SE464471B - Foerfarande foer att rena metallhaltiga loesningar - Google Patents

Description

464 471 2 sa att dessa föreligger i en mindre vattenvolym före en slutlig avskilining av kvicksilverföreningarna.

Samma sak gäller andra metaller. såsom kadmium och bly. _ ¿¿ Föreliggande uppfinning löser de angivna problemen och erbiuder ett enkelt n förfarande och en enkel anordning för att avskilia olika metaller. dock främst kvicksilver, kadmium och bly.

Föreliggande uppfinning hänför sig sáledes till ett förfarande för att rena metallhaltiga lösningar, särskilt processvatten innehållande metaller som kvicksilver, kadmium och/eller bly, där ifrågavarande metaller förekommer i vattenlöslig form, säsom ett kloridkomplex. där nämnda lösning bringas att passera genom en ionbytarmassa huvudsakligen bestående av sulfhydrerad cellulosa, varvid nämnda metaller adsorberas i den sulfnydrerade cellulosan. och utmärkes av att nämnda jonbytarmassa efter att en förutbestämd mängd av metall adsorherats bringas att regenereras, varvid en vattenlösning innefattande saltsyra (H01) med en koncentration av åtminstone omkring 1 molar H01 bringas att genomspola ionbytarmassan, samt av att ifrågavarande metall pa i och för sig känt sätt fälls ut som sulfid ur den vätska som vid genomspolningen elueras ur ionbytarmassan.

Nedan beskrives uppfinningen närmare och delvis i samband med ett pà bifogade ritning visat utföringsexempel av en anordning för genomförande av upp- finningen. där - fig 1 visar ett schematiskt tvärsnitt genom en anordning. - fig 2 visar en planvy av en kassett. - fig 3 visar ett snitt utmed linjen A-A i fig 2 - fig 4 visar en sidovy av den centrala delen av anordningen enl fig l.

Före liggande uppfinning är särskilt lämpad för att avskilia en eller flera av metallerna kvicksilver, kadmium, zink, och bly. där ifrågavarande metall förekommer i vattenlöslig form. En vanlig form är. da uppfinningen IQ tillämpas vid rökgasrening, ett kloridkomplex.

Enl uppfinningen bringas en vatten lösling innehållande nämnda komplex att passera genom en jonbytarmassa, som huvudsakligen bestar av sulfnydrerad cellulosa.

Jonbytarmassan framställs pà föliande sätt. Utgàngsmaterialet är cellulosa (C§H1aOa), som kan föreligga i form av lösa fibrer eller vara spunnen eller vara pá annat sätt formad till en sammanhängande struktur.

Cellulosan, som skall vara torkad, behandlas med en blandning av tioglykol- syra, ättiksyraanhydrid, ättiksyra, koncentrerad svavelsyra och avioniserat vatten. Per 10g cellulosa kan exempelvis användas 50 ml tioglykolsyra (HSCHQCOQHJ, 35 ml ättiksyraanhydrid ((CHsCO)aO), 16 ml ättiksyra (CHQCOQHJ och 0,15 ml svavelsyra Denna lösning silas genom cellulosan under en tid av 1 - 7 dygn vid en temperatur av 40 - 45° C. Därefter tvättas den behandlade cellulosan med avioniserat vatten och torkas till torrhet vid 40 - 45' C.

Vid denna behandling medför ättiksyraanhydriden att OH-grupper i cellulosan byts ut mot acetatgrupper. Tioglykolsyran medför att SH-grupper i denna substituerar nämnda acetatgrupper.

Sulfhydrerad cellulosa har formeln CaHa(SH)a. När en metall. såsom exempel- vis kvicksilver kommer i kontakt med den sulfnydrerade cellulosan binds kvicksilvret till SH-grupperna, sa att kvicksilver (Hg) ersätter väteatomen H.

För att ernà adsorption av kvicksilver bringas det förorenade vattnet. som tillföres ionbytarmassan att ha ett pH-värde högre än omkring 1. Företrädes- vis är pH-värdet omkring 2. Härvid adsorberas emellertid inte bl.a. zink. kadmium, bly eller koppar i nämnvärd grad.

För att adsorbera dessa ämnen bringas det förorenade vattnet, som tillföres jonbytarmassan att ha ett pH-värde omkring eller nagot överstigande 3.

Generellt gäller att ionbytarmassan adsorberar olika metaller vid olika pH-värden. Eftersom ovan nämnda metaller endast utgör exempel är uppfinningen inte begränsad till att avskilia de ovan angivna metallerna och ei heller begränsad till att endast tillföras förorenat vatten med nämnda pH-värden.

Fackmannen är fullt kapabel att med utnyttiande av normal analysteknik 464 471 4 anpassa pH-värdet till den eller de metaller, som önskas absorberade.

Enl. uppfinningen regenereras ionbytarmassan efter att en förutbestämd mängd av metall absorberats. Som exempel kan nämnas att ionbytarmassan bör regenereras när 50 - 70 g kvicksilver adsorberats per 1 000 g ionbytarmassa.

Regenereringen sker, genom att jonbytarmassan genomspolas med en vatten- lösning innefattande saltsyra (H01) med en koncentration av åtminstone 2 molar HCl. Alternativt kan koncentrationen vara 1 molar H01, men dä i kombination med omkring 2 molar koksalt tNaC1). Syrakoncentrationen kan även vara högre, exempelvis 3 molar H01.

Mängden erforderlig regenereringslösning är omkring 2 - 4 bäddvolymer.

Regenereringen tillgàr sä att vid en dylik hög syrastyrka eventuellt i kombination med en nög saltnalt, dvs vid närvaro av andra kationer än Hg“*, trängs kvicksilver ur sina positionner vid den sulfnydrerade cel- lulosans svavel (S), varvid kvicksilver äter gär i lösning samtidigt som kvicksilvret ersätts med väte (H).

Jonbytarmassan är därefter klar att åter användas.

Den ifrågavarande metallen fälls därefter ut som sulfid pà i och för sig känt sätt ur den vätska, som vid genomspolningen eluerats ur ionbytarmassan.

Exempelvis sker detta genom tillsats av TMTIS eller NaaS.

För att skydda den sulfhydrerade cellulosan fràn att slammas igenom av suspenderat material, som kan förekomma i den förorenade vätska. som tillföres ionbytarmassan, kan det vara lämpligt att som förbenandling filtrera vattnet genom exempelvis en bädd av fin sand.

Genom uppfinningen ernàllers en mycket bög grad av avskilining av metaller i ionbytarmassan.

Vidare föreligger efter regenereringen de avskilda metallerna i koncentrerad form i en relativt liten vätskevolym. jämfört med den vätskevolym. som passerat ionbytarmassan.

.Fn 0\ .ts .En »a ...s Följande kan nämnas som ett exempel.

För rening av 100 m° vätska, som använts för att rena rökgaser med avseende pä kvicksilver enl. det svenska patentet 440 608 erfordras c:a 10 kg sulfhydrerad cellulosa. En bäddvolym kan dä vara 50 l. För att regenerera en dylik bädd erfordras 2 - 4 bäddvolymer regenereringsvätska dvs. exempelvis 100 1.

Således har kvicksilvret i 100 m° vätska koncentrerats till en vätskevolym av 100 l. dvs. en grad av koncentrering av 1 000 gånger.

I fig. 1 - 4 visas scnematiskt en anordning för utövande av uppfinningen.

Anordningen innefattar en ionbytarkolonn 1 med en tilloppsledning 2 för förorenad vätska och en utloppsledning 3 för renad vätska. Jonbvtarkolonnen innehåller en jonbytarmassa 4 huvudsakligen bestående av sulfnydrerad cellulosa.

Jonbytarmassan 4 uppbäres av en eller flera kassetter 5 innefattande tva parallellt med varandra anordnade nät 6, 7, vilka uppbäres av en ram 8. där ionbytarmassan förefinns mellan näten, som säledes häller ionbytarmassan pa plats. Jonbytarmassan är företrädesvis spunnen eller pressad till en kaka av tillräcklig hallfastnet för att kunna kvarhàllas av näten.

Enl. en föredragen utföringsform innefattar jonbytarkolonnen ett antal kassetter 5. Vidare förefinns anordningar för att pátvingat driva den förorenade vätskan genom ionbytarmassan i kassetterna 5. Dessa anordningar innefattar en pump 9. Vidare innefattar anordningarna kanaler 10 sä avpassade att föroernade vätskan tvingas passera jonbytarmassan för att kunna strömma från tilloppet 2 till utloppet 3.

Exempelvis kan ionbytaren vara anordnad sasom illustreras i fig. 1. där ett antal kassetter 5 finns placerade parallellt med varandra pá tva olika nivåer, vilka nivaer avskiljs av en bärram 11. kassetterna S är placerade i ett omgivande hölie 12 eller hus, vars diup vinkelrätt papperet i fig. 1 motsvarar bredden av en kassett 5. I höliets tak 13 föreligger tilloppet 2 centralt placerat. I nöliets botten 14 finns tva utlopp 15, 16 vid bottens ytterkanter. Dessa utlopp förenas i det nämnda utloppet 3. I bärramen 11 finns nämnda kanaler 10 upptagna. Kanalerna är sä avpassande vad avser 464 471 6 dessas diameter, att en sådan strypning erhålles att den förorenade vätskan efter att ha inströmmat genom det centrala tillopptet 2 fördelas mellan att i horisontell led passera kassetterna i den övre raden och passera kanalerna 10 till kassetterna i en undre raden. såsom pilarna i fig. 1 antyder. I den undre raden tvingas den genom kanalerna 10 strömmade vätskan utåt, säsom pilarna visar, varefter den kan avgå genom utloppen 15. 16.

Företrädesvis är var och en av kassetterna S uppburna så att dessas ram 8 löper i en övre resp. undre U-formad styrskena 17, 18, så att kassetterna är inskiutbara i styrskenorna 17,18 i en riktning vinkelrätt mot papperets plan i fig. 1. Härigenom är kassetterna snabbt och enkelt borttagbara.

I fig. 4 visas en sidovy av jonbytarkolonnen med en kassett 5 i den övre raden och en kassett 5 i den undre raden antydda med streckade linier.

Företrädesvis är en sida 19 av ionbytarkolonnen borttagbar så att kassetterna kan insättas resp. uttagas. såsom pilarna 20 resp. 21 indikerar.

Jonbytarkolonnen liksom kassetterna inklusive näten är tillverkade i ett syrafast material, företrädesvis ett lämpligt plastmaterial.

Den förorenade vätskan tillföres anordningen via tilloppet 2. såsom pilen 22 antyder och passerar därefter ionbytarmassan.

Den renade vätskan föres via utloppet 3 till ett eller flera icke visade kärl för eventuell rening avseende andra ämnen är de avskilda metallerna före det att den renade vätskan utsläppes i en vattenrecipient, såsom pilen 23 antyder.

Efter utloppet 3 förefinns en tvàvägsventil 24. Till denna är dels en utloppsledning 25 för renad vätska ansluten, dels en ledning 26, vilken mynnar i ett kärl 27 ansluten.

Före pumpen 9 förefinns också en tvavägsventil 28. till vilken dels till- loppsledningen 2 och en ytterligare ledning 29 är anslutna.

Genom sistnämnda ledning 29 är regenereringsvâtska avsedd att tillföras. såsom pilen 30 antyder. När så sker avstänges tillförseln av förorenad vätska medelst ventilen 28. Regenereringsvätskan pumpas igenom ionbytar- 7 464 471 kolonnen och föres via ventilen 24 och ledningen 26 till kärlet 27 för uppsamling och utfällning av metaller pá det sätt som beskrivits ovan.

Fràn kärlet 27 föres vätskan vidare via en ledning 31 till icke visade behandlingskärl för eventuell ytterligare behandling.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning helt löser de tva inledningsvis nämnda problem.

Föreliggande uppfinning kan varieras i förhållande till de ovan angivna utföringsexemplen eller blandningarna. Vidare kan den sulfhydrerade cel- lulosan föreligga i annan fysisk form än vad som ovan sagts.

Föreliggande uppfinning skall således inte anses begränsad till de beskrivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (4)

464 471 8 Patentkrav

1. Förfarande för att rena metallhaltiga lösningar, särskilt processvatten innehållande metaller som kvicksilver, kadmium och/eller bly, där ifråga- varande metaller förekommer i vattenlöslíg form, såsom ett kloridkomplex, där nämnda lösning bringas att passera genom en ionbytarmassa (4) huvudsak- ligen bestående av sulfhydrerad cellulosa, varvid nämnda metaller adsorberas i den sulfhydrerade cellulosan, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda ionbytarmassa (4) efter att en förutbestämd mängd av-metall adsorberats bringas att regenereras, varvid en vattenlösning innefattande saltsyra (H01) med en koncentration av åtminstone omkring 1 molar H01 bringas att genomspola jonbytarmassan, samt av, att ifrågavarande metall på i och för sig känt sätt fälls ut som sulfid ur den vätska som vid genomspolningen elueras ur ionbytarmassan (4).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att för avskiljning av kvicksilver (Hg) bringas det förorenade vattnet, som tillföres ionbytarmassan att ha ett pH-värde högre än omkring 1, företrädesvis omkring 2. 1

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att för avskilining av bl a en eller flera av metallerna zink (Zn), kadmium (Cd), bly (Pb), koppar (Cu) och kvicksilver (Hg) bringas det förorenade vattnet, som tillföres ionbytarmassan att ha ett pH-värde omkring eller något högre än 3.

4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda vattenlösning för regenereringen ges en koncentration av ät- mínstone 2 molar HC1. S. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda vattenlösning för regenereringen ges en koncentration av åt- minstone 1 molar H01 och en koncentration av omkring 2 molar kolsalt (NaCl).