 + OH' -> PbO2 2' + 2 H2O vagy • «
- 8 Pb + 1/2 02 + 2 OH' -4 PbO2 2’ + H2O
A kilúgozást kedvező módon fokozhatja a kilúgozás szakaszában alkalmazott ultrahang. Az ultrahang - intenzív keverés biztosítása útján - fokozza a szilárd/folyékony fázisú anyagok érintkezését.
Különösen előnyös módon ultrahang alkalmazása vizes hidrogén-peroxid képződéséhez is vezethet, ami kedvező fémes állapotú szennyező elemek oxidálása szempontjából.
A talajokban aluminoszilikátok (agyagok) is jelen lehetnek és részlegesen oldódhatnak a kilúgozás során. Az oldott agyagot az oldathoz adott mész útján újra kicsapathatjuk.
Kiderülhet sók jelenléte is, amelyek szintén oldatba mennek. Ha a sók koncentrációja túl nagy, a kezelés végén azokat előnyösen eltávolítjuk, ehhez bepárlást vagy ioncserélő gyantákkal végzett kezelést használunk.
Ezt követően szilárd/folyadék fázisú elválasztási műveletet végzünk. Az így dekontaminált 3 talajt lúgos közegben mossuk, semlegesítjük, szűrjük és ellenőrzés után kiürítjük. A találmány szerinti eljárás így lehetővé teszi a dekontaminálandó talaj teljes mennyiségének kezelését.
II - Cementálási szakasz
A feloldott fémeket tartalmazó 4 oldat (vagy szűrlet) ezután a II cementálás szakaszába jut, amely lehetővé teszi az oldott fémek kivonását cinkporral lejátszódó elektrokémiai helyettesítési reakció útján.
Ólmot tartalmazó oldat esetén így a következő redoxreakció játszódik le:
Zn + PbO2 2' -> ZnO2 2' + Pb • · · · ♦ · • · ♦ · · ·
- 9 Por alakjában 5 fémcinkbetáplálást végzünk, ezt előnyösen úgy folytatjuk le, hogy a cink és a szennyező fémek közötti reakció teljesen lejátszódjon. Ezt követően ismét szilárd/folyadék fázisú elválasztást végzünk. A 6 leválasztás során kapott kicementálódott fémeket ezután mossuk és szűréssel elválasztjuk.
A találmány szerinti eljárás sajátos jellegének megfelelően a 6 leválasztás során kapott kicementálódott fémeket ismét hasznosítani lehet, így azok nem alkotnak felhasználhatatlan hulladékot, amelyet ellenőrzött lerakóhelyen kellene tárolni.
A II cementálás szakaszából származó, cinkátok alakjában cinket tartalmazó 7 oldatot ezután III elektrolízisnek vetjük alá.
Ili - Elektrolízis
A találmány értelmében a III elektrolízist olyan körülmények között folytatjuk le, amelyek lehetővé teszik igen finom por alakú 8 fémcink előállítását, amelyet vagy 8’ részét viszszaforgatva újra alkalmazhatjuk cementálásra. Az adott esetben 8” feleslegként kapott cinkpor olyan termék, amelyet egyéb alkalmazási területek, így különösen korrózióvédelmi festékek céljára értékesíthetünk. A lúgos 9 oldatot visszaforgathatjuk az I kilúgozáshoz, ezáltal a három kezelési szakaszt zárt hurkú folyadékkörré alakítjuk.
Magnéziumkatód használata révén előnyösen olyan cinkleválást kapunk, amely nem nagyon tapad, továbbá az áramhatásfok meghaladja a lúgos elektrolízisek során alkalmazott egyéb katódoknál szokásos értékeket.
• · ··« · • · ···· · ♦·-*··♦·· · ·
- 10 A találmány szerinti eljárás egyik, szennyezett talajok kezelésre alkalmazott változatában a cinket tartalmazó oldat NaOH-koncentrációja 240-300 g/l, azaz közelítőleg 6 mol/l. Ez a koncentráció lehetővé teszi az oldat legnagyobb vezetőképességének elérését, valamint maximálisan 45-50 g/l cink oldását.
Ebben a NaOH-oldatban a cink cinkátok (ZnO2 2) alakjában van jelen. Az I kilúgozás során a cink a következő reakcióegyenlet szerint oldódik:
ZnO + 2 OH’ -> ZnO2 2 + H2O
Annak érdekében, hogy a III elektrolízis során a következő mutatókat biztosítsuk:
- Faraday áramhatásfok: > 90 %,
- fajlagos gyártási sebesség: 1,9 kg/h m2; és
- energiaszükséglet: < 4 kWh/kg, a műveletet 20-50 °C, előnyösen 40 °C oldathőmérséklet folytatjuk le. Ha a hőmérséklet meghaladja az 50 °C-ot, növekvő mértékben tapadó, összefüggő leválás és a cinkpor növekvő mértékű újraoldódása figyelhető meg.
Az elektrolízis áramsűrűsége nagy. Az áramsűrűség legkedvezőbb értéke a hőmérséklet függvénye; általában 10 és 30 A/dm2 között van, előnyös értéke 20 A/dm2.
A cink-oxid oldhatósági határa 6 mol/l NaOH-oldatban 4550 g/l. A találmány szerinti eljárással kezelhető cinkoldatok koncentrációja 0-50 g/l, előnyösen 8-45 g/l. Ha a koncentráció kisebb, mint 8 g/l, annak veszélye áll fenn, hogy a cinkbevonat leválik és rövidzárlatot okoz. Ezenkívül az áramhatásfok 50 % alá csökken.
Minthogy a cinkbevonat a katódon nem nagyon tapad, a katódon pneumatikus vibrátort alkalmazhatunk, ezáltal a levált fém teljesen elkülönül, így a katód tiszta és sima állapotban marad.
A vibrátor időszakosan működik, így kellően nagy méretű leválás képződik, amely - saját tömegének hatása alatt - ezzel arányban könnyebben válaszható le.
Nagy méretű leválás képződése azzal az előnnyel is jár, hogy csökken a kör elektromos ellenállása és a felhasznált energia, ezenkívül az áramhatásfok növekszik.
A magnéziumkatódokra szerelt pneumatikus vibrátor 13 g/l-ig terjedő cinkkoncentráció esetén 45 percenként 2x5 másodperc időtartamig működik, míg 13-8 g/l cinkkoncentráció esetén a fenti két működési ciklus 15 percenként ismétlődik meg.
A vibrátor teljesítménye előnyösen a CFP45 típusú vibrátoréval (gyártó cég: Vibration Industrielle, FR) egyezik meg közelítőleg 1 m2 összefelületű 5 katódra vonatkoztatva; egyéb berendezések szintén alkalmasak.
A III elektrolízis ürítőnyílásánál elhelyezett 10 mosó lehetővé teszi a cinkporban lévő szennyeződések eltávolítását és az esetleg előforduló cinkagglomerátumok megszüntetését.
Minthogy a cinkpor lúgos közegben van, a cink oxidálásának elkerülésére fontos, hogy meggátoljuk a levegővel való érintkezését.
A cinkport a 10 mosóban a port impregnáló oldatban jelen lévő cinkát típusú komplexek eltávolítására oldott cinktől • ·
- 12 mentes, 6 mol/l koncentrációjú NaOH-oldattal mossuk, ezáltal lehetővé válik a semlegesítés során cink-hidroxid képződése.
Ezután 11 passziválást végzünk nátrium-dikromát vagy egyéb passziválószer segédanyaggal annak érdekében, hogy a cinkpor felületén cink-kromát-réteget képezzünk, és ezáltal az oxidálódást és karbonátosodást elkerüljük.
A passziválást szolgáló reakciók nátrium-dikromát esetén a következők:
CrO4 2' + 3 Zn + 8 H2O -> 2 Cr (OH)3 + 3 Zn2+ + 10 OH’
CrO4 2 + 3 Zn2+ -> 3 ZnCrO4
A 10 mosó lehetőségeket nyújt a por tisztaságának és szétesésének befolyásolására.
így a por kellő keverése lehetővé teszi a cinkátok eltávolítását és a passziválás teljes lefolytatását. A részecskeméret csökkenése a fajlagos felület növelését okozza. A kromát vagy egyéb típusú passzivátor teljes passziváláshoz szükséges mennyiségéhez viszonyított túl nagy feleslegével nem szabad rontani a por tisztaságát. Különösen előnyös ultrahangos rendszer alkalmazása, amely lehetővé teszi a por szétesését és a képződött páfrányszerű kristályok frakcionálását.
Ezáltal a részecskeméret csökkenését, a porral való érintkezés és a NaOH-oldattal végzett mosás során a cink-hidroxid eltávolítás javítását érhetjük el.
A kapott cinkpor a következő jellemzőket mutatja:
- tisztaság > 95%,
- részecskeméret: 1-10 pm,
- alak: páfrányszerű kristályok, lemezkék,
- fajlagos felület: 0,9-4 m2/g.
Ezek a jellemzők lehetővé teszik, hogy a cinkport a találmány szerinti eljárás II cementálás szakaszában előnyösen használjuk. Ε célból egy 12 szeparátor teszi lehetővé a viszszaforgatandó 8’ rész és a por kinyerendő 8” feleslegének meghatározását, ahol az utóbbit ioncserélt vízzel mossuk, mielőtt az ábrán fel nem tüntetett kemencében 80 és 180 °C közötti hőmérsékleten szárítjuk.
A - Cink kiegészítő bevitele
A találmány szerinti eljárás alapvető jellegzetességének megfelelően elemi cinket viszünk be a II cementálás szakaszában bevitt cinkpor kiegészítésére. Ez a kiegészítő cinkbevitel az eljárásban bármikor lehetséges [az A’ (kilúgozás), A” (cementálás) vagy A’” (elektrolízis) szakaszában], azonban oldott (Zn2+) vagy oldható (oxid) alakban. Ε cinkbevitel elsődleges feladata az, hogy a minimális, 8 g/l-nek megfelelő koncentrációt elérjük, ami az elektrolízis során ahhoz szükséges, hogy a katódon a cinkpor stabil leválásának feltételeit kielégítsük ebben a szakaszban. Ezáltal lehetővé válik a kezelendő talajból hiányzó cink pótlása, amit nem tehetünk meg csupán a II cementálás szakaszában elvégzett fémcinkbetáplálás útján. Az utóbbi betáplálás elsődleges feladata valójában az, hogy redukálja a 6 leválasztást követően eltávolítandó fémeket, és az elektrolitban oldott alakban jelen lévő cink csak e redoxreakciónak függvénye.
A találmány előnyös, a 2. ábrán feltüntetett változatának megfelelően e kiegészítő cinkbevitelként oldott cinket juttatunk be az I kilúgozásból származó 4 oldatba, és ezt oxid ala- 14 -
kú cinkben eredetileg dús vas- és acélgyártási hulladékkal, így elektroacél-gyártás során keletkező porral indítjuk.
A 15 elektroacél-gyártás kemencéjének füstgázából származó 14 por eltávolításával kapott vas- és acélgyártási 13 port IV lúgos kezelésnek vetjük alá, így egyrészt ezen oxidok nátrium-hidroxiddal való oldása útján oldjuk a cinket, másrészt az oldhatatlan 16 hidroxidok alakjában lévő vasat visszanyerése céljából kicsapatjuk.
Az oldott cinket tartalmazó bázikus kilúgozó 17 közeget a 18 keverőszelep segítségével a talajok kezeléséből származó 4 oldathoz adjuk és a II cementálás szakaszába továbbítjuk, ahol a 18 keverőszelep lehetővé teszi a 17 közeg és a 4 oldat arányának szabályozását.
A 17 közeg I kilúgozás szakaszába való bevezetése ténylegesen hátrányokkal is járhatna, minthogy bizonyos talajok képesek cinket megkötni, ennek következtében a deponálás helyére visszavitt szilárd 3 talaj cinket tartalmazna, míg a kezelt szennyezett talaj egyáltalán nem tartalmazott - legalábbis az eljárás indításához szükséges mennyiségű - cinket.
Ennek értelmében a 17 közeget mindenkor az I kilúgozás! szakasz ürítőnyílása és a III elektrolízis között adagolhatjuk be.
Szükség esetén - ha a szennyezett talaj adszorpciós tulajdonságai következtében a kezelt talaj cinktartalma meghaladná a természeti környezetbe való kibocsátást szabályzó megengedett értékeket - a III elektrolízisből származó lúgos 9 oldatot ismételten elektrolizálhatjuk cinktartalmának csökkentése céljából, mielőtt visszaforgatjuk az I kilúgozás! szakasz• *
- 15 ba. Az ilyen célból lefolytatott elektrolízis során az áramsűrűség lényegesen kisebb lehet, mint a III elektrolízis közben.
Megjegyezzük, hogy a kiegészítő cinkbevitel forrása a kilúgozott vas- és acélgyártási hulladékon kívül más is lehet. Igy kimerült galvánelemek e célra teljesen alkalmas, cinkben gazdag hulladékot jelentenek.
A találmány szerinti dekontaminálási eljárás számos előnyt mutat, így alkalmazása egyszerű, nem vezet másodlagos szennyeződésekhez, az eltávolítandó fémes elemekre nézve pedig szelektív. így a nem toxikus vas feloldására nem kerül sor.
Ezenkívül a találmány szerinti dekontaminálási eljárás lehetővé teszi, hogy a veszélyeztetett talaj teljesen visszakerüljön a helyére anélkül, hogy egy részét deponálni kellene, mint az egyéb eljárások esetén szokásos.
A találmány szerinti dekontaminálási eljárás lehetővé teszi a kivont fémek ismételt felhasználását. A 6 leválasztás alakjában kinyert fémek és az elektrolízis során termelt cinkpor 8” feleslege különböző alkalmazási területeken történő felhasználás céljából értékesíthető.
A találmány szerinti dekontaminálási eljárás így azzal az előnnyel jár, hogy nem okoz szennyezést, egyedül sótartalmú vizet kell elvezetni.
A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi cink visszanyerését fémes cinkpor alakjában, amely az ipar különböző területeim, így különösen korrózióvédő festékek céljára használható.
-••«Μ · » * * · Μ » ί · • · «·*»· ·««· « « »*·· »·«· · »
- 16 Nyilvánvaló, hogy példaként nem említett egyéb szennyező anyagok kezeléséhez szükséges cementálásból származó oldatok tisztítására szolgáló bármilyen hagyományos hidrometallurgiai eljárás alkalmazható a találmány oltalmi körén belül a találmány szerinti eljárás cementálási szakaszában vagy egyéb módon hasznosítható cinkpor előállítására.
A találmányt a következőkben példával szemléltetjük, amely az oltalmi kör korlátozása nélkül részletesen ismerteti a találmány szerinti eljárás sajátos változatát ólommal szennyezett talajminta dekontaminálása kapcsán.
100 g tömegű, 1,2 tömeg% ólommal szennyezett talajmintát 0,8 mm nyílású szitaszöveten szitáltunk.
Ezt a mintát 1,5 óra időtartamig 95 °C átlagos hőmérsékleten kilúgoztuk, ehhez 1 I 250-300 g/l koncentrációjú NaOHoldatot használtunk.
óra időtartamú kilúgozás után 30 perc időtartamra 2 tömeg%/100 ml koncentrációjú H2O2-ot adagoltunk a kilúgozás közegéhez. Ha a H2O2-ot már a kilúgozás kezdetén adagoljuk, annak időtartama ezáltal lecsökken.
A kilúgozás során intenzív keverést alkalmazunk.
Az oldatba ment aluminoszilikátok kicsapatására az 1:1 sztöchiometriai arányt meghaladó mennyiségű meszet (CaO) adagolunk a közeghez.
A szilárd/folyékony fázis elválasztását centrifugában 1 perc időtartamú kezeléssel folytatjuk le 2000 fordulat/perc mellett.
A talajt ezután 1 I 6 mol/l koncentrációjú NaOH-oldatban ismét oldásnak vetjük alá.
• · · · · w · f * · et r » ♦ ···· «»»· < X
- 17 Az oldatot mechanikus keverővei keverjük, majd 1 perc időtartamig ismét centrifugáljuk 2000 fordulat/perc mellett.
A 6 mol/l koncentrációjú NaOH-oldat alkalmazása nem alapvető jelentőségű mindaddig, amíg a közeg lúgos tartományban (pH = 14) marad az ólom hidroxid alakjában történő kiválásának elkerülésére.
A második centrifugálás után visszanyert talajt 1 I vízben lévő sósavval semlegesítjük. A talajt 1 órán át hagyjuk leülepedni, majd az oldatot szűrjük. A talaj maradékát 24 órán át 95 °C hőmérsékletű kemencében szárítjuk.
A kilúgozás után kapott oldat még mindig 1,2 g/l ólmot és
1-3 g/l kovasavat tartalmaz.
Vas- és acélgyártási hulladék porának 1 I térfogatú bázikus kilúgozó közegét adjuk literenként 40 g cinket tartalmazó olyan mennyiségű oldathoz, hogy az oldott cinktartalom az elektrolízis időpontjában 20 g/l legyen, ami lehetővé teszi a cementálás során oldott cink pótlását.
Ezt követően por alakú fémcinket adagolunk az ólomhoz viszonyítva 1:1,5-2 sztöchiometriai arányban. A cinkpor előnyösen az elektrolízis során előállított termék.
Enyhe keverés mellett lefolytatott 1 óra időtartamú cementálás után az ólomtartalom 70 mg/l-nél kisebb értékre csökken.
A cinket tartalmazó oldat elektrolízisét magnéziumkatódon
A/dm2 áramsűrűséggel 20 °C hőmérsékleten folytatjuk le.
Az ismertetett eljárással kezelt talaj ólomtartalma kisebb, mint 300 ppm. A visszanyert talaj tömege 80-90 g, ezért veszteség csak 10-20 g.
• Λ ·· 9 9 <· .:.. .:.. ···· ···* ·..·
- 18 A fentiek alapján már nyilvánvaló módon a találmány természetesen nem korlátozódik a példa útján ismertetett konkrét megoldásra, hanem az összes alternatív változatot és ekvivalenst magában foglalja, amelyre a mellékelt igénypontokban megadott találmány meghatározása ráolvasható.
Claims (13)
- Szabadalmi igénypontok1. Eljárás fémes elemekkel szennyezett talajok dekontaminálására, azzal jellemezve, hogy a szennyezett talajok (1) lúgos közegben végzett kilúgozása (I) útján az eltávolítandó fémes elemeket szelektív módon feloldjuk, a kilúgozás (I) során kapott oldatból (4) a feloldott elemek fémcinkkel lejátszódó helyettesítési reakciójában fémes állapotban való leválasztás (6) útján cementálást (II) folytatunk le, és a cementálás (II) során kapott oldat (7) elektrolízise (III) útján fémcinket (8) állítunk elő por alakban, amelynek legalább egy részét (8’) a cementálás (II) szakaszába visszaforgatva biztosítjuk annak fémcinkbetáplálását (5), ahol az eljárás tetszőleges (A’, A” vagy A’”) szakaszában oldható elemi cinket vagy oldott cinket viszünk be, így a cementálás (II) során az elektrolízisből (III) származó fémcinkbetáplálást (5) kiegészítve a cementálás (II) műveletében kapott oldat (7) cinkkoncentrációját az elektrolízisből (III) por alakú cink előállításához megfelelő értéken tartjuk.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cementálás (II) során kapott és elektrolízishez (III) használt oldat (7) koncentrációját legalább 8 g/l értéken tartjuk.
- 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elemi cinket a kilúgozás (I) műveletéből kiürített anyag- • 4fc·- 20 áramba vas- és acélgyártási hulladék bázikus kilúgozási közegének (17) alakjában visszük be.
- 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy vas- és acélgyártási hulladékként elektroacél-gyártás (15) során keletkező port (13) használunk.
- 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolízishez (III) katódként magnéziumelektródot használunk.
- 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolízist (III) 10-30 A/dm2, előnyösen mintegy 20 A/dm2 áramsűrűséggel folytatjuk le.
- 7. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolízisben (III) használt katódot vibráltatjuk.
- 8. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolízist (III) 20-50 °C, előnyösen 40 °C hőmérsékleten folytatjuk le.
- 9. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lúgos közegben végzett kilúgozást (I) 240300 g/l koncentrációjú nátrium-hidroxid-oldatban folytatjuk le.
- 10. Az 1., 3. vagy 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilúgozás (I) közegébe vizes hidrogén-peroxidot viszünk be.
- 11. Az 1., 3., 9. vagy 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilúgozást (I) legalább 90 °C hőmérsékleten folytatjuk le.
- 12. Az 1., 3. és 9-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilúgozást (I) ultrahanggal végzett kezelés közben folytatjuk le.···
- 13. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cinkporral lefolytatott cementálás (II) során a fémes elemekhez viszonyítva 1-2:1 sztöchiometriai arányban vég zünk fémcinkbetáplálást (5).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9206635A FR2691649B1 (fr) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Procédé de décontamination des terres polluées par des métaux. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9403424D0 HU9403424D0 (en) | 1995-02-28 |
| HUT70991A true HUT70991A (en) | 1995-11-28 |
Family
ID=9430329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9403424A HUT70991A (en) | 1992-05-29 | 1993-05-13 | Process for decontamination of metal-polluted earth |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5549811A (hu) |
| EP (1) | EP0642394B1 (hu) |
| JP (1) | JPH07507960A (hu) |
| AT (1) | ATE165536T1 (hu) |
| AU (2) | AU4075393A (hu) |
| CA (2) | CA2136847A1 (hu) |
| CZ (1) | CZ285273B6 (hu) |
| DE (1) | DE69318297T2 (hu) |
| ES (1) | ES2116449T3 (hu) |
| FR (1) | FR2691649B1 (hu) |
| HU (1) | HUT70991A (hu) |
| RO (1) | RO116353B1 (hu) |
| RU (1) | RU94046089A (hu) |
| SK (1) | SK280330B6 (hu) |
| WO (2) | WO1993024249A1 (hu) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69604924D1 (de) * | 1995-08-15 | 1999-12-02 | Discovery Resources Inc | Gewinnung von elementen unter anwendung eines chemischen verfahrenschrittes |
| RU2100485C1 (ru) * | 1996-07-17 | 1997-12-27 | Дональд Анатольевич Исаков | Устройство для очистки капиллярно-пористой среды |
| US6852237B2 (en) * | 1996-08-14 | 2005-02-08 | Discovery Resources, Inc. | Method for improved recovery of metals |
| US6669864B1 (en) * | 1996-08-14 | 2003-12-30 | Discovery Resources, Inc. | Compositions for improved recovery of metals |
| RU2106432C1 (ru) * | 1996-08-16 | 1998-03-10 | Донат Анатольевич Исаков | Устройство для очистки от загрязнений капиллярно-пористой среды |
| NL1004552C2 (nl) * | 1996-11-18 | 1998-05-19 | Europ De Dezingage Sa Comp | Elektrolytische zinkwinning uit een zinkaatoplossing. |
| FR2770229B1 (fr) * | 1997-10-29 | 1999-12-03 | Unimetall Sa | Conditionnement de poudre de metal electrodeposee en milieu basique |
| GB9925018D0 (en) * | 1999-10-23 | 1999-12-22 | Sonic Process Technologies Ltd | A process for the removal of a contaminant |
| CA2453005A1 (fr) * | 2003-12-17 | 2005-06-17 | Fermag Inc. | Procede hydrometallurgique de separation des poussieres d`acieries utilisant un four a arc et pigments obtenus par le procede |
| BRPI0611831A2 (pt) * | 2005-06-17 | 2010-09-28 | Ferrinov Inc | pigmentos anticorrosão derivados da poeira de um forno de arco voltaico e contendo cálcio sacrificial |
| BRPI0604307B1 (pt) * | 2006-07-12 | 2015-10-20 | Duberlis Correa Peña Y Lillo | processo eletrohidrometalúrgico em meio alcalino para a extração de zinco de pó de forno elétrico |
| US8992122B2 (en) * | 2011-10-12 | 2015-03-31 | Empire Technology Development Llc | Electro-remediation |
| CN108384549A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-10 | 环境保护部环境规划院 | 一种基于大宗修复材料修复高浓度锌污染土壤的复合药剂及其使用方法 |
| RU184500U1 (ru) * | 2018-04-04 | 2018-10-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для детоксикации почв, загрязненных мышьяксодержащими веществами |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3630669A (en) * | 1967-12-26 | 1971-12-28 | Mitsubishi Edogawa Kagaku Kk | Process for removing impurities in the liquid of zinc refining by wet method |
| GB1568362A (en) * | 1976-10-05 | 1980-05-29 | Univ Cardiff | Heavy metal recovery in ferrous metal production processes |
| US4824482A (en) * | 1979-03-30 | 1989-04-25 | Alloy Surfaces Company, Inc. | Pyrophoric iron product and process of making |
| US4292147A (en) * | 1979-06-22 | 1981-09-29 | National Research Development Corporation | Zinc chloride electrolysis |
| AT366102B (de) * | 1980-02-06 | 1982-03-10 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur hydrometallurgischen aufbereitung von zinkhaeltigen materialien |
| DE3005674A1 (de) * | 1980-02-15 | 1981-08-20 | Ruhr-Zink GmbH, 4354 Datteln | Verwendung einer blei-legierung fuer anoden bei der elektrolytischen gewinnung von zink |
| SU979527A1 (ru) * | 1981-06-03 | 1982-12-07 | Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова | Способ получени магни |
| BE894733A (fr) * | 1982-10-19 | 1983-04-19 | Ct Belge D Etude Et De Documen | Procede de traitement de boues et poussieres de l'industrie siderurgique |
| FR2535736B1 (fr) * | 1982-11-04 | 1987-09-04 | Promotion Procedes Hydro Metal | Procede de traitement de poussieres contenant du zinc, issues de fours d'acieries electriques |
| DE3305854C1 (de) * | 1983-02-19 | 1984-09-06 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Verfahren zur Herstellung von poroesem Sinterglas mit grossem offenem Porenvolumen |
| US4610722A (en) * | 1985-01-31 | 1986-09-09 | Amax Inc. | Process for metal recovery from steel plant dust |
| JPH01263290A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-19 | Purantetsukusu:Kk | 非鉄金属の製造装置 |
| DE3919788C1 (hu) * | 1989-06-16 | 1990-07-05 | Siebtechnik Gmbh, 4330 Muelheim, De | |
| DE3931017A1 (de) * | 1989-09-16 | 1991-03-28 | Zueblin Ag | Verfahren zum reinigen kontaminierter erdmassen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1992
- 1992-05-29 FR FR9206635A patent/FR2691649B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-11 RO RO94-01901A patent/RO116353B1/ro unknown
- 1993-05-13 JP JP6500250A patent/JPH07507960A/ja active Pending
- 1993-05-13 HU HU9403424A patent/HUT70991A/hu unknown
- 1993-05-13 WO PCT/FR1993/000461 patent/WO1993024249A1/fr active IP Right Grant
- 1993-05-13 AU AU40753/93A patent/AU4075393A/en not_active Abandoned
- 1993-05-13 EP EP19930910114 patent/EP0642394B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-13 DE DE1993618297 patent/DE69318297T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-13 RU RU94046089/25A patent/RU94046089A/ru unknown
- 1993-05-13 CA CA 2136847 patent/CA2136847A1/fr not_active Abandoned
- 1993-05-13 ES ES93910114T patent/ES2116449T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-13 US US08/325,341 patent/US5549811A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-13 AT AT93910114T patent/ATE165536T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-05-13 CZ CZ942906A patent/CZ285273B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-05-13 SK SK1450-94A patent/SK280330B6/sk unknown
- 1993-06-01 WO PCT/FR1993/000522 patent/WO1993024250A1/fr active Application Filing
- 1993-06-01 AU AU43303/93A patent/AU4330393A/en not_active Abandoned
- 1993-06-01 CA CA 2113826 patent/CA2113826A1/fr not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2113826A1 (fr) | 1993-12-09 |
| CZ285273B6 (cs) | 1999-06-16 |
| CZ290694A3 (en) | 1995-11-15 |
| WO1993024250A1 (fr) | 1993-12-09 |
| DE69318297T2 (de) | 1998-12-24 |
| FR2691649B1 (fr) | 1995-06-02 |
| AU4330393A (en) | 1993-12-30 |
| CA2136847A1 (fr) | 1993-12-09 |
| EP0642394A1 (fr) | 1995-03-15 |
| SK280330B6 (sk) | 1999-11-08 |
| US5549811A (en) | 1996-08-27 |
| WO1993024249A1 (fr) | 1993-12-09 |
| HU9403424D0 (en) | 1995-02-28 |
| EP0642394B1 (fr) | 1998-04-29 |
| ES2116449T3 (es) | 1998-07-16 |
| RU94046089A (ru) | 1996-09-20 |
| JPH07507960A (ja) | 1995-09-07 |
| FR2691649A1 (fr) | 1993-12-03 |
| DE69318297D1 (de) | 1998-06-04 |
| AU4075393A (en) | 1993-12-30 |
| ATE165536T1 (de) | 1998-05-15 |
| SK145094A3 (en) | 1995-05-10 |
| RO116353B1 (ro) | 2001-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU775839B2 (en) | Process for reducing the concentration of dissolved metals and metalloids in an aqueous solution | |
| HUT70991A (en) | Process for decontamination of metal-polluted earth | |
| JPH10503552A (ja) | 工業廃棄物からの化学価回収法 | |
| WO1994026665A1 (en) | Neodymium recovery process | |
| JP3802046B1 (ja) | 重金属含有粉末の処理方法 | |
| CN103781923A (zh) | 用于纯化氧化锌的方法 | |
| JP3911538B2 (ja) | 飛灰からの重金属回収方法 | |
| JP3962855B2 (ja) | 飛灰からの重金属の回収方法 | |
| JP2002511527A (ja) | 湿式処理による製鋼所塵埃の処理方法 | |
| WO2004062023A1 (ja) | リチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システム | |
| JP4465496B2 (ja) | 飛灰の処理方法 | |
| JP3924981B2 (ja) | 廃棄物のセメント原料化処理方法 | |
| JP3113307B2 (ja) | 廃乾電池からの亜鉛およびマンガンの分離回収方法 | |
| WO2006084273A2 (en) | Process for hydrometallurgical treatment of electric arc furnace dust | |
| JP3813052B2 (ja) | 重金属等を含有する飛灰の処理方法 | |
| JP3536901B2 (ja) | 飛灰からの有価金属回収方法 | |
| JP4044068B2 (ja) | 重金属類を含有する物質の処理方法 | |
| KR100236663B1 (ko) | 금속 및 화학적 유용물 회수방법 | |
| JP5288778B2 (ja) | 重金属含有粉末の処理方法 | |
| JP3911587B2 (ja) | 飛灰からの重金属の電気化学的回収方法 | |
| TW391986B (en) | Method of recovering lead from waste battery containing lead acid | |
| JP2003201524A (ja) | 廃棄物の処理方法 | |
| JP3524601B2 (ja) | 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法 | |
| JP3608069B2 (ja) | 焼却灰類の処理方法 | |
| JPH10265861A (ja) | 二次飛灰からの有価物の回収方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFC4 | Cancellation of temporary protection due to refusal |