NO875393L - Fremgangsmaate for fjernelse av metaller, spesielt tungmetaller, fra spillvann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fjernelse av metaller, spesielt tungmetaller, fra spillvann 1 form av deres sulfid, ved at spillvannet blandes med et vann-oppløselig sulfid.

Fjernelsen av metaller fra spillvann kan f.eks. bevirkes ved å blande det metallholdige spillvannet med f.eks. natrium-hydrogensulfid (NaHS), hvorved metallsulfidet utfelles.

Fremgangsmåte av denne typen kan f.eks. utføres ved anvendelse av de såkalte Funda filtersystemet som består av to reaktorbeholdere og en separatorbeholder. I den første reaktorbeholderen tilsettes saltsyre og NaHS tilspillvannet som skal behandles, hvorved metallet utfelles i form av dets sulfid ved en egnet pH. Det derved dannede fnuggaktige bunnfallet overføres til den andre reaktorbeholderen for å fremme veksten av metallsulfidfnuggene. Deretter separeres de derved behandlede metallsulfidfnuggene i en separatorbeholder fra spillvannet til form av et voluminøst slam inneholdende mye vann, dette slammet bør i betydelig grad frigis for vann før lagring ellermetallutvinning fra dette.

Det er funnet at spillvannet behandlet ved den kjente fremgangsmåten fremdeles inneholder en for høy konsentrasjon av oppløst metall. Vanligvis er konsentrasjonen av kvikksølv i det på denne måten behandlede spillvannet f.eks. 20-100 ppb (deler pr. milliard), mens konsentrasjonen av kvikksøølv i spillvann i viss land bør være under 5 ppb (deler pr. milliard) før det kan slippes ut.

Videre er den kjente fremgangsmåten dyr, arbeidskrevende og tar mye plass.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte hvorved de ovenfor nevnte ulempene effektivt fjernes.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er kjenne-tegnet ved at det metallholdige spillvannet blandes omhyggelig med det vannoppløselige sulfidet ved en egnet pH i en reaktor av typen med fluidisert sjikt, som er utstyrt med et egnet sjiktmateriale hvorpå metallsulfidet utkrystalliseres, hvorved det derved oppnådde sjiktmaterialet med krystallinsk metallsulfid fjernes fra, og nytt sjikt materiale tilsettes til, reaktoren fra tid til annen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er spesielt velegnet for fjernelse av tungmetaller fra spillvann, samtidig som ulempene ved den kjente fremgangsmåten effektivt fjernes.

Fjernelsen av f.eks. kvikksølv som tungmetall finner, ifølge foreliggende oppfinnelse, sted raskt, dvs. i løpet av få minutter, mens konsentrasjonen av kvikksølv i det behandlede spillvannet er under 5 ppb, hvilket er betydelig lavere enn med den kjente fremgangsmåten.

En annen fordel ved foreliggende fremgangsmåte er at et pelletprodukt oppnås med et meget lavt vanninnhold på ca. 0,5$. Det derved oppnådd pelletmaterialet kan benyttes uten at det må befris ytterligere for vann for forskjellige industrielle anvendelser, bl.a. for utvinning av kvikksølv som er et dyrt metall.

På grunn av det lave vanninnholdet synes videre volumet av de dannede pelletene å være ca. en faktor 50 lavere enn for slammet oppnådd ved den kjente prosessen.

Et viktig trekk ved foreliggende fremgangsmåte er at arbeidet utføres under slike betingelser at sjiktmaterialet befinner seg i en fluidisert tilstand, derved finner en eksklusiv krystallisasjon av metallsulfid sted på eller i sjiktmaterialet.

Ifølge oppfinnelsen anvendes som vannoppløsellg sulfid et alkalimetallsulfid eller alkalimetallhydrogensulfid eller ammoniumsulfid eller FéS.

Vanligvis anvendes ifølge oppfinnelsen Na2S, NaHS, K2S eller KHS, selv om HaHS er foretrukket.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bør finne sted i reaktoren ved en pH på 4-10 og fortrinnsvis ved en pH på 4-5.

pH for spillvannet i reaktoren bør være under 10, idet muligheten for dannelsen av oppløselige polysulfidkomplekser øker ved høyere pH, hvilket er uønsket. Videre dannes amoft metallhydroksyd.

På den annen side bør pH for spillvannet i reaktoren være høyere enn 3, fordi sulfidet ellers vil danne hydrogensulfid.

Den ønskede pH innstilles med syre eller lut.

Ifølge oppfinnelsen anvendes med fordel sand som sjiktmateriale, fortrinnsvis med en kornstørrelse på 0,1-0,3 mm.

Det er observert at sandkorn med den nevnte partikkelstør-relsen på 0,1-0,3 mm kan gro til en partikkelstørrelse på 1-3 mm, disse kornene fjernes fra reaktoren fra tid til annen.

Fra de derved fjernede kornene kan metallet utvinnes på vanlig måte.

De større kornene som er fjernet fra tid til annen bør erstattes med visse mellomrom for å sikre opprettholdelsen av et godt fungerende fluidisert sjikt, hvilket er vesentlig for foreliggende fremgangsmåte.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fjernes som metall Ni,

Sr, Zn, Cu, Fe, Ag, Pb, Cd, Hg, Co, Mn, Te, Sn, In, Bi eller Sb.

Fremgangmsåten ifølge oppfinnelsen hvormed kvikksølv, som er et tungmetall, fjernes skal i det følgende belyses under henvisning til figurene 1 og 2.

Spillvannet som skal behandles stmamer f.eks. fra et klorid produksjonsanlegg og har følgende sammensetning:

Eksempel I

Spillvann med den ovenfornevnte sammensetningen ble behandlet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved omgivelses-temperatur, ved anvendelse av apparaturen vist i figur 1. Spillvannet ble lagret i beholder 1 og derfra ført inn i reaktoren med fluidisert sjikt 9 gjennom rør 2, ventil 3 og pumpe 4. En vandig NaHS-oppløsning ble også pumpet fra beholder 5 gjennom rør 6 og pumpe 7 inn i reaktor 9. I tilfellet tilstrekkelig tetthet for hhv. spillvann og NaHS er pumpene 4 og 7 overflødige. Både spillvannet og den vandige NaHS-oppløsningen ble brakt Inn i reaktor 9 ved hjelp av fordeleren 8, på en slik måte at innløpsåpningene ikke blokkeres. Innløpshastigheten for begge væskene er slik at sj iktmaterialet som er til stede i reaktoren 9, i dette tilfellet sandkorn med en partikkelstørrelse på 0,1-0,3 mm, ble brakt i og opprettholdt i fluidisert tilstand.

Det dannede kvikksølvsulfidet krystalliserer ut ved over-flaten av sandkornene, sandkornene øker derved til en partikkelstørrelse på 1-3 mm. Fra tid tilannen ble disse kornene fjernet fra reaktoren gjennom utløpsåpning 10. Endelig ble det derved behandlede spillvannet, spm bare inneholdt 20-55 ppb (deler pr. milliard) kvikksølv tømt ut gjennom rør 11.

Fordi oppløselighetsproduktet for kvikksølvsulfid ved en pH på 4-6 var meget lavt, kunne kvikksølvet fjernes selektivt. Fordi spillvannet Inneholdt klor og hypokloritt fant det sted en reaksjon med sulfidet, hvilket betydde at sulfidet måtte tilsettes i overskudd. Dersom sulfidet ble tilsatt i overskudd ble det I tillegg til HgS dannet CaS, FeS og MgS.

På grunn av den fluktuerende konsentrasjonen av kvikksølv i spillvannet, og i forbindelse med innsparing av reagenser, reguleres doseringen av det vannoppløsleige sulfidet fortrinnsvis ved hjelp av redokspotensialet.

Eksempel II

Fremgangsmåten fra eksempel I ble gjentatt ved at spillvannet behandlet i følge foreliggende oppfinnelse ble underkastet en etterbehandling i et sandfilter før avhending.

På grunn av den opptredende friksjonen for sandkorn som er utstyrt med kvikksølvsulfid kan det dannes kvikksølv-sulf idgrus i reaktoren. Denne grusen kan føres i suspendert form med det behandlede spillvannet hvilket kan være uønsket. For å forhindre dette ble det hensiktsmessig gjort bruk av en filterkolonne 14 som forbindes til reaktoren 9. Det derved behandlede spillvannet med eventuell grus som Inneholdes i dette ble ført inn i filterkolonnen 14 gjennom rør 11, ventil 12 og pumpe 13, denne filterkolonnen var fylt med sand med en diameter på 0,5-0,6 mm eller, 1 forbindelse med en bedre trykkoppbygning, med en blanding av antrasitt med en partikkelstørrelse på 1,6-2,5 mm og samd med en partik-kelstørrelse på 0,8-1,2 mm.

Etter passasje gjennom filterkolonnen 14 ble det filtrerte spillvannet sluppet ut gjennom rør 17. Det derved behandlede spillvannet hadde et kvikksølvinnhold på 2 ppb og er i tillegg fri for nevnte grus.

Filterkolonnen 14 kan renses fra tid til annen ved hjelp av rør 15 og ventil 16, hvorved rensevannet tømmes gjennom rørl9 og ventil 18.

Alternativt kan et tilsvarende filter i tillegg plasseres mellom nøytraliseringsbeholderen 1 og reaktoren 9 for å samle faste komponenter til stede 1 spillvannet som skal behandles før spillvannet går inn I reaktoren 9.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fjernelse av metaller, spesielt tungmetaller, fra spillvann i form av deres sulfid ved blanding av spillvannet med et vannoppløselig sulfid,karakterisert vedat det metallholdige spillvannet blandes omhyggelig med det vannoppløselige sulfidet ved en egnet pH i en reaktor av typen med fluidisert sjikt, som er utstyrt med et egnet sjiktmateriale hvorpå metallsulfidet utkrystalliserer, hvorved det derved oppnådde sjiktmaterialet utstyrt med krystallinsk metallsulfid fjernes fra, og nytt sjiktmateriale tilsettes til, reaktoren fra tid til annen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det som vannoppløselig sulfid anvendes et alkallmetallsulfid eller alkalimetallhydrogensulfid eller ammoniumsulfid eller FeS.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det benyttes natriumsulfid, natrium-hydrogensulfid, kaliumsulfid eller kaliumhydrogensulfid.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisertved at pH for spillvannet i reaktoren innstilles på en verdi mellom 4 og 10.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at pH Innstilles på 4-5.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisertved at det som sjiktmateriale anvendes sand med en egnet kornstørrelse.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,karakterisertved at det anvendes sand med en kornstørrelse på 0,1-0,3 mm.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7,karakterisertved at det som metall fjernes Ni, Sr, Zn, Cu, Fe, Ag, Pb, Cd, Hg, Co, Mn, Te, Sn, ln, Bi eller Sb.