RU2182130C2 - Method of treatment of sewage containing copper ions - Google Patents

Method of treatment of sewage containing copper ions Download PDF

Info

Publication number
RU2182130C2
RU2182130C2 RU99121530A RU99121530A RU2182130C2 RU 2182130 C2 RU2182130 C2 RU 2182130C2 RU 99121530 A RU99121530 A RU 99121530A RU 99121530 A RU99121530 A RU 99121530A RU 2182130 C2 RU2182130 C2 RU 2182130C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
treatment
copper
copper ions
containing copper
metallurgy
Prior art date
Application number
RU99121530A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99121530A (en
Inventor
А.М. Жижаев
В.И. Брагин
А.Г. Михайлов
Original Assignee
Институт химии и химической технологии СО РАН
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 Институт химии и химической технологии СО РАН filed Critical Институт химии и химической технологии СО РАН
Priority to RU99121530A priority Critical patent/RU2182130C2/en
Publication of RU99121530A publication Critical patent/RU99121530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182130C2 publication Critical patent/RU2182130C2/en

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, ecology. SUBSTANCE: invention relates to utilization of waste containing copper ions from galvanic and other kinds of manufactures and can be used in metallurgy and other kinds of manufacture. Method involves the contact of sewage containing copper ions with natural calcium carbonates followed by treatment of precipitate by live steam, water slaking and granulation. Obtained precipitate is fixed on gypsum- carbonate matrix. Obtained precipitates can be stored for a long time and for the secondary using in nonferrous metallurgy plants. EFFECT: improved and simplified method of treatment.

Description

Изобретение относится к химической технологии, а именно к утилизации жидких отходов гальванических и иных производств, содержащих ионы меди, и может быть использовано в металлургических, металлообрабатывающих и других производствах для очистки сточных вод от меди и повышения химической устойчивости полученных осадков при длительном хранении, а также для обеспечения возможности вторичного использования осажденной меди. The invention relates to chemical technology, namely to the disposal of liquid waste from galvanic and other industries containing copper ions, and can be used in metallurgical, metalworking and other industries for the treatment of wastewater from copper and to increase the chemical stability of precipitation obtained during long-term storage, and to enable recycling of precipitated copper.

Большинство современных способов очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов основываются на их осаждении в виде гидроксидов при подщелачивании с последующей коагуляцией, отделением осадка и доочисткой [1]. Гидролитические методы имеют достаточные скорость и глубину осаждения, однако, при утилизации осадков возникают проблемы, связанные с вымыванием ионов слабокислыми природными водами при их длительном хранении, особенно на открытых площадках. Most modern methods of wastewater treatment from heavy non-ferrous metal ions are based on their precipitation in the form of hydroxides during alkalization, followed by coagulation, separation of the precipitate and post-treatment [1]. Hydrolytic methods have sufficient deposition rate and depth, however, when disposing of sediments, problems arise associated with leaching of ions with weakly acidic natural waters during their long-term storage, especially in open areas.

Известен способ повышения стойкости осадков гидроксидов за счет их ферритизации при окислении сульфата двухвалентного железа кислородом воздуха в присутствии перманганата калия или его смеси с пиролюзитом при рН 10-11 (барботаж суспензии воздухом при температуре 85-95oС) [2]. Ферриты цветных металлов устойчивы к атмосферным и гидросферным воздействиям, однако вторичное использование меди затруднено из-за ее малого содержания в осадке. Недостатками данного способа являются также использование дорогого реагента (перманганата), большие затраты на подщелачивание и нагрев растворов, сложное аппаратурное оформление.There is a method of increasing the stability of precipitation of hydroxides due to their ferritization during oxidation of ferrous sulfate with oxygen in the presence of potassium permanganate or its mixture with pyrolusite at pH 10-11 (sparging the suspension with air at a temperature of 85-95 o C) [2]. Ferrites of non-ferrous metals are resistant to atmospheric and hydrospheric effects, however, the secondary use of copper is difficult due to its low content in the sediment. The disadvantages of this method are the use of an expensive reagent (permanganate), the high cost of alkalizing and heating solutions, complicated hardware design.

Известен способ очистки сточных вод от меди обработкой растворов суспензией известняка и цементного клинкера с концентрацией не менее 1 мас.% [3], с осаждением меди в виде двойных солей: кальцийалюмосиликатов, практически нерастворимых при любом солевом составе воды. Преимуществами указанного способа является проведение процесса в одну стадию без предварительного подщелачивания и возможность длительного хранения образовавшегося цементного камня в естественных условиях. Недостатки - использование достаточно дорогого реагента (цементного клинкера - не менее 30%), необходимость сгущения тонкодисперсных осадков и невозможность вторичного использования осажденных металлов из-за их малой концентрации в силикатной матрице, а также его применимость только в слабо концентрированных растворах (1% суспензии). Данный способ выбран за прототип. A known method of treating wastewater from copper by treatment of solutions with a suspension of limestone and cement clinker with a concentration of at least 1 wt.% [3], with the deposition of copper in the form of double salts: calcium aluminum silicates, practically insoluble in any salt composition of water. The advantages of this method is to carry out the process in one stage without preliminary alkalization and the possibility of long-term storage of the formed cement stone in natural conditions. Disadvantages - the use of a rather expensive reagent (cement clinker - not less than 30%), the need to thicken fine precipitates and the inability to reuse the deposited metals due to their low concentration in the silicate matrix, and its applicability only in slightly concentrated solutions (1% suspension) . This method is selected for the prototype.

Целью изобретения является упрощение процесса, сокращение расходов и получение осадков, пригодных для долговременного хранения и вторичного использования на предприятиях цветной металлургии. Указанная цель достигается тем, что осаждение меди ведут при контактировании сточных вод с природными карбонатами кальция, а осадок, в отличие от прототипа, фиксируют не в кальций-силикатную (цементную), а в гипсокарбонатную матрицу посредством его дополнительной обработки острым паром с последующим затворением водой и грануляцией. При этом гипсовое вяжущее не вносится дополнительно, а образуется непосредственно при осаждении меди из кислых и нейтральных растворов на природных карбонатах кальция:
3СаСО3+4CuSO4+10Н2О = Сu44(OН)6•H2О+3CaSO4•2H2O+3СO2
Осадитель используется многократно, что позволяет получить высококонцентрированные по меди осадки. После выработки ресурса осадителя осадок представляет собой смесь основных сульфатов меди, гипса и остатков кальцита (гипсово-известняковую смесь) с содержанием меди 10-30%.
The aim of the invention is to simplify the process, reduce costs and obtain precipitation suitable for long-term storage and recycling in non-ferrous metallurgy. This goal is achieved in that the deposition of copper is carried out by contacting the wastewater with natural calcium carbonates, and the precipitate, unlike the prototype, is not fixed in a calcium silicate (cement), but in a gypsum carbonate matrix by its additional treatment with hot steam followed by mixing with water and granulation. In this case, a gypsum binder is not added, but is formed directly during the deposition of copper from acidic and neutral solutions on natural calcium carbonates:
3CaCO 3 + 4CuSO 4 + 10H 2 O = Cu 4 SO 4 (OH) 6 • H 2 O + 3CaSO 4 • 2H 2 O + 3CO 2
The precipitant is used repeatedly, which allows to obtain precipitation highly concentrated on copper. After the precipitator's resource is developed, the precipitate is a mixture of basic copper sulfates, gypsum and calcite residues (gypsum-limestone mixture) with a copper content of 10-30%.

Полученную смесь обрабатывают острым паром при температуре 145-160oС, в результате чего двуводный сульфат кальция переходит в полуводный, обладающий вяжущими свойствами, а основной сульфат меди - в оксид меди, устойчивый в естественных условиях. Полученный материал после остывания затворяется водой в обычном для типовых вяжущих соотношении, окомковывается и отправляется на хранение. В образующихся гранулах медь связана в оксид, что определяет ее повышенную устойчивость к вымыванию при длительном хранении. Воздействие слабокислых почвенных вод компенсируется гипсокарбонатным буфером, фиксирующим рН на уровне 6.4-6.6, при котором исключается растворение оксида меди. Дополнительное внесение вяжущего при окомковании не требуется, т.к. достаточная механическая прочность гранул обеспечивается гипсовым вяжущим, образующимся в ходе осаждения меди.The resulting mixture is treated with hot steam at a temperature of 145-160 o With, as a result of which the two-water calcium sulfate goes into semi-water, which has astringent properties, and the main copper sulfate - in copper oxide, stable under natural conditions. After cooling, the resulting material is closed with water in the usual ratio for typical binders, pelletized and sent for storage. In the resulting granules, copper is bound into oxide, which determines its increased resistance to leaching during long-term storage. The impact of slightly acidic soil water is compensated by a gypsum carbonate buffer, fixing the pH at a level of 6.4-6.6, at which dissolution of copper oxide is excluded. Additional binder application during pelletizing is not required since sufficient mechanical strength of the granules is provided by a gypsum binder formed during the deposition of copper.

Высокая концентрация меди в гранулах делает возможной ее вторичную утилизацию на предприятиях цветной металлургии в качестве добавки к шихте отражательной или иной плавки. Механическая прочность гранул определяет возможность их длительного хранения и удобной транспортировки их на значительные расстояния. Присутствие в гранулах карбоната и сульфата кальция обеспечивает дополнительное снижение расхода флюсов при плавке. The high concentration of copper in the granules makes it possible to recycle it at non-ferrous metallurgy enterprises as an additive to the charge of reflective or other smelting. The mechanical strength of the granules determines the possibility of their long-term storage and convenient transportation over long distances. The presence in the granules of carbonate and calcium sulfate provides an additional reduction in the consumption of fluxes during melting.

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

1. К сточным водам линии травления дюралюминиевого проката без предварительного подщелачивания добавляется молотый известняк в количестве, зависящем от содержания меди в растворе. По окончании реакции (по достижении остаточной концентрации меди ниже 0,01 мг/л) осадок отделяется от раствора и обрабатывается острым паром (145-160oС) без предварительной сушки. Полученная рыхлая масса, содержащая полуводный сульфат кальция и до 30% меди в форме оксида, затворяется водой при водотвердом соотношении 1:5-1:2 и гранулируется. Полученные гипсокарбонатные гранулы направляются на длительное хранение или переработку.1. To the wastewater of the etching line of duralumin rolled products without preliminary alkalization, ground limestone is added in an amount depending on the copper content in the solution. At the end of the reaction (upon reaching a residual copper concentration below 0.01 mg / l), the precipitate is separated from the solution and treated with direct steam (145-160 o C) without preliminary drying. The resulting loose mass containing semi-aqueous calcium sulfate and up to 30% copper in the form of oxide is closed with water at a water-solid ratio of 1: 5-1: 2 and granulated. The obtained gypsum carbonate granules are sent for long-term storage or processing.

2. В действующую технологическую схему гальванического производства встраивается реактор осаждения меди, представляющий собой колонну, заполненную дробленым до 2-5 см известняком, на который замыкается контур сточных медьсодержащих вод. При фильтрации раствора через слой известняка происходит осаждение меди в виде основного сульфата. Содержание меди в водах на выходе из колонны ниже предела обнаружения атомно-абсорбционным методом. Эксплуатация колонны осуществляется до выработки ресурса осадителя, определяемого по появлению меди в промывных водах на выходе, после чего колонна осушается и продувается снизу острым паром, для прогрева материала, заполняющего колонну, до температуры 145-160oС. Полученная масса разгружается, затворяется водой при Ж: Т=1:6÷1:2 и окомковывается на тарельчатом или ином грануляторе. Гранулированный материал направляется на длительное хранение в отвале или на металлургическую переработку. Колонна заполняется свежей порцией известняка, технологический цикл повторяется.2. The copper deposition reactor, which is a column filled with crushed to 2-5 cm limestone, onto which the copper wastewater circuit is closed, is built into the current galvanic production flow chart. When the solution is filtered through a layer of limestone, copper is precipitated as basic sulfate. The copper content in the water leaving the column is below the detection limit by atomic absorption method. The operation of the column is carried out until the life of the precipitant is determined, which is determined by the appearance of copper in the wash water at the outlet, after which the column is dried and blown from below with hot steam to heat the material filling the column to a temperature of 145-160 o С. The resulting mass is unloaded, shut off with water at W: T = 1: 6 ÷ 1: 2 and pelletized on a disk or other granulator. Granular material is sent for long-term storage in a dump or for metallurgical processing. The column is filled with a fresh portion of limestone, the technological cycle is repeated.

Использованная литература
1. Коган Б. И. Современные методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Обзорная инф. Института "Цветметинформация". Серия "Охрана окружающей среды". - М., 1975.
References
1. Kogan B. I. Modern methods of wastewater treatment from heavy metal ions. Overview inf. Institute "Color Metinformation". Series "Environmental Protection". - M., 1975.

2. Авторское свидетельство 1549925. 2. Copyright certificate 1549925.

3. Авторское свидетельство 1214605. 3. Copyright certificate 1214605.

Claims (1)

Способ обработки сточных вод, содержащих ионы меди, включающий ее осаждение на природных карбонатах кальция, отличающийся тем, что осадок подвергают обработке острым паром с последующим затворением водой и грануляцией. A method of treating wastewater containing copper ions, including its deposition on natural calcium carbonates, characterized in that the precipitate is subjected to direct steam treatment followed by mixing with water and granulation.
RU99121530A 1999-10-14 1999-10-14 Method of treatment of sewage containing copper ions RU2182130C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121530A RU2182130C2 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Method of treatment of sewage containing copper ions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121530A RU2182130C2 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Method of treatment of sewage containing copper ions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99121530A RU99121530A (en) 2001-08-10
RU2182130C2 true RU2182130C2 (en) 2002-05-10

Family

ID=20225788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99121530A RU2182130C2 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Method of treatment of sewage containing copper ions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182130C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683835C1 (en) * 2018-08-07 2019-04-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of wastewater treatment from heavy metal ions
RU2685673C1 (en) * 2018-08-07 2019-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of sewage treatment from heavy metal ions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683835C1 (en) * 2018-08-07 2019-04-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of wastewater treatment from heavy metal ions
RU2685673C1 (en) * 2018-08-07 2019-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Method of sewage treatment from heavy metal ions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fisher et al. The recycling and reuse of steelmaking slags—A review
RU2713885C1 (en) Method of eluting calcium from steel-smelting slag and method of extracting calcium from steel-smelting slag
Park et al. Application of steel slag coated with sodium hydroxide to enhance precipitation-coagulation for phosphorus removal
US7883626B2 (en) Method for the treatment of acid mine drainage
RU2238246C2 (en) Method for reducing of dissolved metal and non-metal concentration in aqueous solution
KR102201805B1 (en) A method for the treatment of metals
Maree et al. Treatment of acidic effluents with limestone instead of lime
CN101837435A (en) Method for preparing casting covering slag by utilizing stainless steel cold-rolling pickling wastewater
Almeida et al. Chromium precipitation from tanning spent liquors using industrial alkaline residues: a comparative study
RU2182130C2 (en) Method of treatment of sewage containing copper ions
RU2126059C1 (en) Process for leaching material containing zinc oxide, zinc silicate and/or zinc ferrite
US4336142A (en) Removal of heavy metals with gamma dicalcium silicate
RU2601333C1 (en) Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes
RU2191750C2 (en) Method of treating waste waters to remove nonferrous heavy metal ions
Cunha et al. Possibilities to use oxidic by-products for precipitation of Fe/As from leaching solutions for subsequent base metal recovery
Medi et al. Hydrometallurgical route for copper, zinc and chromium recovery from galvanic sludge
KR100411290B1 (en) A method for decreasing sludges discharged by neutralizing pickling waste waters of stainless steels
RU2768871C1 (en) Method of purifying acidic solutions from non-ferrous metal and iron ions
Haynes et al. Recycling and use of wastes/co-products from the iron/steel and alumina industries
Vasilenko et al. The purification of electroplating industry effluents with agricultural waste
CN101397165A (en) Processing method of flue gas cooling waste water during sintered flue gas desulfurization process and use of product after processing
WO1996032512A1 (en) Hydrometallurgical treatment for the purification of waelz oxides through lixiviation with sodium carbonate
JP2004089931A (en) Dephosphorization and ammonia-removal method, manufacturing method for ammonia fertilizer and manufacturing method for molten solidified matter
JP2007126838A (en) Construction method using covering sand
RU2165893C1 (en) Method of complex treatment of water