СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2006 года по МПК C02F1/66 C02F1/42 C02F101/20 C02F101/22 C02F103/16 

Описание патента на изобретение RU2288185C2

Изобретение относится к области очистки промывных вод электрохимического и химического производств, в частности к технологии получения обессоленной воды реагентным методом с доочисткой ионным обменом с целью возврата ее для повторного применения, и может быть использовано в гальванических производствах, цветной металлургии, теплоэнергетике и других отраслях промышленности.

Известен способ обработки морской воды по А.С. №1724605 C 02 F 5/02, 1992, Б.И. №13, включающий реагентную обработку (добавление гидроокиси кальция), отделение осадка (осветление) и Na-катионирование.

Недостатком данного способа является то, что после реагентной обработки в осветленной воде остается много катионов кальция и анионов SO42.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения воды по патенту РФ №2186736 кл. C 02 F 1/42; C 02 F 103/02, опубликованному 10.08.2002 г. (прототип) включающему реагентную обработку исходной воды известью или содой до рН 8,5÷11,6, отделение выпавшего осадка и пропускание осветленной воды через ионообменный фильтр с загрузкой карбоксильным катионитом.

Недостатком данного способа является то, что он имеет узкий диапазон технологических возможностей, в основном для умягчения воды, когда удаляются только катионы металлов.

Реагентная обработка известью промывных вод гальванических производств, содержащих катионы тяжелых металлов (никель, железо, медь) и анионы сильных кислот (серной, хромовой, фосфорной), не удаляет из воды анионы этих кислот и тем самым не снижает нагрузку на ионообменные смолы, что не увеличивает период работы до их регенерации. Кроме того, образующиеся гидроокиси никеля, железа, меди имеют структуру коллоидов и трудно отделяются от воды, что требует применения специального оборудования (фильтры, центрифуги).

Технический эффект изобретения - расширение технологических возможностей способа, увеличение периода работы смол до их регенерации, оптимизация структуры осадка для последующего отделения, сокращение расхода реагентов, упрощение технологии.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе очистки промывных вод гальванического производства, включающем осаждение реагентами катионов и анионов, отделение осадка и доочистку фильтрата ионообменными смолами, согласно заявляемому техническому решению в качестве реагента для осаждения используют насыщенный при комнатной температуре раствор гидроокиси бария в количестве, обеспечивающем значение рН промывных вод в интервале рН 7,8÷8,4, а отделение осадка производят отстаиванием.

Нами установлено, что при реагентной обработке промывной воды, содержащей катионы металлов Ni2+, Cu2+, Fe2+ и анионы SO42-, CrO42-, PO43-, насыщенным при комнатной температуре раствором гидроокиси бария до значения рН в интервале 7,8÷8,4 практически полностью удаляются из воды катионы металлов в виде осадков гидроокисей и анионы сильных кислот в виде осадка труднорастворимых солей бария. При этом соли бария (сульфат, хромат, фосфат) имеют кристаллическую структуру, легко осаждаются за счет большой атомной массы бария (137) и совместно с ними легко соосаждаются гидроокиси металлов. Небольшая остаточная концентрация в воде солей дочищается на ионообменных смолах, при этом нагрузка на них незначительная, и увеличение периода работы до их регенерации возрастает в 10 раз по сравнению с реагентной обработкой воды известью.

Способ реализуется следующим образом.

В промывную воду, содержащую катионы тяжелых металлов и анионы сильных кислот, добавляют насыщенный при комнатной температуре раствор гидроокиси бария в таких количествах, чтобы рН обработанной воды находился в интервале 7,8÷8,4. Из образовавшейся суспензии удаляют отстаиванием осадки гидроокисей металлов и соли бария сильных кислот (серной, фосфорной, хромовой). Осветленную воду пропускают последовательно через катионитовый фильтр с загрузкой катионита в Н форме и анионитовый фильтр с загрузкой анионита в ОН форме. В результате получают фильтрат - обессоленную воду с сопротивлением 1 МОм, которую можно повторно использовать для промывки деталей после всех операций технологического процесса нанесения покрытий.

В процессе фильтрации на катионите адсорбируются катионы бария, натрия и следы катионов тяжелых металлов, а на анионите - анионы соляной кислоты, борной и следы анионов серной, хромовой и фосфорной кислот. В связи с тем, что концентрация в промывной воде катионов бария, натрия и анионов соляной и борной кислот незначительны (менее 30 мг/л), цикл насыщения ионообменных смол длительный, и их регенерация производится редко, что сокращает расход реагентов и объем элюатов.

Пример.

Промывную воду с линии нанесения никелевого и хромового покрытия, содержащую Ni2+≈0,2 г/л, SO42-≈0,3 г/л, CrO42-≈0,3 г/л, Fe2+≈0,01 г/л, Cl-≈0,02 г/л с рН 2, обрабатывают насыщенным при комнатной температуре раствором гидроокиси бария (ГОСТ 4107-78) до значения рН 8,4. При этом доза гидроокиси бария составила 1 г на 1л исходной воды. Выделившийся осадок отделяют от жидкой фазы отстаиванием в течение 60 мин и получают осветленную воду следующего состава: Ni2+≈0,1 мг/л, SO42-≈1,0 мг/л, Ва2+≈1,0 мг/л, CrO42-≈0,5 мг/л, Fe2+≈1,0 мг/л, Cl-≈0,02 г/л. Осветленную воду пропускают последовательно через стеклянные колонки, в первую из которых загружен катионит КУ2-8 в Н- форме в количестве 100 см3, а во вторую - анионит АВ-17 в ОН- форме в количестве 100 см3.

Пропускание воды прекратили, когда сопротивление ее снизилось до 10 кОм. За это время через колонки было пропущено 130 л осветленной воды.

В случае реагентной обработки промывной воды гидроокисью бария до значения рН меньше 7,8 не происходит полноты осаждения гидроокисей металлов (никеля, железа), а при достижении рН более 8,4 в воде остается избыток катионов бария, что также увеличивает нагрузку на ионообменные смолы (см. таблицу 1).

Таблица 1.Компонентный состав раствораИсходная концентрация, Содержание компонентов после обработки при различных рН, мг/лг/л8,78,48,07,87,4Ва2+-2,01,00,90,80,7Ni2+0,20,10,10,150,20,4Na+0,011,010101010Fe2+0,050,10,10,10,10,2SO42-0,30,91,01,01,21,5Cl-0,022020202020CrO42-0,30,50,50,50,70,8Количество пропущенной воды, м3/л до регенерации смол0,11,01,31,21,10,9

Таким образом, использование в качестве реагента для осаждения насыщенного при комнатной температуре раствора гидроокиси бария в количестве, обеспечивающем значение рН промывных вод в интервале рН 7,8÷8,4, позволяет осаждать не только катионы металлов, но и анионы сильных кислот (SO4-2, PO4-3, CrO4-2), что значительно расширяет технологические возможности способа, увеличивает период работы смол до их регенерации; при этом образующийся осадок гидроокисей металлов и солей бария вследствие кристаллического строения имеет оптимальную структуру, благодаря чему не требуется дорогостоящего оборудования для его осаждения, сокращается расход реагентов и упрощается технология.

Похожие патенты RU2288185C2

название год авторы номер документа
Способ утилизации кислого отработанного раствора гальванического производства 2017
  • Гороховский Александр Владиленович
  • Третьяченко Елена Васильевна
  • Викулова Мария Александровна
  • Юрий Диана Сергеевна
RU2687622C1
Способ замкнутого водооборота гальванического производства 2020
  • Дронов Евгений Анатольевич
  • Черкасов Александр Николаевич
  • Григорьев Михаил Юрьевич
  • Провоторов Сергей Михайлович
  • Колесников Евгений Александрович
  • Баканев Владимир Витальевич
RU2738105C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОЙ ВОДЫ ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ БАЛЛИСТИТНОГО ПОРОХА 2007
  • Овсов Юрий Федорович
  • Пономарева Ольга Станиславовна
  • Лунегова Любовь Леонидовна
  • Постников Валерий Семенович
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Шеврикуко Иван Дмитриевич
  • Федченко Николай Николаевич
  • Божья-Воля Николай Сергеевич
RU2339584C1
СПОСОБ РЕАГЕНТНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ЖИДКОСОЛЕВОГО НИТРИТ-НИТРАТНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ 2013
  • Углев Николай Павлович
  • Мерзляков Константин Сергеевич
  • Бортников Дмитрий Алексеевич
RU2526547C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ОТ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ 1997
  • Кольчевский А.К.
  • Егорушкина Н.Н.
  • Соколянский Д.А.
RU2133708C1
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, ПОЧВ, ГРУНТОВ 2006
  • Седов Юрий Андреевич
  • Парахин Юрий Алексеевич
  • Мельников Геннадий Максимович
  • Майоров Сергей Александрович
RU2313148C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА ХРОМИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА ОТ ПРИМЕСИ КАТИОНОВ ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА 2012
  • Тураев Дмитрий Юрьевич
RU2484186C1
Установка очистки стоков 2020
  • Чупраков Юрий Викторович
  • Шухтуева Елена Викторовна
  • Исхаков Ильдар Раисович
  • Улановская Юлия Викторовна
RU2747102C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЯ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА 1996
  • Рослякова Н.Г.
  • Конорев Б.П.
  • Росляков А.О.
  • Росляков Р.О.
RU2110486C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ЦИНК И ХРОМ 2022
  • Волков Дмитрий Анатольевич
  • Буравлёв Игорь Юрьевич
  • Юдаков Александр Алексеевич
RU2792510C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к области очистки промывных вод электрохимического и химического производства реагентным методом с доочисткой ионным обменом с целью возврата их в замкнутый цикл для повторного применения. Способ может быть использован в гальванических производствах, цветной металлургии, теплоэнергетике и других отраслях промышленности. Для осуществления способа промывные воды гальванического производства при нанесении двухслойного никель-хромового покрытия проводят осаждение катионов и анионов с помощью насыщенного при комнатной температуре раствора гидроокиси бария с последующим отделением осадка отстаиванием и доочистку осветленной воды, причем гидроокись бария добавляют в количестве, обеспечивающем остаточную концентрацию катионов металлов и анионов кислот менее 30 мг/л, в том числе катионов бария в количестве 0,8-1,0 мг/л, а доочистку осветленной воды проводят последовательно на катионите КУ-2, а затем на анионите АВ-17. Способ обеспечивает повышение степени очистки промывной воды, увеличение периода работы смол до их регенерации, оптимизацию структуры осадка для последующего отделения, сокращение расхода реагентов, упрощение технологии. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 288 185 C2

Способ очистки промывных вод гальванического производства при нанесении двухслойного никель-хромового покрытия, включающий осаждение катионов и анионов с помощью раствора гидроокиси бария с последующим отделением осадка отстаиванием и доочистку осветленной воды, отличающийся тем, что гидроокись бария добавляют в виде насыщенного при комнатной температуре раствора в количестве, обеспечивающем остаточную концентрацию катионов металлов и анионов кислот менее 30 мг/л, в том числе катионов бария в количестве 0,8-1,0 мг/л, а доочистку осветленной воды проводят последовательно на катионите КУ-2, а затем на анионите АВ-17.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2288185C2

RU 2075455 C1, 20.03.1997
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ 2000
  • Мамченко Алексей Владимирович
  • Ставицкий Виктор Васильевич
RU2186736C1
Способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома 1982
  • Суворин Виктор Александрович
  • Петрова Людмила Александровна
  • Касьян Леонид Степанович
  • Бессмертная Александра Ивановна
  • Мостовой Борис Павлович
  • Лось Василий Максимович
SU1323537A1
СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ОБОРОТНЫХ ВОД 2002
  • Казанбаев Л.А.
  • Гейхман В.В.
  • Козлов П.А.
  • Кубасов В.Л.
  • Гиганов Г.П.
  • Колесников А.В.
  • Несмелов В.Ю.
RU2209776C1
Преобразователь угла поворота вала в код 1984
  • Возницкий Михаил Владимирович
  • Прынцев Семен Матвеевич
SU1215176A1
US 5330658 A, 19.07.1994.

RU 2 288 185 C2

Авторы

Кольчевский Александр Карпович

Хон Афанасий Вонирович

Даты

2006-11-27Публикация

2004-10-18Подача