RU2497759C2 - Method of purifying industrial sewages from heavy metals - Google Patents

Method of purifying industrial sewages from heavy metals Download PDF

Info

Publication number
RU2497759C2
RU2497759C2 RU2011139274/05A RU2011139274A RU2497759C2 RU 2497759 C2 RU2497759 C2 RU 2497759C2 RU 2011139274/05 A RU2011139274/05 A RU 2011139274/05A RU 2011139274 A RU2011139274 A RU 2011139274A RU 2497759 C2 RU2497759 C2 RU 2497759C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sewages
heavy metals
industrial
peat
wastewater
Prior art date
Application number
RU2011139274/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011139274A (en
Inventor
Анна Александровна Богуш
Владимир Георгиевич Воронин
Геннадий Никитович Аношин
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ 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 Учреждение Российской академии наук Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН)
Priority to RU2011139274/05A priority Critical patent/RU2497759C2/en
Publication of RU2011139274A publication Critical patent/RU2011139274A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497759C2 publication Critical patent/RU2497759C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be applied at enterprises of ferrous and non-ferrous metallurgy, chemical industry for purification of industrial sewages, for example, for extraction of heavy metals from acid and subacid sewages with high content of heavy metals. To realise the method processing of sewages with liquid alkaline peat-humic preparation is performed with its ratio to solution of industrial sewages from 1:100 to 1:1000. Formed sediment of metal-organic complexes is separated from purified technogenic solutions and subjected to thermal enrichment of sediment by annealing at temperature 450-600°C.
EFFECT: ensuring effective purification of industrial sewages from ecologically dangerous elements - heavy metals and extraction of useful components, ie realising complex industrial recycling of industrial sewages.
2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии и очистки производственных сточных вод, в частности к способам очистки и извлечения тяжелых металлов из кислых и слабокислых промышленных сточных вод с высоким содержанием тяжелых металлов, и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии, химической промышленности и других отраслей промышленности.The invention relates to the field of metallurgy and purification of industrial wastewater, in particular to methods for purification and extraction of heavy metals from acidic and slightly acidic industrial wastewater with a high content of heavy metals, and can be used in enterprises of ferrous and non-ferrous metallurgy, chemical industry and other industries .

Для снижения техногенного влияния отходов горнодобывающей и перерабатывающей промышленности используются различные реагенты, такие как карбонатные породы, активированный уголь, цеолиты, сода, гидроксиды железа, золы ТЭЦ, целлюлоза, гуминовые кислоты, гуматы калия и аммония и др. [Chockalingam E., Subramanian S. - Chemosphere, 2006, 62, 699-708; Cravotta C.A., Ward S.J. -.Mine Water Environ. 2008, 27, 67-85; Gabr M.A., Bowders J.J. - J Hazard Mater, 2000, 76, 251-263; Kumar Vadapalli V.R. et al. - S Afr J Sci, 2008, 104: 317-324; Lee et al. - Chemosphere, 2004, 56, 571-581; Nogueira da Silveira A. et al. - Int J Miner Process, 2009, 93, 103-109; Perrez-Lorpez R. et al. - Chemosphere, 2007, 67, 1637-1646; Ri'os et al. - J Hazard Mater, 2008, 156, 23-35; Патент JP 52-29996, опубл. 05.08.77, B01D 15/00; Патент SU 1758023, опубл. 30.08.92 C02F 1/62], разного рода экраны [Sergeev V.I. et al. - Wat Sci Tech, 1996, 34(7-8), 383-387; Дончева А.В., Покровский С.Г. - Основы экологических технологий производства / М.: Издательство МГУ,1999, 108 с.; Maximovich N.G., Blinov S.M. - Proc, 7th International Congress of the Assoc of Engineering Geology, Lisboa, Portugal, 1994, 3159-3164; Maximovich N.G. et al. - Proc. Conf on Protection of Groundwater from Pollution and Seawater Intrusion, Bari, Italy, 1999, 14. и др.) и микробные сообщества (Benner S.G. et al. - Chem Geol, 1999, 169, 435-448; Sandstrom A. et al. - Inter J Miner Process, 2001, 62, 309-320 и др.], которые не всегда оказываются эффективными. Например, очень многие методы утилизации отходов связаны с введением химических реагентов в растворы сточных вод и доведением рН до значений, при которых из растворов выпадают гидроксиды тяжелых металлов. Осадок из гидроксидов тяжелых металлов и примесей реагентов иногда утилизируется путем спекания его со стеклом и обжига с керамической массой, так как без обработки осадков при изменении pH тяжелые металлы переходят в подвижные формы, загрязняя окружающую среду. К сожалению, известно, что для тяжелых металлов в принципе не существует надежных механизмов самоочищения. Эти элементы лишь перераспределяются из одного природного резервуара в другой [Мур Дж.В., Рамамурти С. - Тяжелые металлы в природных водах / Москва: Мир, 1987, 250 с.]. Основным недостатком методов очистки промышленных стоков является то, что в конечном итоге образуются новые отходы, например осадки гидроксидов тяжелых металлов, которые также необходимо утилизировать.Various reagents, such as carbonate rocks, activated carbon, zeolites, soda, iron hydroxides, cogeneration ash, cellulose, humic acids, humates of potassium and ammonium, etc. are used to reduce the anthropogenic impact of mining and processing waste products [Chockalingam E., Subramanian S .- Chemosphere, 2006, 62, 699-708; Cravotta C.A., Ward S.J. -.Mine Water Environ. 2008, 27, 67-85; Gabr M.A., Bowders J.J. - J Hazard Mater, 2000, 76, 251-263; Kumar Vadapalli V.R. et al. - S Afr J Sci, 2008, 104: 317-324; Lee et al. - Chemosphere, 2004, 56, 571-581; Nogueira da Silveira A. et al. - Int J Miner Process, 2009, 93, 103-109; Perrez-Lorpez R. et al. - Chemosphere, 2007, 67, 1637-1646; Ri'os et al. - J Hazard Mater, 2008, 156, 23-35; JP 52-29996, publ. 08/05/77, B01D 15/00; Patent SU 1758023, publ. 08/30/92 C02F 1/62], various screens [Sergeev V.I. et al. - Wat Sci Tech, 1996, 34 (7-8), 383-387; Doncheva A.V., Pokrovsky S.G. - Fundamentals of environmental production technologies / M.: Publishing house of Moscow State University, 1999, 108 pp .; Maximovich N.G., Blinov S.M. - Proc, 7th International Congress of the Assoc of Engineering Geology, Lisboa, Portugal, 1994, 3159-3164; Maximovich N.G. et al. - Proc. Conf on Protection of Groundwater from Pollution and Seawater Intrusion, Bari, Italy, 1999, 14. et al.) And microbial communities (Benner SG et al. - Chem Geol, 1999, 169, 435-448; Sandstrom A. et al. - Inter J Miner Process, 2001, 62, 309-320, etc.], which are not always effective, for example, many waste disposal methods involve introducing chemicals into wastewater solutions and adjusting the pH to values from which the solutions heavy metal hydroxides precipitate.The precipitate from heavy metal hydroxides and impurities of reagents is sometimes disposed of by sintering it with glass and firing with ceramic mass since without treatment of precipitation, when changing pH, heavy metals transform into mobile forms, polluting the environment. Unfortunately, it is known that for heavy metals in principle there are no reliable self-cleaning mechanisms. These elements are only redistributed from one natural reservoir to another [Mur J .V., Ramamurti S. - Heavy metals in natural waters / Moscow: Mir, 1987, 250 pp.]. The main disadvantage of industrial wastewater treatment methods is that eventually new waste is generated, such as precipitation of heavy metal hydroxides, which also need to be disposed of.

В связи с этим наиболее перспективным является извлечение цветных металлов и железа из кислых сточных вод, как с экономической, так и с экологической точки зрения. В настоящее время извлечение цветных металлов из шахтных вод проводится методами цементации и экстракции с последующим электролизом [Bunce N.J et al. - Water Res., 2001, 35 (18), 4410-4416 и др.], сорбционным выщелачиванием на ионообменных смолах [Ласкорин Б.Н. И др. - Безотходная технология в промышленности / М.: Стройиздат, 1986, - 160 с.], сорбцией на целлюлозосодержащих сорбентах [патент RU 2351548, опубл. 10.04.2009, C02F 1/62], использованием осадка нанокристаллов акаганеита [патент RU 2323988, опубл. 27.09.2005, C22B 30/04].In this regard, the most promising is the extraction of non-ferrous metals and iron from acidic wastewater, both from an economic and environmental point of view. Currently, the extraction of non-ferrous metals from mine water is carried out by cementation and extraction methods followed by electrolysis [Bunce N.J et al. - Water Res., 2001, 35 (18), 4410-4416 and others], sorption leaching on ion-exchange resins [Laskorin B.N. And others. Non-waste technology in industry / M .: Stroyizdat, 1986, - 160 p.], Sorption on cellulose-containing sorbents [patent RU 2351548, publ. 04/10/2009, C02F 1/62], using a precipitate of acaganeite nanocrystals [patent RU 2323988, publ. 09/27/2005, C22B 30/04].

Универсальным сорбентом для всех типов тяжелых металлов в катионной форме являются гуминовые кислоты, так как образуют прочные соединения с ионами металлов и, следовательно, могут выступать как мощные поглотители [Орлов Д.С.Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. / Москва: Изд-во МГУ, 1990; Варшал Г.М. и др. / Гуминовые вещества в биосфере, 1993, с.97-117; Банникова Л.А. Органическое вещество в гидротермальном рудообразовании / М.: Наука, 1990, 207 с; Перминова И.В. - Химия и жизнь, 2008, 1, с.51-55; Холин Ю.В. - UNIVERSITATES Journal, Украина, Харьков, 2001, 4, с.21-25. и др.]. Экотоксиканты необратимо связываются с функциональными группами гуминовых кислот (карбоксильные, гидроксильные, карбонильные, амидные и др.), образуя твердую фазу органических комплексов. В дальнейшем возможна сорбция остаточных катионов на развитой поверхности коллоидов по активным центрам. Так например, известен способ нейтрализации и очистки сточных вод [патент RU 2174107 опубликован 27.09.2001, C02F 1/66], в котором очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов одного вида с большой концентрацией, проводят в два этапа, при этом на первом этапе сточные воды обрабатывают торфощелочным реагентом при массовом соотношении ионов тяжелых металлов одного вида к торфощелочному реагенту как 1-(1-1.3), в котором торфощелочной реагент представляет собой фильтратный раствор едкого натра, пропущенный через гранулы торфа. Далее обработанные сточные воды перемешивают и отстаивают до pH 6.4-6.95, а на втором этапе их обрабатывают известковым молоком до pH 8.75-9.25, при перемешивании и отстаивании с отделением образовавшегося осадка и с последующим обесцвечиванием. Недостатком данного способа является то, что соотношение ионов тяжелых металлов одного вида к торфощелочному реагенту =1-(1-1.3) достаточно велико, что может привести к загрязнению стоков органическими соединениями, например, фульвокислотами. Также использование едкого натра в больших количествах для получения торфощелочного реагента или использование высоких соотношений реагент/сточные воды может привести к загрязнению вод натрием. Самое главное то, что в данном способе экологическая проблема не решается полностью, так как образовавшийся осадок необходимо утилизировать. Известен способ получения шламов очистки, содержащих металлы сточных вод, заключающийся в нейтрализации кислых вод щелочными водами с pH 10-12 до pH 6.0-8.5 в которые вводят гуминовые кислоты сапропелей и торфа, образующийся шлам хелатных соединений металлов сушат при температуре не выше 150°С и полученный рыхлый продукт прессуют при комнатной температуре под давлением, обеспечивающим получение брикета [патент RU 2096349, опубл.: 20.11.1997, C02F 11/12, C02F 1/62]. Получающийся шлам не содержит ядовитые гидрооксиды металлов, так как в процессе нейтрализации кислых вод, содержащих металлы, образуется вода и шлам из хелатных (внутрикомплексных) соединений. Многоатомная молекула хелатного соединения с симметрично расположенными функциональными группами малополярна и характеризуется слабой межмолекулярной связью, что делает высушенный шлам рыхлым и прессуемым в брикеты. Это позволяет организовать эффективное хранение шлама в складских помещениях, предназначенных для хранения химреактивов, исключив загрязнение окружающей среды. Такое хранение является более эффективными по сравнению с захоронением шламов-гидрооксидов металлов, занимающих большие земельные участки и создающих опасность загрязнения окружающей среды. Но опять же в данном способе образуются отходы (шламы) для которых необходимы хранилища. Известен гумино-минеральный реагент из природных гумитов и каустобиолитов угольного ряда, содержащий гуминовые кислоты и соли гуминовых кислот, используемый для детоксикации отходов добычи и переработки полезных ископаемых и утилизации полученных осадков [патент RU 2233293, МПК: C02F 1/54, опубл. 27.07.2004]. При очистке сточных вод с использованием данного реагента происходит связывание ионов тяжелых металлов гуминовыми кислотами и гуматами по типу ионного обмена с образованием водонерастворимых соединений. Затем вводят гидроокись кальция, при этом гуматы и водорастворимые гуминовые кислоты взаимодействуют с кальцием и образуют водонерастворимый гумат кальция, который профильтровывает воду и выводит из нее загрязненные примеси. Обработанную воду отстаивают, воду отводят, а осадок удаляют и обезвоживают. Обезвоженный осадок сжигают при температуре 800°С, при этой температуре разлагаются гуминовые вещества без образования вредных соединений. Обезвоженный осадок компостируют и получают ценное удобрение. Недостатком данного способа, как и предыдущих, является довольно высокое количество гумино-минерального реагента (1-7% от массы сточных вод) вводимого в сточные воды. Кроме того, при температуре 800°С возможно вторичное загрязнение окружающей среды летучими при таких высоких температурах вредными примесями. Таким образом данный метод также не решает полностью экологическую проблему.Humic acids are a universal sorbent for all types of heavy metals in cationic form, since they form strong compounds with metal ions and, therefore, can act as powerful absorbers [Orlov DS, Humic acids of soils and the general theory of humification. / Moscow: Publishing House of Moscow State University, 1990; Varshal G.M. and others / Humic substances in the biosphere, 1993, p.97-117; Bannikova L.A. Organic matter in hydrothermal ore formation / M .: Nauka, 1990, 207 s; Perminova I.V. - Chemistry and life, 2008, 1, p. 51-55; Kholin Yu.V. - UNIVERSITATES Journal, Ukraine, Kharkov, 2001, 4, p.21-25. and etc.]. Ecotoxicants irreversibly bind to the functional groups of humic acids (carboxylic, hydroxyl, carbonyl, amide, etc.), forming the solid phase of organic complexes. In the future, sorption of residual cations on the developed surface of colloids by active centers is possible. For example, a known method of neutralization and wastewater treatment [patent RU 2174107 published 09/27/2001, C02F 1/66], in which wastewater from heavy metal ions of one type with a high concentration, is carried out in two stages, with the first stage waste water is treated with a peat-alkaline reagent with a mass ratio of heavy metal ions of the same type to a peat-alkaline reagent as 1- (1-1.3), in which the peat-alkaline reagent is a filtrate solution of caustic soda, passed through peat granules. Next, the treated wastewater is mixed and sedimented to a pH of 6.4–6.95, and in the second stage they are treated with milk of lime to a pH of 8.75–9.25, with stirring and settling, with the separation of the precipitate formed and subsequent discoloration. The disadvantage of this method is that the ratio of heavy metal ions of the same type to peat-alkaline reagent = 1- (1-1.3) is large enough, which can lead to pollution of effluents with organic compounds, for example, fulvic acids. Also, the use of caustic soda in large quantities to produce a peat-alkaline reagent or the use of high ratios of reagent / waste water can lead to sodium pollution of the water. The most important thing is that in this method the environmental problem is not completely solved, since the precipitate must be disposed of. A known method of producing treatment sludge containing wastewater metals, which consists in neutralizing acidic waters with alkaline waters with a pH of 10-12 to a pH of 6.0-8.5 into which humic acids of sapropels and peat are introduced, the resulting slurry of metal chelating compounds is dried at a temperature of no higher than 150 ° C and the obtained friable product is pressed at room temperature under pressure, providing a briquette [patent RU 2096349, publ.: 20.11.1997, C02F 11/12, C02F 1/62]. The resulting sludge does not contain toxic metal hydroxides, since in the process of neutralization of acidic waters containing metals, water and sludge are formed from chelated (intra-complex) compounds. A polyatomic molecule of a chelate compound with symmetrically located functional groups is not polar and has a weak intermolecular bond, which makes dried sludge loose and pressed into briquettes. This allows you to organize the effective storage of sludge in warehouses intended for the storage of chemicals, eliminating environmental pollution. Such storage is more efficient than the disposal of metal hydroxide sludge, occupying large land plots and creating a risk of environmental pollution. But again, this method generates waste (sludge) for which storage is needed. Known gum-mineral reagent from natural humites and caustobioliths of a coal series, containing humic acids and salts of humic acids, used for detoxification of waste mining and processing of minerals and disposal of precipitation [patent RU 2233293, IPC: C02F 1/54, publ. 07/27/2004]. When treating wastewater using this reagent, heavy metal ions are bound by humic acids and humates according to the type of ion exchange with the formation of water-insoluble compounds. Then calcium hydroxide is introduced, while humates and water-soluble humic acids interact with calcium and form a water-insoluble calcium humate, which filters the water and removes contaminated impurities from it. The treated water is defended, the water is drained, and the precipitate is removed and dehydrated. The dehydrated sludge is burned at a temperature of 800 ° С, at this temperature humic substances decompose without the formation of harmful compounds. The dehydrated sludge is composted and valuable fertilizer obtained. The disadvantage of this method, as well as the previous ones, is a rather high amount of a humic-mineral reagent (1-7% by weight of wastewater) introduced into the wastewater. In addition, at a temperature of 800 ° C, secondary pollution of the environment with harmful impurities volatile at such high temperatures is possible. Thus, this method also does not completely solve the environmental problem.

Авторами настоящего изобретения ранее был разработан метод очистки кислых сточных вод горнодобывающей промышленности с использованием торфо-гуминового препарата. При помощи методов химического, механохимического и баротермического воздействий на торф получают щелочной торфо-гуминовый препарат, отличающийся от исходного торфа более высоким (в три раза) содержание гуминовых кислот и, следовательно, увеличением функциональных групп [Bogush А.А., Voronin V.G. - Mine Water Environ J. / Springer Online first, 2010, DOI: 10.1007/s10230-010-0132-2]. На примерах очистки сточных вод различных предприятий горнодобывающей промышленности, таких как. Старое Хранилище г.Горняк Алтайского края, Карабашский Медеплавильный комбинат Челябинской области, Беловский гидроотвал Кемеровской области, Урское хвостохранилище Салаирской золотоизвлекающей фабрики и других показано, что, используя при обработке кислых растворов щелочного торфо-гуминового препарата, можно связать до 70-99% металлов из промышленных сточных вод в металлорганические комплексы. Необходимая добавка торфо-гуминового препарата для наибольшего эффекта извлечения зависит от состава и особенностей сточных вод и может быть рассчитана после проведения предварительных экспериментов для конкретных техногенных вод.The authors of the present invention previously developed a method for purifying acidic wastewater of the mining industry using a peat-humic preparation. Using methods of chemical, mechanochemical and barothermic effects on peat, an alkaline peat-humic preparation is obtained that differs from the original peat by a higher (three times) content of humic acids and, consequently, an increase in functional groups [Bogush A.A., Voronin V.G. - Mine Water Environ J. / Springer Online first, 2010, DOI: 10.1007 / s10230-010-0132-2]. Examples of wastewater treatment of various mining enterprises, such as. The Old Vault of Gornyak, Altai Territory, the Karabash Copper Smelter of the Chelyabinsk Region, the Belovsky Hydro Dump of the Kemerovo Region, the Ursk Tailings of the Salair Gold Extraction Plant and others show that using acid solutions of alkaline peat-humic preparation, it is possible to bind up to 70-99% of metals from industrial wastewater in organometallic complexes. The necessary addition of a peat-humic preparation for the greatest extraction effect depends on the composition and characteristics of the wastewater and can be calculated after conducting preliminary experiments for specific technogenic waters.

Также было показано, что значения pH полученных растворов повышается, так как происходит нейтрализация кислых сточных вод за счет использования щелочного торфо-гуминового препарата с рН 12. Значение pH изменяется в щелочную область тем больше, чем больше добавка реагента. Образующиеся в виде хлопьевидного осадка металлоорганические комплексы - нерастворимые гуматы тяжелых металлов можно удалить при помощи фильтрации через активные угли или керамзит. Таким способом можно добиться снижения концентраций потенциально токсичных элементов до очень низких значений. Однако, и этот метод не лишен недостатков, так как образующиеся твердые осадки гуматов необходимо также утилизировать.It was also shown that the pH of the resulting solutions increases, since acidic wastewater is neutralized by using an alkaline peat-humic preparation with a pH of 12. The pH value changes to the alkaline region the more, the greater the addition of reagent. Organometallic complexes formed in the form of a flocculent precipitate - insoluble humates of heavy metals can be removed by filtration through activated carbons or expanded clay. In this way, it is possible to reduce the concentration of potentially toxic elements to very low values. However, this method is not without drawbacks, since the resulting solid precipitation of humates must also be disposed of.

Задачей изобретения является разработка комплексного способа очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов с использованием щелочного торфо-гуминового препарата.The objective of the invention is to develop an integrated method for the treatment of industrial wastewater from heavy metals using an alkaline peat-humic preparation.

Техническим результатом является то, что возможно достичь сразу две цели: обеспечить эффективную очистку промышленных сточных вод от экологически опасных элементов и обеспечить извлечение полезных компонентов (тяжелых металлов), т.е. осуществить промышленную переработку промышленных стоков, а также снизить затраты на утилизацию отходов.The technical result is that it is possible to achieve two goals at once: to ensure the effective treatment of industrial wastewater from environmentally hazardous elements and to ensure the extraction of useful components (heavy metals), i.e. carry out industrial processing of industrial effluents, as well as reduce the cost of waste disposal.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов путем перевода металлов в металлорганические комплексы обработкой сточных вод щелочным торфо-гуминовым препаратом при объемном соотношении торфо-гуминового щелочного препарата к техногенному раствору от 1:100 до 1:1000 (в зависимости от состава сточных вод) и отделения осадка металлорганических комплексов от очищенного раствора, образованный осадок подвергают термическому обогащению отжигом при температуре 450-600°С.The problem is achieved in that in a method for purifying industrial wastewater from heavy metals by converting metals to organometallic complexes by treating wastewater with an alkaline peat-humic preparation with a volume ratio of peat-humic alkaline preparation to an industrial solution from 1: 100 to 1: 1000 (in depending on the composition of wastewater) and the separation of the precipitate of organometallic complexes from the purified solution, the precipitate formed is subjected to thermal enrichment by annealing at a temperature of 450-600 ° C.

При данных температурах удается полностью удалить органическое вещество из металлоорганических комплексов и получить металлы в виде неорганических соединений, в основном в виде оксидов и сульфатов. При более низких температурах в пробе наблюдаются остатки органического вещества, а использование более высоких температур приводит к улетучиванию некоторых полезных компонентов и является невыгодным с экономической точки зрения, так как необходимо затратить больше энергии. Вещество после прокаливания в основном состоит из оксидов металлов, которые в дальнейшем можно использовать для получения чистых металлов (доменный процесс, пирометаллургия, гидрометаллургия и др.). Такая технология проста, экономична, эффективна и доступна промышленным предприятиям.At these temperatures, it is possible to completely remove organic matter from organometallic complexes and to obtain metals in the form of inorganic compounds, mainly in the form of oxides and sulfates. At lower temperatures, residues of organic matter are observed in the sample, and the use of higher temperatures leads to the volatilization of some useful components and is unprofitable from an economic point of view, since it is necessary to spend more energy. The substance after calcination mainly consists of metal oxides, which can then be used to obtain pure metals (blast furnace process, pyrometallurgy, hydrometallurgy, etc.). This technology is simple, economical, efficient and affordable for industrial enterprises.

На фиг.1 представлена схема извлечения металлов из промышленных сточных вод.Figure 1 presents a diagram of the extraction of metals from industrial wastewater.

На фиг.2 - данные электронного сканирующего микроскопа JSM-36 (фирмы JEOL) с энергодисперсионной приставкой KEVEX по исследованию твердого вещества после прокаливания осадка металлорганических комплексов, образованного обработкой дренажных вод щелочным торфо-гуминовым препаратом (ТГП). Способ осуществляется следующим образом. В специальные отстойники откачиваются высококонцентрированные промышленные сточные воды. Использован торфо-гуминовый препарат с рН 12 на основе торфа месторождения «Круглое» (Коченевский район. Новосибирская область), обработанный методами химического, механохимического и баротермического воздействия [Bogush A.A., Voronin V.G.(2010)]. В зависимости от состава и особенностей сточных вод рекомендуется использовать объемное соотношение щелочного торфо-гуминового препарата к техногенному раствору от 1:100 до 1:1000. В отстойники добавляется раствор торфо-гуминового препарата при интенсивном перемешивании. В таблице 1 приведено исходное содержание металлов (мг/л) и pH растворов в сточных водах различных предприятий горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. В таблице 2 - степень очистки промышленных сточных вод (%) и pH очищенных вод. Затем используют два способа разделения образуемого металлорганического осадка: фильтрация через промышленные фильтры и последующее промывание осадка или отстаивание растворов, а затем откачка очищенных вод. Полученные таким образом осадки термически обрабатывают при температуре обжига 450-600°С для удаления органического вещества и получения оксидов соответствующих металлов. Вещество после прокаливания в основном состоит из оксидов металлов, например, был определен гематит (Fe2O3) после очистки сточных вод АО «Алтайполиметалл» и Урского хвостохранилища, а также тенорит (CuO) после очистки сточных вод Беловского гидроотвала методом рентгеноструктурного анализа (порошковая рентгенография на приборе ДРОН-3М с CuKα-излучением). При использовании сканирующего электронного микроскопа было показано, что после прокаливания осадков при температуре 450-600°С он представляет собой агломераты состоящие из оксидов металлов с примесью различных элементов, а также сульфата кальция (фиг.2).Figure 2 - data from a JSM-36 electronic scanning microscope (JEOL company) with a KEVEX energy dispersion attachment for the study of solids after calcining a precipitate of organometallic complexes formed by treatment of drainage water with an alkaline peat-humic preparation (TGP). The method is as follows. Highly concentrated industrial wastewater is pumped into special sumps. We used a peat-humic preparation with pH 12 based on peat from the Krugloye deposit (Kochenevsky district. Novosibirsk region), treated by chemical, mechanochemical, and barothermic methods [Bogush AA, Voronin VG (2010)]. Depending on the composition and characteristics of the wastewater, it is recommended to use a volume ratio of alkaline peat-humic preparation to an industrial solution from 1: 100 to 1: 1000. A solution of peat-humic preparation is added to the sumps with vigorous stirring. Table 1 shows the initial metal content (mg / l) and pH of the solutions in the wastewater of various mining and processing enterprises. Table 2 - the degree of purification of industrial wastewater (%) and the pH of the treated water. Then, two methods of separation of the formed organometallic precipitate are used: filtration through industrial filters and subsequent washing of the precipitate or sedimentation of solutions, and then pumping of purified water. The precipitates thus obtained are thermally treated at a calcination temperature of 450-600 ° C. to remove organic matter and obtain the oxides of the corresponding metals. The substance after calcination mainly consists of metal oxides, for example, hematite (Fe 2 O 3 ) was determined after wastewater treatment at Altaypolimetal JSC and the Ursk tailings, as well as tenorite (CuO) after wastewater treatment at the Belovsky hydraulic dump using X-ray diffraction analysis (powder) radiography on a DRON-3M device with CuKα radiation). Using a scanning electron microscope, it was shown that after calcining precipitates at a temperature of 450-600 ° C, it is an agglomerate consisting of metal oxides with an admixture of various elements, as well as calcium sulfate (figure 2).

Таблица 1Table 1 Содержание металлов (мг/л) и рН растворов в сточных водах горнодобывающей и перерабатывающей промышленностиThe metal content (mg / l) and the pH of the solutions in the wastewater of the mining and processing industries Название пробыSample Name pHpH FeFe AlAl CuCu ZnZn PbPb CdCd NiNi CoCo Дренажные воды Старого Хранилища (г.Горняк)Drainage water of the Old Vault (Gornyak city) 2.72.7 210210 350350 3737 160160 0.40.4 0.860.86 0.560.56 0.810.81 Озеро на Старом хранилище (г.Горняк)Lake at the Old Vault (Gornyak) 2.42.4 450450 620620 9090 270270 0.440.44 2.32.3 -- -- Дренажные воды Нового хранилища (г.Горняк)Drainage water of the New Storage (Gornyak) 3.43.4 9.39.3 7777 20twenty 9494 0.560.56 0.460.46 -- -- Беловские дренажные воды (г.Белове)Belovsky drainage water (Belove) 4.14.1 0.180.18 2121 730730 910910 -- 6.06.0 5.95.9 5.15.1 Беловский гидроотвал (г.Белове)Belovsky hydraulic dump (Belove city) 4.84.8 0.220.22 18eighteen 270270 120120 -- 1.21.2 0.680.68 0.60.6 Дренажные воды Карабашского Медеплавильного комбината (г.Карабаш)Drainage waters of the Karabash smelter (Karabash) 3.63.6 8.88.8 3131 5959 18eighteen -- 0.060.06 0.180.18 0.130.13 Дренажные воды Урского хвостохранилищаDrainage waters of the Ura tailings 2.972.97 17001700 600600 5.05.0 2323 -- 0.030.03 -- -- ПДК (СанПиН, 2.1.4.559-96)MPC (SanPiN, 2.1.4.559-96) -- 0.30.3 0.50.5 1.01.0 5.05.0 0.030.03 0.0010.001 0.10.1 0.10.1

Таблица 2table 2 Степень очистки промышленных сточных вод (%) и pH очищенных водThe degree of purification of industrial wastewater (%) and the pH of the treated water Название пробыSample Name рНpH FeFe AlAl ZnZn CuCu PbPb CdCd NiNi СоWith A1 (G1)A1 (G1) 2.92.9 2121 1717 14fourteen 88 9898 11eleven 1717 55 A2(G1)A2 (G1) 3.13.1 3636 2626 20twenty 3535 9898 4343 4040 2121 A3 (G1)A3 (G1) 3.73.7 7474 6666 5858 9595 9898 9999 9595 8585 A1 (В1)A1 (B1) 5.15.1 9595 6060 11eleven 11eleven -- 1313 33 88 А2 (В1)A2 (B1) 5.35.3 9595 9999 2121 2323 -- 2323 15fifteen 18eighteen А3 (В1)A3 (B1) 6.26.2 9595 99.999.9 6767 7171 -- 8080 7575 7676 A1 (В2)A1 (B2) 6.46.4 9494 6666 6060 5252 -- 88 2424 2222 А2 (В2)A2 (B2) 7.17.1 9494 99.999.9 9696 9999 -- 7676 6161 5757 A3 (В2)A3 (B2) 8.28.2 9494 99.999.9 99.999.9 99.999.9 -- 99.999.9 8989 9494 Примечание: G1 - Дренажные воды Старого Хранилища (г.Горняк), В1 - Беловские дренажные воды (г.Белове), В2 - Беловский гидроотвал (г.Белове), A1 - ТГП:дренажные воды =1:1000; А2 - ТГП: дренажные воды =1:500; A3 - ТГП:дренажные воды =1:100.Note: G1 - Drainage waters of the Old Storage (Gornyak), B1 - Belovsky drainage waters (Belove), B2 - Belovsky hydraulic dump (Belove), A1 - TGP: drainage water = 1: 1000; A2 - TGP: drainage water = 1: 500; A3 - TGP: drainage water = 1: 100.

Claims (1)

Способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов, включающий обработку сточных вод щелочным торфо-гуминовым препаратом и отделение обработанной воды, отличающийся тем, что используют жидкий щелочной торфо-гуминовый препарат при его отношении к раствору промышленных сточных вод от 1:100 до 1:1000, образовавшийся осадок металлорганических комплексов подвергают термическому обогащению отжигом при температуре 450-600°C. A method of purifying industrial wastewater from heavy metals, including treating wastewater with an alkaline peat-humic preparation and separating the treated water, characterized in that a liquid alkaline peat-humic preparation is used with a ratio of 1: 100 to 1: 1000 to an industrial wastewater solution , the resulting precipitate of organometallic complexes is subjected to thermal enrichment by annealing at a temperature of 450-600 ° C.
RU2011139274/05A 2011-09-26 2011-09-26 Method of purifying industrial sewages from heavy metals RU2497759C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139274/05A RU2497759C2 (en) 2011-09-26 2011-09-26 Method of purifying industrial sewages from heavy metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139274/05A RU2497759C2 (en) 2011-09-26 2011-09-26 Method of purifying industrial sewages from heavy metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011139274A RU2011139274A (en) 2013-06-20
RU2497759C2 true RU2497759C2 (en) 2013-11-10

Family

ID=48784889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139274/05A RU2497759C2 (en) 2011-09-26 2011-09-26 Method of purifying industrial sewages from heavy metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497759C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114405490A (en) * 2022-01-18 2022-04-29 燕山大学 Application of resin-based protein composite material in purifying complex heavy metal in water
CN114797749A (en) * 2022-04-12 2022-07-29 中国矿业大学(北京) Heavy metal adsorbent and preparation method and application thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5466383A (en) * 1993-11-30 1995-11-14 Samsung Engineering & Construction Co., Ltd. Process for treating sludges
WO1997009277A1 (en) * 1995-09-04 1997-03-13 Nevaline Co. Ltd. Method of reprocessing biogenic waste sediment, products of that reprocessing and a method and device for carrying out the proposed method
RU2078061C1 (en) * 1993-10-14 1997-04-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Экология" Method of thermally processing metal-containing sludges
RU2096349C1 (en) * 1996-02-06 1997-11-20 Гофман Яков Аронович Method of producing the treatment slime containing sewage metals
RU2233293C1 (en) * 2002-11-27 2004-07-27 Шульгин Александр Иванович Humine-mineral reagent and method for its preparing, method for sanitation of polluted soil, method for detoxification of output waste and processing mineral resources and recultivation of mountain rock damp and tail-storing, method for treatment of sewage waters and method for utilization of deposits
CN101007263A (en) * 2006-01-25 2007-08-01 中国科学院沈阳应用生态研究所 Preparation method of modified turf adsorbent
JP2008264755A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 D Trip:Kk Method for insolubilizing and immobilizing sludge containing harmful substance
CN101423298A (en) * 2008-11-18 2009-05-06 邱永利 SS water treatment agent

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078061C1 (en) * 1993-10-14 1997-04-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Экология" Method of thermally processing metal-containing sludges
US5466383A (en) * 1993-11-30 1995-11-14 Samsung Engineering & Construction Co., Ltd. Process for treating sludges
WO1997009277A1 (en) * 1995-09-04 1997-03-13 Nevaline Co. Ltd. Method of reprocessing biogenic waste sediment, products of that reprocessing and a method and device for carrying out the proposed method
RU2096349C1 (en) * 1996-02-06 1997-11-20 Гофман Яков Аронович Method of producing the treatment slime containing sewage metals
RU2233293C1 (en) * 2002-11-27 2004-07-27 Шульгин Александр Иванович Humine-mineral reagent and method for its preparing, method for sanitation of polluted soil, method for detoxification of output waste and processing mineral resources and recultivation of mountain rock damp and tail-storing, method for treatment of sewage waters and method for utilization of deposits
CN101007263A (en) * 2006-01-25 2007-08-01 中国科学院沈阳应用生态研究所 Preparation method of modified turf adsorbent
JP2008264755A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 D Trip:Kk Method for insolubilizing and immobilizing sludge containing harmful substance
CN101423298A (en) * 2008-11-18 2009-05-06 邱永利 SS water treatment agent

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОГУШ А.А., ТРОФИМОВ А.Н. Применение торфо-гуминовых веществ для снижения техногенного влияния отходов на окружающую среду, Химическая промышленность, 2005, т.82, №3, с.с.153-158. БАБУШКИН В.Е. О некоторых аспектах добычи полезных ископаемых и комплексной переработки руд посредством модифицированных торфов, VI Сибирский форум недропользователей и предприятий ТЭК «Нефть, газ, геология, экология»-2010, Материалы круглых столов. - Томск: изд. ТПУ, 2010, с.с.89-100. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011139274A (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarioglu et al. Removal of copper from aqueous solutions by phosphate rock
CN101186375B (en) Material and method for processing water containing heavy metal ion
US7763566B2 (en) Method and composition for sorbing toxic substances
Saha et al. A review on treatment of acid mine drainage with waste materials: A novel approach
Daubert et al. Passive remediation of acid mine drainage using crab shell chitin
KR101438713B1 (en) water treatment agent for separating hexavalent chromium from wastewater, and method for treating wastewater using the same
JP2011101830A (en) Water treatment agent and water treatment method
RU2497759C2 (en) Method of purifying industrial sewages from heavy metals
KR100926736B1 (en) Method for the preparation of iron coated sand by using acid mine drainage and method for the treatment of heavy metal containing water by using iron coated sand
WO2013032419A2 (en) Methods for treating waste waters using sulfidized red mud sorbents
US20160304366A1 (en) Methods for removing contaminants from aqueous systems
CN113830850B (en) Smelting wastewater deep thallium removal trapping agent and preparation method thereof
KR101343484B1 (en) Treating solution for lead-contaminated soil and method using the same
Reichel et al. Microbial production of schwertmannite: development from microbial fundamentals to marketable products
Kishor et al. Studies on natural biogenic iron oxides for removal of copper (II) ion from aqueous solution
CN111558361A (en) Industrial wastewater remediation material and application thereof, and treatment method of industrial wastewater containing cobalt-nickel divalent metal cations
Gitari et al. Treatment of Acid Mine Drainage with Fly Ash: Removal of Major, Minor Elements, SO4 And Utilization of the Solid Residues for Wastewater Treatment.
Ghirişan et al. Heavy metal removal and neutralization of acid mine waste water‐kinetic study
Ghodke et al. Treatment of hazardous industrial solid wastes from electroplating industry: a comprehensive review
Kovalenko Safe and ecological performance of mining and processing industry
JPH06508060A (en) wastewater treatment
RU2465215C2 (en) Method of purifying acidic multicomponent drainage solutions from copper and concomitant ions of toxic metals
Mirbabayev et al. Modern Methods of Purification of Heavy Metal Ions from Wastewater
Pasiecznik et al. Chemical treatment of wastewater from flue gas desulphurisation
Sebogodi et al. A review of technologies used in handling the acid mine drainage challenge: Perspectives on using green liquor dregs as a sustainable option for treatment of acid mine drainage

Legal Events

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

Effective date: 20180927