SU1761686A1

SU1761686A1 - Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов

Info

Publication number: SU1761686A1
Application number: SU904823796A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Ковалев; Ольга Викторовна Ковалева
Original assignee: Кишиневское научно-производственное объединение "Технология"
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Использование: гальванические производства и предпри ти цветной металлургии . Сущность изобретени : в сточные воды yfeu fe ввод т смесь высокодисперсного железа и угольного порошка при массовом соотношении компонентов 1:(0,05-0,1). Реагент ввод т в количестве, стехиометрическом к суммарному содержанию ионов т желых металлов. Процесс ведут при мэгнитоожи- жении среды, обеспечиваемом за счет интенсивного движени намагниченных сферических частиц в переменном электромагнитном поле напр женностью 5-15 кА/м. Способ позвол ет повысить степень очистки, получить осадок с повышенной гидравлической крупностью и снизить энергозатраты . 1 табл.

Description

Изобретение относитс к способам обработки воды и может быть использовано дл очистки стоков гальванического производства и предпри тий цветной металлургии .

Известен способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов путем разделени очищаемой воды на части, в одной из которых получают электролизом железосодержащий коагул нт, после чего отдел ют и смешивают его с другой частью воды.

Недостатками известного способа вл ютс высокие энергозатраты, низка степень очистки, а также то, что образующиес осадки гидроксидов металлов обладают аморфной структурой, плохо отстаиваютс , обезвоживаютс и утилизируютс .

Целью изобретени вл етс повышение степени очистки и увеличение гидравлической крупности осадка.

Дл осуществлени способа в сточные воды ввод т смесь высокодисперсного железа , предпочтительно дендритообразной

структуры, и угольного порошка при массовом соотношении компонентов 1:(0,05-0,1). Реагент ввод т в виде суспензии в количестве , стехиометрическом к суммарному со- держанию ионов т желых металлов. Величина частиц железа 0,05-1.0 мкм. Процесс обработки ведут при магнитоожиже- нии среды, обеспечиваемом за счет интенсивного движени намагниченных до насыщени сферических частиц, например, из спеченного гексаферрита бари , в переменном электромагнитном поле напр женностью 5-15 кА/м.

Высокодисперсное железо получают в процессе электролиза, например, отработанных сол но- и сернокислотных растворов от травлени стали. Электролиз осуществл ют при непрерывном сн тии порошка железа с вращающегос барабанного катода.

Процесс электролиза осуществл ют при рН раствора травлени 0,5-1,8 и значени х электродных потенциалов 0,9-1.1 в двухфаз (Л

С

vj

Os

С С О

ной среде, где второй фазой над водным раствором электролита вл етс слой органических веществ. Благодар наличию второй фазы над раствором электролита в услови х непрерывного отвода осаждаемого на катоде металлического железа обеспечиваетс его высока дисперсность. Выход по току выдел ющегос железного порошка составл ет 95-99%,

Отделенное дисперсное железо представл ет собой суспензию монокристаллов дендритообразной структуры с величиной кристаллитов 0,05-1,0 мкм.

Высокодисперсное железо можно получать также механическим истиранием, плазменно-фиэическим диспергированием и т.д., однако, наилучшие результаты достигаютс при использовании электролитически восстановленного дисперсного железа не только из-за характерной дендритообразной структуры монокристаллов, но и благодар тому, что в процессе катодного восстановлени железных осадков в их кристаллическую решетку включаетс некоторое количество водорода в протонированной форме, усиливающего восстановительные свойства реагента.

Дл повышени восстановительных свойств полученного железа в него ввод т угольный порошок, который может быть получен в процессе истирани в шаровых мельницах либо при разрушении в процессе электролиза насыпных или спрессованных анодов. В последнем случае диспергированный уголь, образу дисперсию в злектро- лите, извлекаетс в смеси с кэтодно-восстанавливаемым железным порошком . Количество образующегос угольного порошка в дисперсном железе зависит от марки угольных электродов.

Смесь железного и угольного порошков в высокодисперсном состо нии образуют гальванопару, смещающую потенциал железа в электроотрицательную область, что обуславливает еще более высокие восстановительные свойства реагента. Благодар этим свойствам реагента при введении его в воду ионы таких металлов, как медь, никель , цинк, хром и другие, в соответствии с правилом электроотрицательности восстанавливаютс до металлического состо ни , в то врем как железо вновь переходит в раствор в виде ионов Fe2, которые в нейтральной или слабощелочной среде гидроли- зуютс с образованием Fe(OH)2. При наличии в обрабатываемых сточных водах ионов Cr(VI), последние взаимодействуют с соединени ми двухвалентного железа, восстанавлива сь до Сг3+ и совместно с Fe + выпадают в виде гидроксидов, соосажда сь

с металлической фазой осадка. Образующиес частицы осадка сорбируют присутствующие в воде органические вещества. Количество вводимого реагента поддерживают в стехиометрическом соотношении к ионам т желых металлов.

Образующийс осадок преимущественно в виде свободных металлических фаз имеет кристаллическую структуру, обладает

0 повышенной гидравлической крупностью до 1,2-1,5 мм/с, легко отстаиваетс и обезвоживаетс , что снижает капитальные и эксплуатационные затраты при проведении этих операций. Кроме того, облегчаетс про5 блема утилизации таких осадков,например, в металлургическом производстве.

Пример. Очистке подвергают сточные воды, содержащие мг/л: Ni2 - 53,17, Cu2+- 27,21, Zn2+- 32,53, 72-35.

0Процесс очистки производ т в проточных услови х путем введени реагента-смеси электрохимически полученного высокодисперсного железа дендритообразной структуры и диспергированного уголь5

ного порошка - в зону магнитоожижени ,

образуемую интенсивным движением намагниченными сферическими частицами гексаферита бари . Переменное электромагнитное поле напр женностью 10 кА/м

0 создают соленоидом, размещенным с внешней стороны трубы. Массовое соотношение компонентов смеси - 1:0,1, дисперсность частиц железа - 0,05 мкм. Анализ на содержание ионов т желых металлов до и после

5 очистки осуществл ют на рентгенофлюо- ресцентном анализаторе. Гидравлическую крупность образующегос осадка определ ют постандартней методике. После очистки вода имеет следующие характеристики,

0 мг/л: Ni2+ - 0,02, - отсутствует, Zn2+ - 0,01, Cr + - 0,01. Гидравлическа крупность осадка - 1,5 мм/с, удельные затраты электроэнергии - 0,4 кВт.ч/м, осадок имеет кристаллическую структуру.

5в таблице представлены данные по эффективности очистки воды от ионов т желых металлов и характеристики отдел емого осадка в зависимости от параметров процесса очистки.

0Снижение количества вводимого реагента ниже стехиометрического не обеспечивает достаточной очистки воды, а превышение этого количества выше стехиометрического нецелесообразно, поскольку

5 ведет к перерасходу реагента. Уменьшение количества диспергированного угл по отношению к дисперсному железу ниже, чем 1: 0,05 снижает эффективность очистки воды и гидравлическую крупность осадка, а превышение этого соотношени выше, чем

1:0,1 существенно не сказываетс на эффективности очистки и свойствах образуемого осадка. Уменьшение напр женности переменного электромагнитного пол ниже 5 кА/м не обеспечивает достаточное магнитоожи- жение обрабатываемой воды и снижает эффективность очистки. Превышение этого значени выше, чем 15кА/м приводит к увеличению удельных энергозатрат и снижает гидравлическую крупность осадка.

Использование предложенного способа позвол ет повысить степень очистки от ионов т желых металлов, получить легко отстаиваемый и обезвоживаемый осадок с повышенной гидравлической крупностью, предотвратить дополнительное засоление очищаемой воды, снизить энергозатраты, повысить надежность работы очистных сооружений .

Claims

Формула изобретени Способ очистки сточных вод от ионов т желых металлов, включающий введение железосодержащего реагента с последующим отделением образующегос осадка, о т- личающийс тем, что, с целью повышени степени очистки и увеличени гидравлической крупности осадка, в качестве реагента используют смесь высокодисперсПо известному способу

ного железа и угольного порошка при массовом соотношении компонентов 1:{0.05- 0,1) в количестве, стехиометрическом к суммарному содержанию ионов т желых металлов, и процесс осуществл ют при маг- нитоожижении среды в переменном магнитном поле напр женностью 5-15 кА/м в . присутствии намагниченных сферических частиц.