RU2612248C1 - Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation - Google Patents
Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612248C1 RU2612248C1 RU2015148696A RU2015148696A RU2612248C1 RU 2612248 C1 RU2612248 C1 RU 2612248C1 RU 2015148696 A RU2015148696 A RU 2015148696A RU 2015148696 A RU2015148696 A RU 2015148696A RU 2612248 C1 RU2612248 C1 RU 2612248C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- activated carbon
- solutions
- regeneration
- cathode
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимических методов очистки воды и водных растворов от анионов и катионов и может быть использовано для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.The invention relates to the field of electrochemical methods for the purification of water and aqueous solutions of anions and cations and can be used to purify natural waters, effluents of metallurgical, engineering and other industries.
Заявленное изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 58], так как позволяет регенерировать растворы хроматирования для повторного использования и устранить загрязнение окружающей среды в результате предотвращения сброса высококонцентрированных, канцерогенных отработанных производственных растворов.The claimed invention relates to a priority area of development of science and technology "Technologies for processing and disposal of technogenic formations and waste" [Alphabetical subject index to the International Patent Classification in priority areas of development of science and technology / Yu.G. Smirnov, E.V. Skidanova, S.A. Krasnov. - M.: PATENT, 2008 .-- p. 58], as it allows the regeneration of chromatographic solutions for reuse and eliminates environmental pollution by preventing the discharge of highly concentrated, carcinogenic waste industrial solutions.
Известен аналог способа регенерации кислотных растворов хроматирования, представляющий собой электрокоагуляционную обработку, обеспечивающую достаточно высокую степень очистки (90-95%) [Смирнов Г.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. - М.: Металлургия, 1989. - с. 141-145].A known analogue of the method for the regeneration of acid solutions of chromation, which is an electrocoagulation treatment that provides a fairly high degree of purification (90-95%) [Smirnov GN, Genkin V.E. Wastewater treatment in metal processing. - M.: Metallurgy, 1989 .-- p. 141-145].
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является то, что для достижения максимального эффекта очистки растворов хроматирования применяется двукратное (или многократное) пропускание раствора через электролизер. Также при регенерации растворов хроматирования электроды(катоды и аноды) подключены к источнику постоянного тока.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the proposed method is that in order to achieve the maximum cleaning effect of the chromatization solutions, double (or multiple) transmission of the solution through the electrolyzer is used. Also, during the regeneration of chromatographic solutions, electrodes (cathodes and anodes) are connected to a direct current source.
Недостатком аналога является необходимость поддержания рН в интервале от 3-6, в результате происходит увеличение содержания твердой фазы в образующихся при этом осадках, поскольку на 1 часть (по массе) осадка гидроксида хрома дополнительно образуется 3,12 частей (по массе) осадка гидроксида железа (3). Кроме того, необходимы периодическая механическая очистка поверхности электродных пластин от налипшего осадка, погружение (для промывки) пластин в раствор минеральной кислоты, продувка сжатого воздуха через воду с погруженными в нее электродными пластинами. Существенным недостатком при использовании плоских электродов для регенерации растворов является также повышенный расход электроэнергии.The disadvantage of the analogue is the need to maintain a pH in the range from 3-6, as a result, there is an increase in the solids content in the precipitates formed in this case, since 1.12 parts (by weight) of chromium hydroxide precipitate additionally forms 3.12 parts (by weight) of iron hydroxide (3). In addition, periodic mechanical cleaning of the surface of the electrode plates from adhering sediment, immersion (for washing) of the plates in a solution of mineral acid, and blowing of compressed air through water with electrode plates immersed in it are necessary. A significant disadvantage when using flat electrodes for the regeneration of solutions is also an increased energy consumption.
За прототип заявляемого способа принят способ очистки воды и водных растворов от анионов и катионов (патент RU №2213701, МПК7 C02F 1/46, C02F 103:16, опубликовано 10.10.2003), предназначенный для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.The method of purification of water and aqueous solutions of anions and cations (patent RU No. 2213701, IPC 7
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются:The signs of the prototype, coinciding with the essential features of the proposed method are:
- то, что способ может быть использован для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности;- the fact that the method can be used for the treatment of natural waters, effluents of metallurgical, engineering and other industries;
- электрохимический метод очистки воды и водных растворов от анионов и катионов;- electrochemical method of purification of water and aqueous solutions from anions and cations;
- использование пар нерастворимых электродов;- the use of pairs of insoluble electrodes;
- жидкость пропускают между электродами.- liquid is passed between the electrodes.
Недостатком прототипа является не достаточно высокая степень разделения анионов и катионов, так как площадь пластин намного меньше площади объемно-пористых электродов (активированного угля), что не позволяет вести процесс с высококонцентрированными растворами. Кроме того, следует отметить использование в прототипе дефицитного, дорогостоящего материала для изготовления электродов (нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, титановый сплав ОТ 4-0), а также то, что использование электродов в виде пластин вызывает повышенный расход электроэнергии из-за большого значения перенапряжения при выделении газа на аноде,The disadvantage of the prototype is not a sufficiently high degree of separation of anions and cations, since the plate area is much smaller than the area of volume-porous electrodes (activated carbon), which does not allow the process with highly concentrated solutions. In addition, it should be noted that the prototype uses scarce, expensive material for the manufacture of electrodes (stainless steel 12X18H10T, titanium alloy OT 4-0), as well as the fact that the use of electrodes in the form of plates causes an increased energy consumption due to the high value of overvoltage gas at the anode
Известно устройство для извлечения металлов из растворов (Вайс А.А., Маслий А.И., Захаров М.А. Автономный электрохимический модуль. Патент РФ №2172796,МПК С25С 7/00, 1/20, 2001, опубл. 27.08.2001 г.), в котором катод выполнен из металлизированного синтепона (утеплителя объемного) и снабжен локальным кольцевым токоподводом, установленным на внешней стороне верхней части электролизера.A device for the extraction of metals from solutions is known (Weiss A.A., Masliy A.I., Zakharov M.A. Autonomous electrochemical module. RF patent №2172796, IPC С25С 7/00, 1/20, 2001, publ. 27.08. 2001), in which the cathode is made of metallized synthetic winterizer (surround insulation) and is equipped with a local ring current supply mounted on the outside of the upper part of the cell.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, является наличие объемно-пористых электродов и внешний токоподвод, а также использование постоянного тока для извлечения металлов из растворов.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed device is the presence of volume-porous electrodes and an external current supply, as well as the use of direct current for the extraction of metals from solutions.
Недостатками данного аналога устройства являются недостаточная степень разделения из-за недостаточного перемешивания раствора в межэлектродном пространстве, особенно по вертикали, вызванного верхней подачей раствора. Это затрудняет поступление раствора в нижнюю часть электролизера и приводит к неравномерному заполнению металлом катодной матрицы. Это также накладывает ограничения на вертикальные размеры электролизера и затрудняет его масштабирование. Также известное устройство не позволяет осуществлять регенерацию растворов хроматирования из-за агрессивности таких растворов, которые полностью разрушают органические материалы, из которых изготовлен электрод.The disadvantages of this analogue of the device are the lack of separation due to insufficient mixing of the solution in the interelectrode space, especially vertically, caused by the upper supply of the solution. This makes it difficult for the solution to enter the lower part of the cell and leads to an uneven filling of the cathode matrix with metal. It also imposes restrictions on the vertical dimensions of the cell and makes it difficult to scale. Also, the known device does not allow the regeneration of chromatization solutions due to the aggressiveness of such solutions that completely destroy the organic materials of which the electrode is made.
Известен нерастворимый анод для электроэкстракции металлов из водных растворов авторов: Ржевский И.В., Горяинов-Орановский Д.В., Егурнев М.А. (Патент РФ №2266982, МПК7 С25С 1/00, С25С 7/02, опубликовано 27.12.2005) с нерастворимыми анодами в виде цилиндрических элементов для электроэкстракции металлов из водных растворов с размещением этих элементов в отдельной пористой оболочке. Пористые оболочки, в каждую из которых был помещен цилиндрический элемент, изготавливали из лавсана (арт.56050).The insoluble anode for electroextraction of metals from aqueous solutions of the authors is known: Rzhevsky IV, Goryainov-Oranovsky DV, Egurnev MA (RF patent No. 2266982, IPC 7 С25С 1/00, С25С 7/02, published December 27, 2005) with insoluble anodes in the form of cylindrical elements for electroextraction of metals from aqueous solutions with the placement of these elements in a separate porous shell. Porous shells, in each of which a cylindrical element was placed, were made of lavsan (art.56050).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, является нерастворимый анод и применение для электроэкстракции металлов из водных растворов пористой оболочки.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed device is an insoluble anode and the use for electroextraction of metals from aqueous solutions of a porous shell.
Недостатками такого устройства являются высокие значения перенапряжения из-за выделения газа на аноде, вследствие чего - повышенный расход электроэнергии и снижение степени разделения ионов из водных растворов. А также устройство не подходит для регенерации высококонцентрированных растворов хроматирования из-за агрессивности растворов, которые разрушают органические материалы, из которых изготовлен электрод.The disadvantages of this device are the high values of overvoltage due to the release of gas at the anode, resulting in increased energy consumption and a decrease in the degree of separation of ions from aqueous solutions. And also, the device is not suitable for the regeneration of highly concentrated chromatization solutions due to the aggressiveness of solutions that destroy the organic materials of which the electrode is made.
Известно устройство для извлечения металлов из растворов (патент США № 4,276,147, Apparatus for recovery of metals from solution, C25C 7/00 (20060101); C25C 1/00 (20060101); C25C 7/02 (20060101); C25C 1/20 (20060101); C25B 007/00, June 30, 1981), располагающееся непосредственно в ванне с раствором, состоящее из цилиндрического корпуса с входом и выходом и снабженное внешним контуром с насосом для циркуляции раствора. Расположенные в корпусе анод и катод подсоединены к источнику постоянного тока.A device for extracting metals from solutions is known (US Pat. No. 4,276,147, Apparatus for recovery of metals from solution, C25C 7/00 (20060101);
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются наличие нерастворимых электродов и использование постоянного тока для извлечения металлов из растворов.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed device are the presence of insoluble electrodes and the use of direct current to extract metals from solutions.
Недостатками устройства по патенту США № 4,276,147 являются низкая степень очистки раствора от электроположительных примесей и невозможность регулирования электрохимических параметров. Наличие внешнего насоса и системы трубопроводов с запорной арматурой требует обеспечения герметичности внешних перекачивающих систем, что усложняет их обслуживание и приводит к высоким потерям благородных металлов. Кроме того, регенерируемый раствор обладает высокими коррозионными свойствами, что разрушает устройство в короткое время.The disadvantages of the device according to US patent No. 4,276,147 are the low degree of purification of the solution from electropositive impurities and the inability to control electrochemical parameters. The presence of an external pump and piping system with shutoff valves requires the tightness of external pumping systems, which complicates their maintenance and leads to high losses of precious metals. In addition, the regenerated solution has high corrosion properties, which destroys the device in a short time.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию эффективной технологии регенерации кислотных растворов хроматирования, позволяющей при небольших энергетических и материальных затратах провести регенерацию кислотных растворов хроматирования, разделять ценные компоненты хром и алюминий, которые можно использовать повторно в технологическом процессе.The invention is aimed at solving the problem of creating an effective technology for the regeneration of acid chromatization solutions, which allows for low energy and material costs to regenerate acid chromatization solutions, to separate the valuable components of chromium and aluminum, which can be reused in the process.
Технический результат заявляемой группы изобретений заключается в повышении степени разделения при одновременном снижении энергозатрат за счет обеспечения нового механизма разделения ионов на поверхности множества активных центров в межэлектродном пространстве.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the degree of separation while reducing energy consumption by providing a new mechanism for the separation of ions on the surface of many active centers in the interelectrode space.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе регенерации кислотных растворов хроматирования, включающем очистку и регенерацию кислотных растворов хроматирования электрохимическим методом, согласно изобретению, процесс очистки и регенерации кислотных растворов хроматирования проводят при помощи электролиза кислотных растворов хроматирования в течение 5-12 минут, по меньшей мере, в две стадии при постоянном токе 0,01-0,03 А с нерастворимыми электородами в виде активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method for the regeneration of acidic chromate solutions, including the purification and regeneration of acid chromate solutions by the electrochemical method, according to the invention, the process of purification and regeneration of acid chromate solutions is carried out by electrolysis of acid chromate solutions for 5-12 minutes, at least at least in two stages with a constant current of 0.01-0.03 A with insoluble electrodes in the form of activated carbon with a particle size of from 0.5 to 2.0 mm.
Технический результат изобретения достигается тем, что в устройстве для регенерации кислотных растворов хроматирования, включающем корпус, снабженный перегородкой, разделяющей катодное и анодное пространство, согласно изобретению, перегородка, разделяющая катодное и анодное пространство, выполнена из непроницаемого материала, а в качестве электродов использован заполненный в катодном и анодном пространстве на высоту 0,8-0,9 от высоты перегородки активированный уголь с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the device for the regeneration of acidic solutions of chromation, including a housing provided with a partition separating the cathode and anode space, according to the invention, the partition separating the cathode and anode space is made of impermeable material, and filled as electrodes cathode and anode space to a height of 0.8-0.9 from the height of the septum activated carbon with a particle size of from 0.5 to 2.0 mm
Проведение процесса при постоянном токе выше 0,03 А приводит к увеличению газовыделения, что будет отрицательно влиять на степень разделения, так как будет происходить покрытие электродов восстанавливаемыми металлами. Тем самым уменьшается поверхность электродов, увеличиваются энергозатраты, возможен выход из строя электродов. Проведение процесса при постоянном токе ниже 0,01 А приводит к недостаточному перемещению ионов к поверхности электродов и, как следствие, к снижению степени разделения ионов в растворе.Carrying out the process with a direct current above 0.03 A leads to an increase in gas evolution, which will adversely affect the degree of separation, since the electrodes will be coated with reduced metals. Thus, the surface of the electrodes decreases, energy consumption increases, and failure of the electrodes is possible. Carrying out the process with a direct current below 0.01 A leads to insufficient movement of ions to the surface of the electrodes and, as a result, to a decrease in the degree of separation of ions in solution.
Использование активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм в качестве нерастворимых электродов является самым эффективным, так как, например, при использовании активированного угля с размером частиц менее 0,5 мм увеличивается сопротивление слоем активированного угля прохождению раствора. Использование активированного угля с размером частиц крупнее 2,0 мм уменьшает площадь соприкосновения раствора и активированного угля.The use of activated carbon with a particle size of 0.5 to 2.0 mm as insoluble electrodes is the most effective, since, for example, when using activated carbon with a particle size of less than 0.5 mm, the resistance of the activated carbon layer to the passage of the solution increases. The use of activated carbon with a particle size larger than 2.0 mm reduces the contact area between the solution and activated carbon.
Выполнение перегородки, разделяющей катодное и анодное пространство, из непроницаемого материала приводит к возможности полного диэлектрического разделения анодного и катодного пространства.The implementation of the partition separating the cathode and anode space from an impermeable material leads to the possibility of complete dielectric separation of the anode and cathode space.
Использование в качестве электродов заполненного в катодном и анодном пространстве на высоту 0,8-0,9 от высоты перегородки активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм не позволяет соединяться (взаимодействовать) частицам активированного угля анодного и катодного пространства, что могло бы привести к замыканию и невозможности разделения ионов раствора.Using as electrodes filled in the cathode and anode space to a height of 0.8-0.9 from the height of the septum of activated carbon with a particle size of 0.5 to 2.0 mm does not allow you to connect (interact) particles of activated carbon anode and cathode space, which could lead to the closure and inability to separate the ions of the solution.
Существенное отличие заявляемых способа и устройства от способа-прототипа и устройства-прототипа заключается в нетрадиционном использовании активированного угля и применении его для решения новой задачи в новом качестве, используя его физико-механические и эксплуатационные свойства в качестве электродного материала для увеличения эффективности разделения за счет увеличения доступной поверхности и большей емкости активированного угля. Кроме того, активированный уголь является стойким к агрессивной среде и недорогим электродным материалом по отношению к электродному материалу прототипа (нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, титановый сплав ОТ 4-0). Эффективность работы данной установки с использованием пористого электродного материала - активированного угля в виде электродов (катода и анода) на его основе тем выше, чем больше поверхность, пористость и размер слоя используемых электродных материалов.A significant difference between the proposed method and device from the prototype method and the prototype device is the unconventional use of activated carbon and its application to solve a new problem in a new quality, using its physical, mechanical and operational properties as electrode material to increase separation efficiency by increasing accessible surface and greater capacity of activated carbon. In addition, activated carbon is resistant to aggressive environments and inexpensive electrode material with respect to the electrode material of the prototype (stainless steel 12X18H10T, titanium alloy OT 4-0). The efficiency of this installation using a porous electrode material - activated carbon in the form of electrodes (cathode and anode) based on it, the higher, the larger the surface, porosity and layer size of the used electrode materials.
Отличие заявленных способа и устройства от способа-прототипа и устройства-прототипа доказывает соответствие заявляемой группы изобретений условию патентоспособности «новизна». Из уровня техники неизвестно использование электродов в виде активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2 мм, заполненных в анодном и катодном пространстве, и неизвестно проведение очистки и регенерации кислотных растворов хроматирования при постоянном токе 0,01-0,03 А и напряжении 0,5-1,5 В, с нерастворимыми электродами в виде активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм. Это доказывает соответствие заявляемой группы изобретений условию патентоспособности «изобретательский уровень».The difference between the claimed method and device from the prototype method and the prototype device proves the compliance of the claimed group of inventions with the condition of patentability "novelty". It is not known from the prior art to use electrodes in the form of activated carbon with a particle size of 0.5 to 2 mm filled in the anode and cathode space, and it is not known to carry out the purification and regeneration of acid chromatization solutions at a constant current of 0.01-0.03 A and voltage 0.5-1.5 V, with insoluble electrodes in the form of activated carbon with a particle size of from 0.5 to 2.0 mm. This proves the compliance of the claimed group of inventions with the condition of patentability "inventive step".
Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг. 1 представлено схематично (в разрезе) устройство для регенерации кислотных растворов хроматирования;in FIG. 1 shows schematically (in section) a device for the regeneration of acid chromatization solutions;
на фиг. 2 представлена зависимость степени разделения по стадиям при 1,5 В и 0,03 А.in FIG. 2 shows the dependence of the degree of separation in stages at 1.5 V and 0.03 A.
Элементам устройства для регенерации кислотных растворов хроматирования присвоены следующие цифровые обозначения:The elements of the device for the regeneration of acid chromatization solutions are assigned the following numerical designations:
1 - корпус (электродная ячейка)1 - housing (electrode cell)
2 - перегородка2 - partition
3 - активированный угль3 - activated carbon
4 - токоподвод4 - current supply
5 - слив (кран) с анодного или катодного пространства (в зависимости от того, как будет подключен источник питания на «плюс» или «минус», также можно менять полюса для очистки электродов).5 - drain (tap) from the anode or cathode space (depending on how the power source is connected to “plus” or “minus”, you can also change the poles for cleaning the electrodes).
Способ осуществляют следующим образом. Отработанный высококонцентрированный раствор хроматирования пропускают между электродами в виде активированного угля с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм, заполненных в анодном и катодном пространстве. При очистке и разделении и раствора хроматирования используется постоянный ток 0,01-0,03 А и напряжение 0,5-1,5 В. В ходе разделения из раствора удаляются ионы алюминия Al3+, а ионы хрома CrO4 2- возвращают в ванну хроматирования. Образующийся при разделении анолит, содержащий ионы алюминия Al3+, сливается из анодной камеры, где из него извлекаются ионы алюминия, а католит, содержащий ионы хрома, из катодной камеры возвращают в ванну хроматирования. Способ обеспечивает циркуляцию хрома в замкнутом технологическом цикле при отсутствии каких-либо потерь и образования отходов. Для уменьшения(или более полного извлечения ионов алюминия Al3+) из раствора, который возвращают в ванну хроматирования электролиз кислотных растворов хроматирования проводят в течение 5-12 минут, как минимум, в две стадии.The method is as follows. A spent highly concentrated chromatization solution is passed between the electrodes in the form of activated carbon with a particle size of 0.5 to 2.0 mm, filled in the anode and cathode space. During purification and separation of the chromatization solution, a direct current of 0.01-0.03 A and a voltage of 0.5-1.5 V are used. During the separation, aluminum ions Al 3+ are removed from the solution, and chromium ions CrO 4 2- are returned to chromate bath. The anolyte formed during separation, containing Al 3+ aluminum ions, is discharged from the anode chamber, where aluminum ions are extracted from it, and the catholyte containing chromium ions is returned from the cathode chamber to the chromate bath. The method provides the circulation of chromium in a closed process cycle in the absence of any losses and waste generation. To reduce (or more fully recover the aluminum ions Al 3+ ) from the solution that is returned to the chromatography bath, the electrolysis of acidic chromation solutions is carried out for 5-12 minutes in at least two stages.
Устройство для очистки и регенерации кислотных растворов хроматирования (фиг. 1) содержит корпус 1, представляющий собой электродную ячейку прямоугольной формы. В центре корпуса 1 установлена перегородка 2 (непроницаемая диафрагма), разделяющая электродное пространство на катодное и анодное пространство. Перегородка 2, разделяющая катодное и анодное пространство, выполнена из непроницаемого материала, например из поликарбоната. Токоподвод 4 выполнен из графита марки ГЭ-3, а в качестве электродов использован заполненный в катодном и анодном пространстве на высоту 0,8-0,9 от высоты перегородки 2 активированный уголь 3 с размером частиц от 0,5 до 2,0 мм.A device for the purification and regeneration of acid chromatization solutions (Fig. 1) comprises a
Устройство работает следующим образом. Активированный уголь, высушенный при температуре 105°C до постоянной массы, засыпается в корпус 1 электродной ячейки - отдельно в анодное и катодное пространство. Промывается дистиллированной водой для очистки от примесей. Заливается кислотный раствор хроматирования выше уровня насыпанного активированного угля 3 и выше на 0,5-1,0 см от верхнего края перегородки 2. От источника постоянного тока подается электрический ток через токоподводы 4, выполненные из графита, к поверхности активированного угля 3. Устанавливается заданное напряжение величиной в интервале 0,5-1,5 В и ток величиной от 0,01-0,03 А, при данных условиях происходит процесс регенерации растворов хроматирования. Раствор, разделенный на аналит и каталит, через сливы 5 сливается в пробоотборники (на чертеже не показаны). Аналит - это очищенный, по меньшей мере в две стадии в течение 5-12 минут, от алюминия раствор и является концентрированным раствором хроматирования, который возвращается в ванну хроматирования для повторного использования, а каталит представляет собой раствор, содержащий ионы алюминия, который направляется в емкость для дальнейшего технологического использования в производстве ценных компонентов. Например, для получения флокулянта и др.The device operates as follows. Activated carbon, dried at a temperature of 105 ° C to constant weight, is poured into the
Эффективность работы данной установки с использованием пористого электродного материала - активированного угля в виде электродов (катод или анод) на его основе тем выше, чем больше удельная поверхность, пористость и рабочая толщина используемых электродных материалов.The efficiency of this installation using a porous electrode material - activated carbon in the form of electrodes (cathode or anode) based on it, the higher, the greater the specific surface, porosity and working thickness of the used electrode materials.
ПримерExample
В электродную ячейку размером 60×30 мм и высотой 30 мм подавалось 100 мл кислотного раствора хроматирования, с содержанием основных компонентов:In the electrode cell measuring 60 × 30 mm and a height of 30 mm, 100 ml of an acidic chromation solution was supplied, containing the main components:
Устанавливалось напряжение 1,5 В и ток 0,03 А, при которых проводился процесс регенерации кислотных растворов хроматирования. Аналит и каталит собирался в отдельные сборники и по результатам анализа определялось содержание хрома в аналите и каталите. Для определения концентрации ионов хрома в растворе использовали колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2УХЛ 4,2. По полученным данным оптической плотности построен градуированный график, позволяющий определять концентрацию ионов хрома в растворе. В зависимости от назначения регенерации раствора хроматирования, можно уменьшить содержание хрома в каталите до определенных значений, то есть до значений, необходимых для проведения процесса хроматирования. Для более глубокого извлечения ионов хрома можно использовать многостадийный процесс очистки и регенерации кислотного раствора хроматирования. Так, например, при проведении 2-х стадий разделения исходного раствора с содержанием ионов хрома 52,671 г/л, снизилась концентрация ионов хрома до 25,217 г/л, а при проведении 3-х стадий концентрация ионов хрома снизилась до 18,913 г/л (см. фиг. 2).A voltage of 1.5 V and a current of 0.03 A were established at which the process of regeneration of acid solutions of chromation was carried out. The analyte and catalit were collected in separate collections and the chromium content in the analyte and catalyte was determined by the results of the analysis. To determine the concentration of chromium ions in the solution, a KFK-2UKHL 4.2 photoelectric concentration calorimeter was used. Based on the obtained optical density data, a graded graph is constructed that allows one to determine the concentration of chromium ions in solution. Depending on the purpose of the regeneration of the chromatization solution, it is possible to reduce the chromium content in the catalyte to certain values, that is, to the values necessary for the chromatization process. For a deeper extraction of chromium ions, you can use the multi-stage process of purification and regeneration of an acidic solution of chromation. So, for example, during the 2 stages of separation of the initial solution with the content of chromium ions 52.671 g / l, the concentration of chromium ions decreased to 25.217 g / l, and during the 3 stages the concentration of chromium ions decreased to 18.913 g / l (cm Fig. 2).
Не требуется дорогостоящих химических реагентов, при регенерации шламовых отходов для дальнейшей утилизации в специальных хранилищах. Энергозатраты, потребляемые установкой даже на максимальных значениях, составляют 0,03А×1,5 В=0,045 Вт. Кроме того, активированный уголь обладает поверхностью 500-2200 м2/на 1 г угля и это не сравнимо больше плоских электродов, применяемых в прототипе. При очистке и регенерации кислотного раствора хроматирования концентрация хрома в каталите уменьшилась в 7 раз, а в аналите она возросла до значения, достаточного для повторного использования в технологическом процессе хроматирования.It does not require expensive chemicals when regenerating sludge waste for further disposal in special storage facilities. The energy consumption consumed by the installation even at maximum values is 0.03A × 1.5 V = 0.045 W. Furthermore, the activated carbon has a surface of 500-2200 m 2 / g charcoal for 1 and it is not comparable to larger planar electrodes used in the prior art. During purification and regeneration of the acid solution of chromation, the concentration of chromium in the catalyte decreased by 7 times, and in the analyte it increased to a value sufficient for reuse in the technological process of chromation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148696A RU2612248C1 (en) | 2015-11-12 | 2015-11-12 | Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148696A RU2612248C1 (en) | 2015-11-12 | 2015-11-12 | Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2612248C1 true RU2612248C1 (en) | 2017-03-03 |
Family
ID=58459592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015148696A RU2612248C1 (en) | 2015-11-12 | 2015-11-12 | Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612248C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4699701A (en) * | 1986-10-29 | 1987-10-13 | Tenneco Canada Inc. (Erco Division) | Electrochemical removal of chromium from chlorate solutions |
RU2075448C1 (en) * | 1993-12-23 | 1997-03-20 | Акционерное общество Завод "Теплообменник" | Plant for regenerating chromium-containing liquors |
RU2087423C1 (en) * | 1993-12-09 | 1997-08-20 | Закрытое акционерное общество "РЭП Водоканал" | Method of cleaning water streams |
RU2158713C1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-11-10 | Быков Игорь Николаевич | Method of treatment of sewage waters and device for its embodiment |
RU2011131512A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | METHOD FOR REGENERATING A SOLUTION OF BLACK CHROMATING ZINC COATINGS |
-
2015
- 2015-11-12 RU RU2015148696A patent/RU2612248C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4699701A (en) * | 1986-10-29 | 1987-10-13 | Tenneco Canada Inc. (Erco Division) | Electrochemical removal of chromium from chlorate solutions |
RU2087423C1 (en) * | 1993-12-09 | 1997-08-20 | Закрытое акционерное общество "РЭП Водоканал" | Method of cleaning water streams |
RU2075448C1 (en) * | 1993-12-23 | 1997-03-20 | Акционерное общество Завод "Теплообменник" | Plant for regenerating chromium-containing liquors |
RU2158713C1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-11-10 | Быков Игорь Николаевич | Method of treatment of sewage waters and device for its embodiment |
RU2011131512A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | METHOD FOR REGENERATING A SOLUTION OF BLACK CHROMATING ZINC COATINGS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101748430B (en) | Copper recovery system of printed board acid etching waste solution and etching solution regeneration method | |
CN201777952U (en) | Integrated device for treatment of wastewater containing heavy metals | |
CN201713362U (en) | Plate type compound electrochemical device used for recovering heavy metal in wastewater | |
CN101798131A (en) | High-efficiency electroplating wastewater treatment and resource utilization device | |
Vasudevan et al. | Effect of alternating and direct current in an electrocoagulation process on the removal of cadmium from water | |
CN102001776B (en) | Method and device for recycling organic wastewater with high salinity | |
CN105399187B (en) | A kind of method of recycling steel wire rope pickle liquor | |
CN201614411U (en) | Printed-board acid etching waste liquid regenerating and copper recycling device | |
CN101935126B (en) | Combined treatment method for electro-deposition and membrane separation of zinc-containing heavy metal waste water | |
CN102633326A (en) | Ion exchange membrane electrolysis method for treating acid waste water containing chloride in copper metallurgy process | |
CN101423269A (en) | Method and apparatus for treating electroplating waste water | |
CN106430746A (en) | Process for pretreating natural gas produced water with electric flocculation | |
CN104030500B (en) | A kind of Processes and apparatus removing nickel ion in section aluminum waste water | |
RU148901U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT FROM COMPOUNDS OF NON-FERROUS AND RARE-EARTH METALS | |
CN203833685U (en) | Low-concentration heavy metal wastewater membrane electrolysis treatment device | |
CN203960016U (en) | Heavy metal device in solid waste is removed and reclaimed to electrochemistry | |
Yilmaz et al. | Removal of cadmium by electrocoagulation and a cost evaluation | |
RU2612248C1 (en) | Method for cleaning and regeneration of acidic chromate solutions and device forits implementation | |
CN104726866A (en) | Acidic etching waste liquid regeneration and copper recovery device | |
CN203307440U (en) | Recycling device for processing copper ions in electroplating wastewater | |
CN115465979A (en) | Rotational flow electrolysis-ion exchange coupling system and method for deeply removing and recovering heavy metal ions in water body | |
CN102642906B (en) | Additive applied to treatment of chlorine containing solution through ion exchange membrane electrolytic technology | |
CN206384963U (en) | A kind of electric flocculation equipment | |
CN201678496U (en) | Electroplating waste water electrolytic tank with hydraulic cyclone separator | |
CN102557306A (en) | Application of titanium anode in high-concentration industrial wastewater treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201113 |