RU2312820C1 - Method of cleaning arsenic-polluted solvents - Google Patents

Method of cleaning arsenic-polluted solvents Download PDF

Info

Publication number
RU2312820C1
RU2312820C1 RU2006115998/15A RU2006115998A RU2312820C1 RU 2312820 C1 RU2312820 C1 RU 2312820C1 RU 2006115998/15 A RU2006115998/15 A RU 2006115998/15A RU 2006115998 A RU2006115998 A RU 2006115998A RU 2312820 C1 RU2312820 C1 RU 2312820C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arsenic
solution
sulfide
reagent
containing reagent
Prior art date
Application number
RU2006115998/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Григорьевич Передерий (RU)
Олег Григорьевич Передерий
Михаил Семенович Сладков (RU)
Михаил Семенович Сладков
Игорь Борисович Гурвич (RU)
Игорь Борисович Гурвич
Дмитрий Донатович Варгасов (RU)
Дмитрий Донатович Варгасов
Original Assignee
Олег Григорьевич Передерий
Михаил Семенович Сладков
Игорь Борисович Гурвич
Дмитрий Донатович Варгасов
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 Олег Григорьевич Передерий, Михаил Семенович Сладков, Игорь Борисович Гурвич, Дмитрий Донатович Варгасов filed Critical Олег Григорьевич Передерий
Priority to RU2006115998/15A priority Critical patent/RU2312820C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2312820C1 publication Critical patent/RU2312820C1/en

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

FIELD: waste water treatment.
SUBSTANCE: invention relates to treatment of waste waters and solvents containing significant amounts of hydrochloric or sulfuric acid and arsenic and can be used in metallurgy, especially in manufacture of nonferrous metals, as well as in chemical industry. Method consists in that arsenic is precipitated by sulfide-containing reagent, e.g. sodium hydrosulfide, said sulfide-containing reagent being added to solution to be treated from below while simultaneously stirring the solution. Specific weight consumption of the reagent is not higher than 1.5 kg*S-2*h-1. Hydrodynamic regime of stirring is maintained within the Reynolds number range 600 to 6000. Precipitation of arsenic is effected until its residual concentration in solution not below 0.03 g/dm3. Addition of sulfide-containing reagent is stopped when redox potential value is achieved in the curve break point on diagram depicting consumption of the reagent as function of arsenic concentration in solution.
EFFECT: achieved simplicity and safety of arsenic precipitation excluding emission of toxic gases.
1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и растворов, образующихся в производстве цветных металлов и содержащих значительные количества соляной или серной кислоты, мышьяка, свинца, висмута, селена и других токсичных веществ. Изобретение может быть использовано в металлургической промышленности, преимущественно, в цветной металлургии, а также и в химической промышленности.The invention relates to techniques for treating wastewater and solutions formed in the production of non-ferrous metals and containing significant amounts of hydrochloric or sulfuric acid, arsenic, lead, bismuth, selenium and other toxic substances. The invention can be used in the metallurgical industry, mainly in non-ferrous metallurgy, as well as in the chemical industry.

Мышьяк является распространенной примесью в рудах и концентратах железа, цветных и редких металлов и играет специфическую роль в процессах их переработки. Во-первых, он осложняет протекание технологических процессов и в силу своей высокой токсичности ухудшает качество товарной продукции. Во-вторых, мышьяк относится к числу немногих элементов, на который имеется весьма ограниченный спрос. Отсутствие широкого спроса приводит к складированию и накапливанию на открытых площадках предприятий различного рода мышьякосодержащих отходов, загрязняющих окружающую среду. Кроме того, в процессе металлургического или химического производств мышьяк частично переходит в сточные воды и отходящие газы заводов и загрязняет окружающую среду высокотоксичными соединениями. В связи с вышеизложенным в металлургическом, а нередко и в химическом производствах, существует проблема вывода мышьяка из технологических процессов и обезвреживания мышьякосодержащих твердых, жидких и газообразных отходов.Arsenic is a common impurity in ores and concentrates of iron, non-ferrous and rare metals and plays a specific role in the processes of their processing. Firstly, it complicates the flow of technological processes and, due to its high toxicity, worsens the quality of marketable products. Secondly, arsenic is one of the few elements for which there is very limited demand. The lack of wide demand leads to the storage and accumulation of various kinds of arsenic-containing waste polluting the environment on the open areas of enterprises. In addition, in the process of metallurgical or chemical production, arsenic partially passes into the wastewater and exhaust gases of plants and pollutes the environment with highly toxic compounds. In connection with the foregoing, in the metallurgical, and often in chemical industries, there is a problem of removing arsenic from technological processes and neutralizing arsenic-containing solid, liquid, and gaseous wastes.

Изобретение по настоящей заявке относится к техническим решениям, относящимся к обезвреживанию мышьякосодержащих производственных сточных вод перед их сбросом в реки и водоемы. Основано изобретение на избирательном выводе из сточных вод (растворов) мышьяка путем химического осаждения его в виде сульфидов. Таким способом мышьяк выводят, главным образом, из кислых растворов, пропускают через них сероводород или добавляют сернистый натрий, сульфиды других щелочных или щелочноземельных металлов, гидросульфид натрия и т.д. Сульфидная очистка позволяет снизить концентрацию мышьяка в очищаемых растворах до 0,5-2 мг/л, но для достижения этих показателей должны быть соблюдены определенные условия на стадиях осаждения и отделения осадков сульфида. Прежде всего для более полного осаждения сульфида мышьяк переводят в трехвалентное состояние и следят за качеством контакта осаждаемого агента с очищаемым раствором, для чего используют определенный комплекс мер, таких как подачу противотоком взаимодействующих реагентов, перемешивание раствора, соблюдение определенных параметров процесса, например скорости перемешивания, концентраций и соотношения концентраций компонентов в определенных временных диапазонах процесса и др.The invention of the present application relates to technical solutions related to the disposal of arsenic-containing industrial wastewater before it is discharged into rivers and water bodies. The invention is based on the selective removal of arsenic from wastewater (solutions) by chemical precipitation of it in the form of sulfides. In this way, arsenic is mainly removed from acidic solutions, hydrogen sulfide is passed through them, or sodium sulfide, sulfides of other alkali or alkaline earth metals, sodium hydrosulfide, etc. are added. Sulfide purification allows to reduce the concentration of arsenic in the cleaned solutions to 0.5-2 mg / l, but to achieve these indicators certain conditions must be met at the stages of deposition and separation of sulfide precipitation. First of all, for a more complete precipitation of sulfide, arsenic is transferred to a trivalent state and the contact quality of the deposited agent is monitored with the solution to be cleaned, for which a certain set of measures is used, such as supplying countercurrent reactants, mixing the solution, observing certain process parameters, such as mixing speed, concentrations and the ratio of the concentrations of the components in certain time ranges of the process, etc.

Проведенные заявителем патентные исследования выявили из мирового уровня техники решения, аналогичные заявляемому, в которых основополагающей тенденцией является сульфидная очистка мышьяксодержащих растворов. Рассмотрим их и проанализируем на предмет эффективности очистки растворов от мышьяка и, самое главное, безопасности осуществления процесса очистки.The patent studies carried out by the applicant have revealed solutions from the world level of technology similar to the claimed one, in which the sulfide purification of arsenic-containing solutions is a fundamental tendency. Consider them and analyze for the effectiveness of cleaning solutions from arsenic and, most importantly, the safety of the cleaning process.

Известен «Способ извлечения мышьяка (+3) из кислых растворов (см. авт. свид. СССР №1763372, кл. C01G 28/00, 1990), включающий обработку их сульфидным реагентом и последующее отделение осадка образующегося сульфида мышьяка, отличающийся тем, что с целью повышения производительности процесса и содержания мышьяка в осадке при использовании растворов мокрой очистки газов сернокислотного производства, исходный раствор предварительно разбавляют водой в объемном соотношении 1:(0,6-1) соответственно». Как следует из описания изобретения, таким способом обрабатывают растворы, «отобранные в промывном отделении сернокислотного цеха из отстойников системы мокрой очистки газов» и содержащие мышьяк (+3), серную кислоту и сернистый газ.The well-known "Method for the extraction of arsenic (+3) from acidic solutions (see ed. Certificate of the USSR No. 1763372, class C01G 28/00, 1990), including treating them with a sulfide reagent and subsequent separation of the precipitate of arsenic sulfide, characterized in that in order to increase the productivity of the process and the content of arsenic in the sediment when using solutions of wet purification of gases from sulfuric acid production, the initial solution is pre-diluted with water in a volume ratio of 1: (0.6-1), respectively. " As follows from the description of the invention, solutions are treated in this way, "selected in the washing section of the sulfuric acid workshop from the sumps of the wet gas cleaning system" and containing arsenic (+3), sulfuric acid and sulfur dioxide.

В исходный раствор вливают воду, затем вводят сульфидный реагент «и реакционную смесь выдерживают при перемешивании до окончания процесса газообразования». Пульпу с осадком мышьяка сливают и отправляют на отстаивание, а образующийся сероводород возвращают в процесс.Water is poured into the initial solution, then the sulfide reagent is introduced “and the reaction mixture is kept under stirring until the gas formation process is completed”. The pulp with arsenic sediment is drained and sent for sedimentation, and the resulting hydrogen sulfide is returned to the process.

Однако у этого способа есть недостатки:However, this method has disadvantages:

- отсутствует противоток сульфидсодержащего реагента и исходного раствора, что снижает количество и качество контакта реагентов между собой, а значит, и не обеспечивает полного осаждения мышьяка;- there is no countercurrent sulfide-containing reagent and the initial solution, which reduces the quantity and quality of contact of the reactants with each other, and therefore does not provide complete deposition of arsenic;

- для объема в 0,5 литра исходного раствора (как в известном испытуемом способе), возможно, неважны скоростные характеристики перемешивания, однако в промышленном производстве, где идет очистка достаточно больших объемов растворов, обязательно должен быть рассчитан гидродинамический режим перемешивания, обеспечивающий максимальное взаимодействие химических реагентов, а значит, и полноту осаждения мышьяка.- for a volume of 0.5 liters of the initial solution (as in the known test method), the speed characteristics of mixing may be unimportant, however, in an industrial production where sufficiently large volumes of solutions are being purified, a hydrodynamic mixing mode must be calculated that ensures maximum chemical interaction reagents, and hence the completeness of deposition of arsenic.

Наиболее близким к заявляемому является способ очистки растворов от мышьяка осаждением его сульфидсодержащими реагентами, например сернистым натрием, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки и обеспечения техники безопасности, осаждение мышьяка производят в присутствии в растворе сернистого газа (см. авт. свид. СССР №327771, кл. С01В 27/00, 1970). При этом раствор сернистого натрия тонкой струей вводят через трубку, погруженную до дна реактора, при непрерывном перемешивании раствора. В соответствии с зависимым пунктом 2 формулы изобретения осаждение заканчивают при концентрации сернистого газа в растворе не менее 1 г/л. Данный способ принят в качестве прототипа.Closest to the claimed is a method of purification of solutions from arsenic by precipitation with sulfide-containing reagents, for example, sodium sulfide, characterized in that, in order to intensify the purification process and ensure safety, precipitation of arsenic is carried out in the presence of sulfur dioxide in the solution (see Auth. USSR No. 327771, class C01B 27/00, 1970). In this case, the sodium sulfide solution is injected in a thin stream through a tube immersed to the bottom of the reactor with continuous stirring of the solution. In accordance with dependent claim 2, the precipitation is terminated at a sulfur dioxide concentration in the solution of at least 1 g / l. This method is adopted as a prototype.

При осуществлении способа происходит следующее. Очищаемый сернокислый раствор заливают в реактор сверху, а раствор сернистого натрия - противотоком исходному раствору, то есть снизу вверх (благодаря погружению трубки до дна реактора). Происходит контакт осаждающего реагента с очищаемым раствором, и протекают одновременно и параллельно две реакции:When implementing the method, the following occurs. The purified sulfuric acid solution is poured into the reactor from above, and the sodium sulfide solution is countercurrent to the initial solution, that is, from the bottom up (due to the immersion of the tube to the bottom of the reactor). The precipitating reagent comes into contact with the solution to be purified, and two reactions proceed simultaneously and simultaneously:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Идет образование сероводорода, взаимодействие ионов мышьяка с ионами сульфидной серы и образование осадка трисульфида мышьяка. Чтобы не допустить выделение сероводорода в атмосферу и исключить опасные для здоровья людей и окружающей среды условия, авторы известного технического решения предложили производить осаждение мышьяка в присутствии в растворе сернистого газа SO2. Последний должен прореагировать с сероводородом, исключая выделение H2S и попадание его в атмосферу и вызывая образование ряда «других соединений (тиосернистой и политионовой кислот), осаждающих мышьяк в виде сульфида».The formation of hydrogen sulfide, the interaction of arsenic ions with sulfide sulfur ions and the formation of a precipitate of arsenic trisulfide. In order to prevent the release of hydrogen sulfide into the atmosphere and to exclude hazardous conditions for human health and the environment, the authors of the known technical solution proposed the deposition of arsenic in the presence of SO 2 in a solution of sulfur dioxide. The latter should react with hydrogen sulfide, excluding the release of H 2 S and its release into the atmosphere and causing the formation of a number of “other compounds (thiosulfuric and polythionic acids) precipitating arsenic in the form of sulfide”.

Однако возникает техническое противоречие: чтобы не образовывался и не уходил в атмосферу токсичный сероводород, используют сернистый газ, рекомбинирующий сероводород. В то же время сам сернистый газ является токсичным, и предельно допустимая концентрация (ПДК) его в атмосфере, так же, как и ПДК сероводорода в атмосфере, не может превышать 10 мг/м3, то есть один токсичный газ выводится из производственного процесса путем введения в него газа такого же уровня токсичности, который, попав в атмосферу, отравит ее.However, a technical contradiction arises: so that toxic hydrogen sulfide is not formed and does not go into the atmosphere, sulfur dioxide, recombining hydrogen sulfide, is used. At the same time, sulfur dioxide itself is toxic, and its maximum permissible concentration (MPC) in the atmosphere, like that of hydrogen sulfide in the atmosphere, cannot exceed 10 mg / m 3 , that is, one toxic gas is removed from the production process by introducing into it gas of the same level of toxicity, which, once in the atmosphere, will poison it.

В прототипе, как и в предыдущем известном изобретении, отсутствуют гидродинамические параметры перемешивания, что при больших, промышленных, объемах очищаемого от мышьяка раствора не обеспечит высокой эффективности очистки последнего.In the prototype, as in the previous known invention, there are no hydrodynamic mixing parameters, which, with large, industrial volumes of the solution to be purified from arsenic, will not provide high cleaning efficiency of the latter.

Кроме того, существуют трудности организационного характера: поскольку не все промышленные растворы, образующиеся металлургическом производстве, включая и производство цветных металлов, содержат сернистый газ, то необходимо осуществить дополнительно процесс насыщения очищаемого раствора сернистым газом. Для этого проводят либо вдувание в раствор сернистого газа, либо орошение потока сернистого газа раствором. Операция эта длительная, так как скорость растворения сернистого газа невелика и зависит от способа контактирования (вдувание или орошение), от парциального давления газа, дисперсности пузырьков газа, плотности орошения, концентрации примесей в растворе и солесодержания. Во время вдувания газа или орошения его раствором неизбежно выделение части газа в атмосферу, что создает опасные условия труда для обслуживающего персонала;In addition, there are organizational difficulties: since not all industrial solutions formed in the metallurgical industry, including the production of non-ferrous metals, contain sulfur dioxide, it is necessary to carry out an additional process of saturating the solution to be purified with sulfur dioxide. To do this, either blowing sulfur dioxide gas into the solution or irrigating the sulfur dioxide gas stream with a solution is carried out. This operation is long, since the rate of dissolution of sulfur dioxide is small and depends on the contact method (blowing or irrigation), on the partial pressure of the gas, the dispersion of gas bubbles, the density of irrigation, the concentration of impurities in the solution and the salt content. During gas injection or irrigation with a solution, a part of the gas is inevitably released into the atmosphere, which creates dangerous working conditions for staff;

- поддержание заданных концентраций сернистого газа в растворе (5 г/л вначале процесса и 1 г/л в конце его) требуют постоянного контроля этих величин. В настоящее время методы непрерывного контроля концентрации сернистого газа отсутствуют. А значит, отсутствует гарантия достижения в известном способе указанных величин концентрации сернистого газа.- maintaining the given concentrations of sulfur dioxide in the solution (5 g / l at the beginning of the process and 1 g / l at the end of it) require constant monitoring of these values. Currently, there are no continuous monitoring methods for sulfur dioxide concentrations. So, there is no guarantee of achieving in the known method the specified values of the concentration of sulfur dioxide.

Описанные выше обстоятельства создают затруднения в осуществлении известного способа, что опровергает утверждение авторов изобретения по авт. свид. №327771 о простоте осуществления его, а также не исключают выбросы опасного для здоровья людей и для окружающей среды токсичного сернистого газа, то есть не обеспечивается безопасность процесса очистки растворов от мышьяка. И для предотвращения выброса в атмосферу сернистого газа потребуются дополнительные эксплуатационные расходы.The circumstances described above create difficulties in the implementation of the known method, which refutes the claim of the authors of the invention by ed. testimonial. No. 327771 on the simplicity of its implementation, and also do not exclude emissions of toxic sulfur dioxide, which is dangerous for human health and the environment, that is, the process of cleaning solutions from arsenic is not ensured. And to prevent the release of sulfur dioxide into the atmosphere, additional operating costs will be required.

Авторами заявляемого способа были проведены опытно-промышленные исследования способа-прототипа на Среднеуральском медеплавильном заводе, результаты которых подтвердили указанные недостатки и промышленную непригодность его.The authors of the proposed method conducted pilot industrial studies of the prototype method at the Sredneuralskiy smelter, the results of which confirmed these shortcomings and its industrial unsuitability.

Вместо сернистого натрия в качестве сульфидсодержащего реагента был использован гидросульфид натрия. Данный реагент дешевле сернистого натрия, более распространен и доступен и по химической активности при взаимодействии с As (+3) не уступает сернистому натрию.Instead of sodium sulfide, sodium hydrosulfide was used as a sulfide-containing reagent. This reagent is cheaper than sodium sulfide, more widespread and accessible, and in chemical activity when interacting with As (+3) is not inferior to sodium sulfide.

Перед специалистами стояла задача создания такого технического решения, реализация которого позволила бы обеспечить протекание реакции получения трисульфида мышьяка, но при этом исключить образование сероводорода, то есть очистить раствор от мышьяка безопасно и без дополнительных затрат.The specialists were faced with the task of creating such a technical solution, the implementation of which would allow the reaction to obtain arsenic trisulfide to occur, but at the same time to eliminate the formation of hydrogen sulfide, that is, to clear the solution from arsenic safely and without additional costs.

Указанная задача решена в предлагаемом для экспертизы изобретении. Оно, как и прототип, основано на осаждении мышьяка из раствора сульфидсодержащим реагентом и включает подачу сульфидсодержащего реагента в очищаемый раствор снизу вверх с одновременным перемешиванием.The specified problem is solved in the proposed invention for examination. It, like the prototype, is based on the precipitation of arsenic from a solution by a sulfide-containing reagent and includes the supply of sulfide-containing reagent into the solution to be purified from the bottom up with simultaneous stirring.

От прототипа заявляемый способ отличается тем, что подают сульфидсодержащий реагент с удельным массовым расходом не более 1,5 кг S2- в час на 1 кг As3+ в очищаемом растворе, гидродинамический режим перемешивания поддерживают в интервале чисел Рейнольдса 600-6000, а осаждение мышьяка производят до остаточной концентрации его в растворе не ниже 0,03 г/дм3 и прекращают подавать сульфидсодержащий реагент при достижении значения окислительно-восстановительного потенциала раствора (Red OX-потенциала) в точке перегиба кривой на диаграмме, отражающей зависимость расхода сульфидсодержащего реагента от концентрации мышьяка в растворе.The inventive method differs from the prototype in that it supplies a sulfide-containing reagent with a specific mass flow rate of not more than 1.5 kg S 2- per hour per 1 kg of As 3+ in the solution to be cleaned, the hydrodynamic mixing mode is maintained in the range of Reynolds numbers 600-6000, and deposition arsenic is produced to a residual concentration in the solution of not less than 0.03 g / dm 3 and the sulfide-containing reagent is stopped feeding when the value of the redox potential of the solution (Red OX potential) is reached at the inflection point of the curve in the diagram, which reflects the consumption rate of sulfide-containing reagent on the concentration of arsenic in the solution.

Заявляемое изобретение соответствует всем критериям патентоспособности.The claimed invention meets all the criteria of patentability.

Оно обладает новизной, так как из уровня техники заявителем не выявлены технические решения, характеризуемые такой же совокупностью признаков, о чем свидетельствует приведенный анализ известных способов.It has novelty, since the applicant has not identified technical solutions from the prior art that are characterized by the same set of features, as evidenced by the above analysis of known methods.

Заявляемый способ промышленно применим. И сам способ в целом, и отдельные действия и операции способа выполнимы и воспроизводимы, ничто в предлагаемом техническом решении не противоречит и не мешает использованию предлагаемого изобретения в промышленном производстве с достижением ожидаемого технического результата.The inventive method is industrially applicable. And the method as a whole, and individual actions and operations of the method are feasible and reproducible, nothing in the proposed technical solution does not contradict and does not interfere with the use of the invention in industrial production with the achievement of the expected technical result.

Предлагаемое для патентной экспертизы техническое решение имеет изобретательский уровень, так как оно не следует для специалиста явным образом из уровня техники. При проведении патентных исследований не были выявлены решения, имеющие такую же совокупность существенных признаков, как и заявляемое решение, а также не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа.The technical solution proposed for patent examination has an inventive step, since it does not follow explicitly from the prior art for a specialist. When conducting patent research, no solutions were identified that have the same set of essential features as the claimed solution, and no solutions have been identified that have signs that match the distinctive features of the proposed method.

Приведенные ниже описание заявляемого способа и осуществления его, а также возникающие при этом преимущества - подтверждение тому.The following description of the proposed method and its implementation, as well as the resulting benefits, is confirmation of this.

Пример. Для осуществления (испытания) заявляемого способа очистки осаждением мышьяка сульфидсодержащим реагентом были использованы:Example. To implement (test) the proposed method for purification by precipitation of arsenic with a sulfide-containing reagent, the following were used:

- в качестве очищаемого раствора - сернокислый мышьякосодержащий раствор с соотношением концентраций серной кислоты и мышьяка, равным 2 и более;- as a purified solution - arsenic sulfate solution with a concentration ratio of sulfuric acid and arsenic equal to 2 or more;

- в качестве сульфидсодержащего агента - гидросульфид натрия NaHS, предварительно разбавленный водой до концентрации сульфидной серы 80-120 г/дм3.- as a sulfide-containing agent - sodium hydrosulfide NaHS, previously diluted with water to a concentration of sulfide sulfur of 80-120 g / DM 3 .

Сернокислый мышьякосодержащий раствор заливали сверху в герметичный реактор, оборудованный расположенной вблизи дна мешалкой, например лопастной, коммуникациями для подачи растворов, слива пульпы и приборами контроля и автоматизации. Через патрубок, расположенный в нижней части реактора, подавали гидросульфид натрия, который, выходя из выпускного отверстия патрубка, двигался по спирали снизу вверх. При этом сульфидсодержащий реагент подавали с удельным массовым расходом не более 1,5 кг S2- в час на 1 кг As3+ в очищаемом растворе (или 1,5 г сульфидной серы в час на 1 г мышьяка в растворе). Экспериментально установлено, что бессероводородный режим осаждения ионов мышьяка в виде его трисульфида поддерживается при заданной подаче сульфидсодержащего реагента. Это более чем в два раза превышает стехиометрический расход, равный 0,64 г на 1 г мышьяка, определяемый из соотношения молекулярных масс.Arsenic sulfate solution was poured from above into a sealed reactor equipped with a stirrer located near the bottom, for example a paddle, communications for supplying solutions, draining the pulp and control and automation devices. Sodium hydrosulfide was fed through a nozzle located in the lower part of the reactor, which, leaving the outlet of the nozzle, moved in a spiral from the bottom up. In this case, the sulfide-containing reagent was supplied with a specific mass flow rate of not more than 1.5 kg S 2- per hour per 1 kg of As 3+ in the solution to be purified (or 1.5 g of sulfide sulfur per hour per 1 g of arsenic in the solution). It was experimentally established that the hydrogen-free mode of deposition of arsenic ions in the form of its trisulfide is maintained at a given supply of a sulfide-containing reagent. This is more than twice the stoichiometric flow rate equal to 0.64 g per 1 g of arsenic, determined from the ratio of molecular weights.

Одновременно с подачей гидросульфида натрия включали мешалку для перемешивания исходного раствора с раствором гидросульфида натрия. При перемешивании поддерживали гидродинамический режим в интервале чисел Рейнольдса 600-6000. Гидросульфид натрия совершал сложное движение в слое исходного раствора, а именно одновременное перемещение вверх и радиально от центра реактора к периферии. Такое перемещение сульфидсодержащего реагента в слое сернокислого мышьяксодержащего раствора обусловливало высокую частоту контакта S2- с As3+, a поддержание гидродинамического режима в заявленном интервале чисел Рейнольдса обеспечивало равномерное распределение сульфидной серы в объеме раствора, что давало ей возможность и время прореагировать только с ионами мышьяка.Simultaneously with the supply of sodium hydrosulfide, a stirrer was switched on to mix the initial solution with sodium hydrosulfide solution. With stirring, the hydrodynamic regime was maintained in the range of Reynolds numbers 600-6000. Sodium hydrosulfide made a complex movement in the layer of the initial solution, namely, the simultaneous movement up and radially from the center of the reactor to the periphery. Such a movement of a sulfide-containing reagent in a layer of an arsenic sulfate solution resulted in a high contact frequency of S 2– with As 3+ , while maintaining the hydrodynamic regime in the claimed range of Reynolds numbers ensured a uniform distribution of sulfide sulfur in the solution volume, which allowed it to react only with arsenic ions .

Как показали испытания, при числе Рейнольдса ниже 600 не обеспечивается равномерное распределение и перемешивание сернистого натрия во всем объеме раствора, образуется местное пересыщение, где удельный массовый расход сульфидной серы превышает заданную норму 1,5 кг S2- в час на 1 кг мышьяка (3+) в очищаемом растворе, и излишняя сера реагирует с серной кислотой, что приводит к нежелательному выделению сероводорода. А при числе Рейнольдса более 6000 происходит вспенивание раствора и вынос сульфидсодержащего реагента на поверхность раствора, что опять-таки приводит к выделению сероводорода. При числах Рейнольдса в заявленном интервале выделение сероводорода не происходит, так как не образуется ни мест пересыщения, ни выбросов сульфидсодержащего реагента на поверхность раствора, а значит, отсутствует и процесс образования сероводорода.As tests have shown, with a Reynolds number below 600, uniform distribution and mixing of sodium sulfide in the entire solution volume is not ensured, local supersaturation is formed, where the specific mass consumption of sulfide sulfur exceeds a predetermined norm of 1.5 kg S 2- per hour per 1 kg of arsenic (3 +) in the solution to be purified, and excess sulfur reacts with sulfuric acid, which leads to undesirable release of hydrogen sulfide. And when the Reynolds number is more than 6000, the solution foams and the sulfide-containing reagent is removed to the surface of the solution, which again leads to the release of hydrogen sulfide. At Reynolds numbers in the declared interval, hydrogen sulfide is not released, since neither supersaturation sites nor sulfide-containing reagent emissions are formed on the solution surface, which means that there is no process for the formation of hydrogen sulfide.

Осаждение мышьяка производили до остаточной концентрации мышьяка в растворе до ~0.03 г/дм3 (и не ниже). Поскольку скорость химической реакции образования трисульфида мышьяка зависит от концентрации мышьяка в растворе, было изучено ее влияние на выделение сероводорода. Это позволило определить критическую концентрацию мышьяка в растворе, при которой, несмотря на поддержание других параметров в оптимальных интервалах, происходит неизбежное выделение сероводорода. Одновременно отслеживали процесс подачи заданного количества сульфидсодержащего реагента и окончание реакции взаимодействия ионов сульфидной серы и ионов мышьяка по графической кривой линии на диаграмме, отражающей изменения окислительно-восстановительного потенциала (Red OX потенциала) и концентрации мышьяка в растворе от расхода сульфидной серы. Как только происходило резкое изменение значения указанного потенциала в сторону уменьшения его, прекращали подавать сульфидсодержащий реагент. На вычерчиваемой самописцем графической кривой линии этот момент отражен точкой перегиба (см. чертеж). Испытания заявляемого способа доказали, что именно в момент возникновения скачка окислительно-восстановительного потенциала зафиксировано значение концентрации мышьяка в растворе 0,03 г/дм3, а при значениях ниже этой величины происходило выделение сероводорода, что можно объяснить недостаточностью в растворе мышьяка для взаимодействия с сернистым натрием в заявленном количестве. Присутствие избытка сернистого натрия в растворе вызовет взаимодействие сернистого натрия с серной кислотой с выделением токсичного сероводорода.Arsenic was precipitated to a residual concentration of arsenic in solution up to ~ 0.03 g / dm 3 (and not lower). Since the rate of the chemical reaction of arsenic trisulfide formation depends on the concentration of arsenic in the solution, its effect on the release of hydrogen sulfide was studied. This made it possible to determine the critical concentration of arsenic in the solution, at which, despite maintaining other parameters at optimal intervals, the inevitable release of hydrogen sulfide occurs. At the same time, the process of supplying a given amount of sulfide-containing reagent and the end of the reaction of the interaction of sulfide sulfur ions and arsenic ions were monitored by a graphical line in the diagram that reflects the changes in the redox potential (Red OX potential) and the concentration of arsenic in solution from the consumption of sulfide sulfur. As soon as there was a sharp change in the value of the indicated potential in the direction of decreasing it, the sulfide-containing reagent was stopped. On the graphical curve of the line drawn by the recorder, this moment is reflected by the inflection point (see drawing). Tests of the proposed method proved that it was at the time of the jump in the redox potential that the concentration of arsenic in the solution was 0.03 g / dm 3 , and at values below this value, hydrogen sulfide was released, which can be explained by the insufficiency in the solution of arsenic to interact with sulfur sodium in the declared amount. The presence of an excess of sodium sulfide in the solution will cause the interaction of sodium sulfide with sulfuric acid with the release of toxic hydrogen sulfide.

Результаты лабораторных экспериментов и опытно-промышленных исследований приведены в таблицах 1, 2 и 3.The results of laboratory experiments and pilot studies are shown in tables 1, 2 and 3.

По окончании процесса была получена пульпа с осадком трисульфида мышьяка. Пульпу отстаивали и фильтровали. Полученный осадок промывали и анализировали. Осадок был отнесен ко второму классу опасности и для перевода его в безопасное для окружающей среды состояние его подвергают обработке по известной технологии путем подсушки, прессования в брикеты и нанесения слоя битума на поверхность брикетов с получением осадка четвертого класса опасности, который можно складировать в земляных траншеях с глиняной изоляцией.At the end of the process, a pulp with a precipitate of arsenic trisulfide was obtained. The pulp was defended and filtered. The resulting precipitate was washed and analyzed. Sludge was assigned to the second hazard class and, in order to transfer it to a state that is safe for the environment, it is processed according to the known technology by drying, pressing into briquettes and applying a layer of bitumen on the surface of the briquettes to obtain a sludge of the fourth hazard class, which can be stored in earth trenches with clay insulation.

На стадии сульфидной очистки, например, при исходной концентрации мышьяка в растворе 4000 мг/дм3 и после очистки, равной 30 мг/дм3, степень очистки от мышьяка составляет 99,25%.At the stage of sulfide purification, for example, when the initial concentration of arsenic in the solution is 4000 mg / dm 3 and after purification equal to 30 mg / dm 3 , the degree of purification from arsenic is 99.25%.

По результатам химического анализа содержание мышьяка в осветленном растворе после сульфидной очистки составляет 30 мг/дм3, и он может быть напрямую использован в системе оборотного водоснабжения цеха (завода), например, для промывки мокрых электрофильтров, брызго- и туманоуловителей, или подвергнут доочистке известными методами, например нейтрализацией до рН 8,5 известковым молоком с получением очищенного нейтрального раствора и гипсосодержащего осадка.According to the results of a chemical analysis, the arsenic content in the clarified solution after sulfide treatment is 30 mg / dm 3 , and it can be directly used in the recycling water supply system of the workshop (plant), for example, for washing wet electrostatic precipitators, spray and mist eliminators, or subjected to purification with known by methods, for example, by neutralization to a pH of 8.5 with milk of lime to obtain a purified neutral solution and gypsum-containing precipitate.

Таким образом, осуществление способа в соответствии с формулой изобретения обеспечило осаждение мышьяка в виде сульфида - наименее токсичной для людей и окружающей атмосферы форме. Заявленная технология безопасна для обслуживающего персонала, так как при ее осуществлении исключено выделение токсичных сернистого газа и сероводорода.Thus, the implementation of the method in accordance with the claims ensured the deposition of arsenic in the form of sulfide - the least toxic form for people and the atmosphere. The claimed technology is safe for service personnel, since its implementation excludes the release of toxic sulfur dioxide and hydrogen sulfide.

Все указанные преимущества обеспечивают безопасный процесс осаждения мышьяка при очистке растворов, его содержащих, и не требуют дополнительных затрат на исключение выбросов токсичных газов в атмосферу.All these advantages provide a safe process of deposition of arsenic when cleaning solutions containing it, and do not require additional costs to exclude emissions of toxic gases into the atmosphere.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000005
Figure 00000006

Claims (1)

Способ очистки растворов от мышьяка осаждением его сульфидсодержащим реагентом, включающий подачу сульфидсодержащего реагента в очищаемый раствор снизу вверх с одновременным перемешиванием, отличающийся тем, что подают сульфидсодержащий реагент с удельным массовым расходом не более 1,5 кг (S2-) в час на 1 кг (As3+ ) в очищаемом растворе, гидродинамический режим перемешивания поддерживают в интервале чисел Рейнольдса 600-6000, причем осаждение мышьяка производят до остаточной концентрации его в растворе не ниже 0,03 г/дм3, а подачу сульфидсодержащего реагента прекращают при достижении значения окислительно-восстановительного потенциала раствора в точке перегиба кривой на диаграмме, отражающей зависимость расхода сульфидсодержащего реагента от концентрации мышьяка в растворе.A method of purifying solutions from arsenic by precipitation with a sulfide-containing reagent, including supplying a sulfide-containing reagent into the solution to be purified from the bottom up with simultaneous stirring, characterized in that the sulfide-containing reagent is supplied with a specific mass flow rate of not more than 1.5 kg (S 2- ) per hour per 1 kg (as 3+) in the cleaning solution, the hydrodynamic mixing mode is maintained in the range of Reynolds numbers 600-6000, the deposition to produce a residual arsenic concentration in the solution is not lower than 0.03 g / dm 3, and feeding sulfidsoderzh present reagent is stopped when the value of the redox potential of the solution at the inflection point in the graph curve reflecting the dependence of the flow of reagent from the arsenic sulfide-concentration in the solution.
RU2006115998/15A 2006-05-10 2006-05-10 Method of cleaning arsenic-polluted solvents RU2312820C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115998/15A RU2312820C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Method of cleaning arsenic-polluted solvents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115998/15A RU2312820C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Method of cleaning arsenic-polluted solvents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2312820C1 true RU2312820C1 (en) 2007-12-20

Family

ID=38917161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115998/15A RU2312820C1 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Method of cleaning arsenic-polluted solvents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2312820C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9243307B2 (en) Method and apparatus for removing and recovering copper from copper-containing acidic waste liquid and method for producing copper-containing substance
CN104003554B (en) A kind of spent acid refining plant and technique
US4943377A (en) Method for removing dissolved heavy metals from waste oils, industrial wastewaters, or any polar solvent
CN107213774A (en) A kind of flue gas desulfurization and resource utilization method based on smelting mine tailings
CN106882884A (en) A kind of method of chlorion in recycling waste water
US5372726A (en) Compound for the treatment of water polluted with metal ions, process for its production and application
JP5215111B2 (en) Method and apparatus for recovering copper from acidic waste liquid containing copper
CN109641766A (en) For handling and repairing the composition and method of aqueous wash streams
CN106938866A (en) A kind of desulfurization wastewater resource utilization system and method
US5462670A (en) Process for removing oils and greases from aqueous solution
CN102730880A (en) Method for treating arsenic-containing wastewater with high acidity from zinc smelting
CN111470601A (en) Method for preparing flocculant by utilizing cold-rolled oil sludge
RU2312820C1 (en) Method of cleaning arsenic-polluted solvents
CN1351898A (en) Process for treating waste gas containing SO2
CZ23599A3 (en) Process and apparatus for removing gaseous elementary mercury from gas
Ahmad et al. Treatment of sulfidic wastewater using iron salts
JP4014679B2 (en) Wastewater treatment method
CN209619062U (en) A kind of sulfur-containing waste water processing system
CN208583141U (en) A kind of wastewater minimisation processing unit and castoff burning processing system
CN112159017A (en) Device and method for treating and comprehensively utilizing small-particle oil shale retorting wastewater
RU2099291C1 (en) Method and installation for removing arsenic from acid waste waters
CN106746065A (en) A kind of method for the treatment of electroplating wastewater by microwave
CN206735967U (en) A kind of desulfurization wastewater resource utilization system
CN109437316A (en) A kind of preparation method of nanometer level superfine iron zinc composite oxide material
JP3504427B2 (en) Exhaust gas desulfurization method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110511