UA148183U - Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва - Google Patents
Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва Download PDFInfo
- Publication number
- UA148183U UA148183U UAU202101257U UAU202101257U UA148183U UA 148183 U UA148183 U UA 148183U UA U202101257 U UAU202101257 U UA U202101257U UA U202101257 U UAU202101257 U UA U202101257U UA 148183 U UA148183 U UA 148183U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- solution
- copper
- iron
- nickel
- hydroxide
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 47
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 39
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 3
- -1 iron metals Chemical class 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical class N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- WZGNVVUXVXNNOX-UHFFFAOYSA-N [Fe+] Chemical compound [Fe+] WZGNVVUXVXNNOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- UJGOCJFDDHOGRX-UHFFFAOYSA-M [Fe]O Chemical compound [Fe]O UJGOCJFDDHOGRX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва включає виконання операцій: гальванічний шлам піддається розчиненню в сірчаній кислоті з утворенням гідроксидів металів, що переходять в розчинні сульфати, а нерозчинні домішки і сульфат кальцію залишаються в осаді, які після фільтрації та сушіння відправляють на склад. При цьому сульфати металів цинку, нікелю, міді, заліза спрямовують дозовано через мірник до реактора з мішалкою, куди за допомогою мірника подається 25 %-ий розчин гідрооксиду амонію з одночасним нагнітанням компресором в розчин стиснутого повітря, що в сукупності призводить до утворення розчину гідроксидів металів та сульфату амонію, який потім відокремлюють на барабанному фільтрі з наступним упарюванням у випарному апараті та висушуванням у вакуум-сушильній камері, а утворений при цьому осад, що містить гідроксиди металів, після фільтрації на барабанному фільтрі направляється до накопичувача, звідкіля через мірник надходить до реактора, де внаслідок реакції з розчином гідрооксиду натрію, поданого через мірник, утворюється розчин з нерозчинних гідроксидів міді, нікелю та заліза та розчиненого комплексу двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти з наступним його фільтруванням на барабанному фільтрі. При цьому утворений фільтрат - комплекс двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти - надходить до випарного апарату та вакуум-сушильної камери і зневоднюється, а осад обробляють 25 %-им розчином гідроксиду амонію, поданого через мірник, утворюються нерозчинний гідрооксид заліза та розчинні аміачні комплекси міді та нікелю, що відокремлюються на барабанному фільтрі, при цьому осад - гідроксид заліза - висушується в вакуум-сушильній камері та прокалюється в печі, а фільтрат випаровується у випарному апараті з наступним висушуванням у вакуум-сушильній камері з отриманням кристалічної суміші комплексів міді та нікелю.
Description
Корисна модель належить до гальванотехніки та промислової екології, зокрема до технологічних підходів з переробки шламів, що утворюються в процесах гальванічного способу нанесення на деталі нікелевого покриття.
Відома технологічна схема після виробничої обробки електролітів (Лурье Ю.Ю., Рьібникова
А.И. Химический анализ производственньіїх вод. Изд. 4-е. - М.: Химия, 1974. - С. 50-65), що передбачає змішування відпрацьованих електролітів, що містять солі важких металів, з травильними розчинами гальванічного виробництва з додаванням гідроксиду кальцію чи іншими реагентами без утилізації компонентів.
У результаті отримують шлам з гідроксидів металів і сульфату кальцію, який складується на поверхні і в надрах землі і є стабільним джерелом забруднення навколишнього середовища, що призводить практично до втрати металовмісної сировини.
Дана технологічна схема обробки є неефективною, не економічною та завдає суттєвої шкоди навколишньому середовищу.
Також відома технологічна схема за способом (Запольский А.К. Комплексная переработка сточньїх вод гальванического производства. - К.: Техніка, 1989. - С. 40-47) з виокремленням металів з гальванічного шламу, що передбачає, після переведення усіх компонентів у розчинний стан, застосування таких способів розділення, як зворотній осмос, ультрафільтрація, електродіаліз, іонний обмін тощо.
Проте даний підхід вимагає використання складної апаратури та технічних засобів розділення, значних витрат енергії і не є економічно виправданим.
Відома технологічна схема за способом добування металів з гальваношламів (Патент ОА 4407Б А кл. 6 С22В 7/00, опубл.15.01.2002, бюл. Мо 1|), що включає введення у вихідний шлам твердого відновника у кількості, необхідній для відновлення всіх металів, що містяться у шламі, створення із шлакоутворюючих компонентів шламу шлакової системи з температурою плавлення 1550-1600 "С, завантаження шихти у відновний реактор на шар кускового вуглецевого відновника, розігрітого до 1890-1950 "С за рахунок джоулева тепла, розплавлення матеріалу, фільтрацію розплаву крізь шар відновника, відвід возгонів відновлених металів нижче верхнього рівня кускового вуглецевого шару і видалення розплавлених металів з реактора на рівні подини безперервно в міру надходження розплаву.
Зо Дана схема характеризується доволі великими витратами енергії на процес термічного плавлення та має значні потреби у витратах праці, що є негативними рисами даного способу.
Відома технологічна схема за способом утилізації гальваношламів, що включає добавку до шламу кварцового піску, грануляцію, сушіння і відновне електроплавлення. В результаті такої переробки одержують чавун, шлак і пил зі вмістом оксиду цинку 50 95 (Баранов Л.М., Тимофеев
С.С. Пірометалургійна технологія утилізації осадів стічних вод гальванічних виробництв // Хімія і технологія води, 1996, - Т. 18, Мо 4, - С. 388-391).
У наведеному способі коштовні кольорові метали, що містяться в шламі, такі як нікель, мідь, хром, не витягаються, а розчиняються в чавуні, в результаті чого відбувається як втрата якості вказаних металів, так і погіршення якості чавуну, у якому зазначені метали є небажаними домішками.
Відома технологічна схема за способом обробки твердих відходів гальванічного виробництва шляхом двохступеневого гідрометалургійного вилучення міді зі шламу. |(Пальгунов
ПП., Сумароков М.В. Утилизация промьішленньїх отходов. - М.: Стройиздат, 1990. - 352 с.|.
Суть способу полягає у кислотному розчиненні мідьвмісної фракції з подальшим електроосадженням з вилуженого розчину металу на електроді. Для практично повного видалення міді зі шламу (299 95) необхідним є не менш ніж 5-кратний надлишок розчину по відношенню до маси шламу, та витрата 5кВт год./кг електроенергії на електроосадження міді при тривалості процесу 3-5 діб.
Недоліком цієї технологічної схеми за способом є тривалий час обробки, велика витрата вилуговуючого реагенту, що спричиняє утворення значної кількості вторинних забруднень у вигляді стічних вод, а також досить велика витрата електроенергії на електроосадження міді.
Найближчим аналогом корисної моделі є комплексна технологія утилізації поліметалічних осадів стічних вод гальванічного виробництва з низьким вмістом кольорових металів (Рашевская, И.В. Разработка комплексной технологии обработки и утилизации осадков сточньмх вод гальванических производств: автореф. дис. канд. техн. наук / И.В. Рашевская - Пенза, 2006. - 20 с.). На першій стадії в результаті вилуговування іонів важких металів з шламу розчином сірчаної кислоти концентрацією 95-100 г/дм3 в розчин переходять катіони міді, нікелю, цинку, хрому та заліза, а малорозчинний осад СазоО»ї, після фільтрування і багаторазового промивання, може використовуватися для виготовлення гіпсових будівельних виробів. Для вилучення іонів важких металів (ІВМ) з розчинів вилуговування використовували електрохімічний метод - цементацію і метод виборчого осадження гідроксидів металів.
Технологічна схема аналогу включає осадження міді з розчинів вилуговування цементацією системі "алюміній - активоване вугілля" при рН-1,6-1,7 до випадання в осад гідроксиду і основних солей Рец). Далі, використовуючи ступеневу зміну рнН, з розчину виділяли гідроксиди металів. При рН-3,3-3,5 осаджується і відокремлюється від розчину гідроксид заліза (ІІ). Щоб зменшити втрати ІВМ в результаті сорбції їх гідроксидом алюмінію, що накопився після цементації, і підвищення чистоти виділених гідроксидів важких металів, рН розчину далі доводили до значення 10,5-10,86, при якому алюміній був присутній у вигляді розчинних комплексів (АКОН)І(НгО)»гі і (АКОН) ві)», а нікель, залізо (ІІ), хром (ІІІ) ії цинк - у вигляді гідроксидів в осаді. На цій стадії цинк концентрується у результаті накопичення декількох порцій осаду на фільтрі. Далі, після поділу розчину і осаду фільтруванням, гідроксид цинку знову розчиняли в розчині лугу при рН-13,5. При цьому деяка частина іонів хрому (ІІЇ) також переходить в розчин у вигляді (С((ОН)вЇз разом з розчинними цинковмісними гідрокомплексами, але більша частина іонів хрому (І) залишається в осаді у вигляді гідроксиду. Цинк з розчину витягували цементацією на алюмінії при рНе-13-13,5 у збірнику з відфільтрованим розчином, куди вставляється каркас із сітчастим фільтром з полімерного матеріалу, на якому за допомогою штанг кріпляться аноди і катоди.
Після закінчення процесу цинкову губку промивають, каркас із фільтром і електродами виймають, а розчин з гідрокомплексів алюмінію і цинку направляють на повторне використання.
Після відокремлення розчину з цинковмісних гідрокомплексів від осаду Ре(ОН)г2, Ее(ОН)»з,
СОН)», М((ОН)»: подальше розділення ІВМ здійснюється за допомогою ступеневої зміни рН при підкисленні розчином сірчаної кислоти.
Недоліками аналогу є занадто висока багатостадійність та складність реалізації.
Задачею корисної моделі поставлена розробка технологічної схеми реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва, яка би дозволяла здійснювати сумісну утилізацію цинк-, нікель-, мідь- та залізовмісних відходів гальванічного виробництва з видобутком цінних кольорових металів при залученні незначних матеріальних ресурсів.
Поставлена задача вирішується тим, що гальванічний шлам піддається розчиненню у
Зо сірчаній кислоті з утворенням гідроксидів металів, що переходять в розчинні сульфати, а нерозчинні домішки і сульфат кальцію залишаються в осаді, які після фільтрації та сушіння відправляють на склад, при цьому, згідно з корисною моделлю, сульфати металів цинку, нікелю, міді, заліза спрямовують дозовано через мірник до реактора з мішалкою, куди за допомогою мірника подається 25 95-ий розчин гідрооксиду амонію з одночасним нагнітанням компресором в розчин стиснутого повітря, що в сукупності призводить до утворення розчину гідроксидів металів та сульфату амонію, який потім відокремлюють на барабанному фільтрі з наступним упарюванням у випарному апараті та висушуванням у вакуум-сушильній камері, а утворений при цьому осад, що містить гідроксиди металів, після фільтрації на барабанному фільтрі направляється до накопичувача, звідкіля через мірник надходить до реактора, де внаслідок реакції з розчином гідрооксиду натрію, поданого через мірник, утворюється розчин з нерозчинних гідроксидів міді, нікелю та заліза та розчиненого комплексу двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти з подальшим його фільтруванням на барабанному фільтрі, при цьому утворений фільтрат - комплекс двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти - надходить до випарного апарату та вакуум-сушильної камери і зневоднюється, а осад обробляють 25 95-им розчином гідроксиду амонію, поданого через мірник, утворюються нерозчинний гідрооксид заліза та розчинні аміачні комплекси міді та нікелю, що відокремлюються на барабанному фільтрі, при цьому осад - гідроксид заліза - висушується в вакуум-сушильній камері та прокалюється в печі, а фільтрат випарюється у випарному апараті з наступним висушуванням у вакуум-сушильній камері з отриманням кристалічної суміші комплексів міді та нікелю.
В основу запропонованої технологічної схеми закладений реагентний енерго- і ресурсозберігаючий і екологічно безпечний спосіб спільної утилізації цинк-, нікель, мідь- і залізовмісних шламів гальванічного виробництва, що не містять комплексоутворюючих добавок.
В іншому випадку осадження зазначених металів гідроксидом кальцію було б не повним через стійкість комплексів цих металів, а їх переведення в шламоподібний стан утруднене.
Спосіб заснований на розроблених умовах осадження іонів заліза (Ії) ї (ІІ), цинку, міді, нікелю та їх здатності до комплексоутворення.
Розроблений спосіб здійснюється у дві стадії.
Перша стадія. Багатокомпонентний гальванічний шлам піддається подрібненню з наступним бо розчиненням диспергованої маси в сірчаній кислоті, при цьому гідроксиди цинку, нікелю, міді та заліза (І) переходять в розчинні сульфати, а нерозчинні домішки і сульфат кальцію залишаються в осаді, що після фільтрації та сушіння відправляють на склад. Після фільтрації в отриманий фільтрат поступово при перемішуванні додають 25 Фо-ий розчин гідроксиду амонію в стехіометричній кількості для осадження цинку, нікелю, міді та заліза (1).
Одночасно, для повного осадження заліза, через водний розчин сульфатів цинку, нікелю, міді, заліза (ІІ) пропускають стиснене повітря. Це необхідно для окиснення заліза (ІЇ) в залізо (ПП), так як розчинність гідроксиду заліза (ІІ) значно менша, ніж заліза (ІІ). Для перетворення заліза (ІІ) в залізо (І) рекомендовано застосовувати пероксид водню, що прискорить процес окислення в кілька разів.
Після окиснення заліза (ІІ) в залізо (ІІ) отримують розчин, що містить гідроксиди цинку, нікелю, міді та заліза (ІІ) ії сульфат амонію. Осад відокремлюють фільтруванням, одержуючи фільтрат сульфату амонію, який випарюють, сушать і подають на склад. Осад використовують для виділення з нього цинку, нікелю, міді, заліза на другій стадії.
Друга стадія. Осад обробляють надлишком розчину гідроксиду натрію, отримуючи розчинний комплекс двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти, а в осаді залишаються нерозчинні гідроксиди міді, нікелю та заліза (І). Розчин з комплексом цинку після фільтрації упарюють, сушать і отримують кристалічний комплекс цинку.
Осад з гідроксидами міді, нікелю та заліза (І) обробляють 25 55-им розчином гідроксилу амонію. Гідроксиди міді та нікелю переходять при цьому в розчинні аміачні комплекси, а гідроксид заліза (І) переходить в осад. Після фільтрування розчин з комплексами міді та нікелю упарюють, висушують, а отриману кристалічну суміш комплексів міді та нікелю відправляють на склад.
Осад, що містить гідроксид заліза (ІІ), після фільтрування виділяють в індивідуальному стані, його сушать, прокалюють і відправляють на склад.
Реалізація кожної стадії запропонованого способу проілюстровано схемою.
Приклад реалізації запропонованої технологічної схеми утилізації відходів гальванічного виробництва.
Шлам із накопичувача 1 подають до вальцьової дробарки 2 для подрібнення, після чого подрібнений продукт подають із накопичувача З транспортером 4 у мірник 5, а у мірник 6 з накопичувача 7 надходить сірчана кислота. Реагенти з мірників 5 і 6 в необхідних кількостях подають в реактор 8. Реакційну суміш перемішують мішалкою з електроприводом 9. По завершенні реакції продукт у вигляді розчину і нерозчинних домішок (сульфат кальцію, кремнезем) випускають з реактора 8 на барабанний фільтр 10. Фільтрат насосом 11 направляють в накопичувач 12, а вологий шлам з нерозчинними домішками - в шламонакопичувач (на склад).
З накопичувача 12 через мірник 13 фільтрат - водний розчин сульфатів заліза (ІІ), міді, цинк і нікелю - направляють в реактор 14, обладнаний мішалкою. У реактор через мірник 15 з накопичувача 16 подають розчин гідроксиду амонію. Через компресор 17 в реактор 14 постійно подають повітря. Осад гідроксидів цинку і заліза (ІІІ), міді і нікелю, що утворився в реакторі, разом з розчином сульфату амонію подають на барабанний фільтр 18. Фільтрат - водний розчин сульфату амонію - збирають в збірник 19, звідки подають до випарного апарату 20, потім до вакуум-сушильну камеру 21. Висушений продукт - сульфат амонію - відправляють на склад.
Гідроксиди заліза (ІП), міді, цинку їі нікелю після барабанного фільтра 18 надходять спочатку до накопичувача 22, потім в мірник 23. У реактор 24, обладнаний мішалкою 25, з накопичувача 26 через мірник 27 надходить гідроксид натрію, а з мірника 23 - суміш гідроксидів заліза (Ії), міді, цинку і нікелю. В результаті реакції в реакторі 24 утворюються розчинний у воді комплекс цинку (двозаміщена натрієва соль метацинкової кислоти) та нерозчинні гідроксид заліза (І), цинку, міді та нікелю. Продукти реакції з реактора 24 подають на барабанний фільтр 28, де відокремлюють осад гідроксиду заліза (І), цинку, міді та нікелю від розчину. Двозаміщену натрієву сіль метацинкової кислоти, що перейшла в фільтрат, направляють у збірник 29, звідки подають у випарний апарат 30, потім вакуум-сушильну камеру 31.
Осад (гідроксиди заліза (ІІ), нікелю та міді) насосом 32 подають спочатку в накопичувач 33, потім через мірник 34 - в реактор 35. Сюди ж при перемішуванні подають надлишок гідроксиду амонію з накопичувача 36 через мірник 37. В результаті реакції утворюються розчинні у воді аміачні комплекси міді та нікелю, а гідроксид заліза (І) залишається в осаді. Утворену суспензію подають на барабанний фільтр 38. Фільтрат після мірника 39 і випарного апарату 40 подають на вакуум-сушильну камеру 41 і далі на склад. Осад - гідроксид заліза (І) - після вакуум-сушильної камери 42 і прокалювання в печі 43 і відправляють на склад.
Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва є енерго- і бо ресурсозберігаючою, екологічно безпечною, характеризується відсутністю відходів і дозволяє повернути в сферу виробництва такі цінні дефіцитні кольорові метали, як цинк, нікель, мідь.
Продукти переробки - сульфат амонію, оксид заліза (ІІ), сульфат кальцію з кремнеземом - можуть представляти інтерес для сільського господарства, лакофарбової та будівельної промисловості відповідно.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва, згідно з якою гальванічний шлам піддається розчиненню в сірчаній кислоті з утворенням гідроксидів металів, що переходять в розчинні сульфати, а нерозчинні домішки і сульфат кальцію залишаються в осаді, які після фільтрації та сушіння відправляють на склад, яка відрізняється тим, що сульфати металів цинку, нікелю, міді, заліза спрямовують дозовано через мірник до реактора з мішалкою, куди за допомогою мірника подається 25 95-ий розчин гідрооксиду амонію з одночасним нагнітанням компресором в розчин стиснутого повітря, що в сукупності приводить до утворення розчину гідроксидів металів та сульфату амонію, який потім відокремлюють на барабанному фільтрі з наступним упарюванням у випарному апараті та висушуванням у вакуум- сушильній камері, а утворений при цьому осад, що містить гідроксиди металів, після фільтрації на барабанному фільтрі направляється до накопичувача, звідкіля через мірник надходить до реактора, де внаслідок реакції з розчином гідрооксиду натрію, поданого через мірник, утворюється розчин з нерозчинних гідроксидів міді, нікелю та заліза та розчиненого комплексу двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти з наступним його фільтруванням на барабанному фільтрі, при цьому утворений фільтрат - комплекс двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти - надходить до випарного апарату та вакуум-сушильної камери і зневоднюється, а осад обробляють 25 95-им розчином гідроксиду амонію, поданого через мірник, утворюються нерозчинний гідрооксид заліза та розчинні аміачні комплекси міді та нікелю, що відокремлюються на барабанному фільтрі, при цьому осад - гідроксид заліза - висушується в вакуум-сушильній камері та прокалюється в печі, а фільтрат випаровується у випарному апараті з наступним висушуванням у вакуум-сушильній камері з отриманням кристалічної суміші комплексів міді та нікелю.: мг, и ДІ ор шинки кох Ух ой х /ТІ. ря ід й 17 В ї Насклад 3 --, С-й нк пода ши 2, осад На склад х37/ 85, й 35 га : 28 о че Ясу аскла " 38 На склад й ни Сон 7ь32 Кв; «3 На склад 0000 КомпютернаверсткаЛ.Бурлак.їд 00000000 ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202101257U UA148183U (uk) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202101257U UA148183U (uk) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA148183U true UA148183U (uk) | 2021-07-14 |
Family
ID=76864872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU202101257U UA148183U (uk) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA148183U (uk) |
-
2021
- 2021-03-15 UA UAU202101257U patent/UA148183U/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101838736B (zh) | 湿法炼锌系统净液钴渣中有价金属的湿法分离方法 | |
CN105256141B (zh) | 一种电镀污泥资源化处理及综合回收利用的方法 | |
CN101423309B (zh) | 电镀废水及重金属双回收方法 | |
CN110835683B (zh) | 废旧锂离子电池材料中选择性提取锂的方法 | |
CN104445424A (zh) | 一种含锰废液制取高纯硫酸锰的方法 | |
CN108754148B (zh) | 一种含铜、锰、钴、锌、镍重金属废渣再回收的处理方法 | |
CN103781923A (zh) | 用于纯化氧化锌的方法 | |
CN101914684A (zh) | 一种锰冶金浸出渣无害化处理及综合利用方法 | |
CN111647754A (zh) | 一种钢铁厂含锌尘泥的综合利用方法 | |
CN104609683A (zh) | 一种铬鞣污泥中重金属铬的再生方法 | |
JP2012082458A (ja) | 亜鉛めっき廃液からの亜鉛の分離回収方法 | |
CN101134566B (zh) | 硫化镍精矿制备氨基磺酸镍工艺 | |
CN102399986A (zh) | 一种从含锌铜金精矿焙烧酸浸萃取提铜后液中回收锌的方法 | |
CN115491518B (zh) | 氯化法生产硫酸镍和硫酸钴的方法 | |
CN109576494B (zh) | 利用金属表面处理废物制备硫酸钠的方法 | |
UA148183U (uk) | Технологічна схема реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва | |
CN110735048A (zh) | 一种湿法炼锌含锌溶液中镁、氟的脱除方法 | |
UA147757U (uk) | Спосіб утилізації олово-, нікель-, мідь- та залізовмісних відходів гальванічного виробництва | |
UA148578U (uk) | Технологічна схема утилізації шламів гальванічного виробництва | |
KR101727891B1 (ko) | 정유 탈황 폐촉매로부터 몰리브덴 회수를 위한 친환경 습식공정 | |
CN108996752B (zh) | 一种从镍的萃余废水中回收低浓度镍的方法 | |
UA147980U (uk) | Спосіб рекупераційної утилізації гальванічних шламів | |
JP6550582B1 (ja) | 鉛の製造方法および製造設備 | |
CN102031379A (zh) | 一种分铜液电积法处理工艺 | |
CN109536711B (zh) | 金属表面处理废物的资源化利用处理系统 |