Способ обезвреживания сбросных растворов Российский патент 2022 года по МПК C02F1/62 C01G30/00 

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод гидрометаллургического производства сурьмы, в частности к удалению сурьмы из сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы. Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, в золотодобывающей промышленности для очистки сточных вод и пульп, содержащих сурьму и другие примеси.

Известен способ удаления сурьмы из растворов «Способ комплексной очистки сточных вод от цианидов, тиоцианатов, мышьяка, сурьмы и тяжелых металлов» (патент RU №2615023 от 30.04.2015, МПК C02F, опубл. 03.04.2017), включающий обработку вод окислителем, выдержку без подачи реагентов продолжительностью не менее чем 0,5 часа, предпочтительно 1-4 часа, при этом перед началом выдержки концентрация окислителя должна быть минимальной. Затем сточные воды обрабатывают ионами железа (II) или (III) при рН 4,0-8,0. При высокой остаточной концентрации тяжелых и цветных металлов проводят дополнительно щелочную обработку с NaOH или СаО. Окислительную обработку солями железа (И) или (III) и подщелачивание для удаления остаточных концентраций металлов проводят при постоянном перемешивании, а выдержку после окислительной обработки осуществляют как при перемешивании, так и без него. Изобретение обеспечивает достижение высокой глубины удаления токсичных примесей из растворов и пульп.Недостатками этого способа являются то, что осаждение сурьмы ведется из растворов, в которых концентрация сурьмы находится на уровне ниже 1 г/л. Увеличение содержания тяжелых металлов приводит к повышению расхода основных реагентов.

Известен способ удаления сурьмы из растворов (Мельников С.М., Розловский А.А., Шуклин A.M. и др. Сурьма. М. Металлургия, 1977, 287 с.), включающий выщелачивание сурьмы из сырья и выделение металла из полученных растворов, причем выделение сурьмы из раствора может быть осуществлено цементацией цинком или алюминием. Недостатками этого способа являются затраты на дорогостоящие реагенты и незначительные скорости самого процесса цементации.

Известен «Способ гидрометаллургического получения сурьмы» (Описание изобретения к авторскому свидетельству №1138424 от 24.03.1983, МПК С22В, опубл. 07.02.1985) осаждения сурьмы из растворов, включающий обработку отработанного электролита двуокисью марганца при перемешивании и аэрации с расходом воздуха 2,5-4,5 л/мин-л раствора до содержания сурьмы в осадке 10-40% с последующей обработкой его оборотным электролитом. Недостатками этого способа являются дополнительные затраты на введение в процесс марганца.

Известен ближайший аналог (прототип) заявляемого способа (Описание изобретения к авторскому свидетельству №63111 от 20.01.1939, опубл. 31.01.1944), согласно которому отработанный электролит после электролиза сурьмы, содержащего 10 г/л сурьмы и около 80 г/л сульфида натрия обрабатывают концентрированным раствором (30-50%) сульфата железа (III), с последующим осаждением по холоду. Недостатком данного способа являются необходимость использования в процессе обезвреживание дополнительных реагентов, а также необходимость охлаждения для полного осаждения сурьмы в осадок.

Для заявленного изобретения и прототипа выявлены общие существенные признаки: способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы происходит путем обработки раствором, содержащим сернокислое железо.

Технической проблемой изобретения является обезвреживание сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы без использования дополнительных реагентов и дальнейшее складирование полученного продукта в хвостохранилище.

Техническим результатом изобретения является снижение содержания сурьмы в жидкой фазе продукта, полученном в процессе обезвреживания сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы, до уровня менее 2 мг/л, а также снижение содержания других вредных примесей до уровня, соответствующего 5 классу опасности отходов.

Технический результат достигается тем, что способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы путем его обработки раствором, содержащим сернокислое железо, согласно изобретения, в качестве упомянутого раствора используют кислый фугат центрифугирования биоокисленного концентрата флотации.

Для более быстрого протекания реакций, процесс ведут при постоянном перемешивании.

Полученный продукт смешивают с хвостами флотации и направляют в хвостохранилище.

Технический результат достигается тем, что сбросной раствор после электролиза обеднения сурьмы обезвреживается кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации. Фугат содержит серную кислоту и сульфат железа (III). Основное соединение сурьмы осаждается в виде аморфного сульфидного осадка по реакции:

Образующийся при этом сероводород взаимодействует с оставшейся щелочью электролита по реакции:

Сульфид натрия так же вступает в реакцию с серной кислотой фугата:

Образующийся при этом оксид серы взаимодействует с остаточной щелочью по реакции:

Сульфат железа, содержащийся в фугате, взаимодействует с щелочью:

так же взаимодействует с SO2 с образованием кислоты:

Технический результат достигается тем, что при обезвреживании сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации основная часть примесей осаждается в виде труднорастворимых нетоксичных соединений.

Технический результат достигается тем, что процесс ведут при постоянном перемешивании для более быстрого протекания реакций. Содержание сурьмы и серы в растворе после обезвреживания снижается до уровня соответствующему 5 классу опасности отходов. С целью дальнейшего складирования полученного продукта в хвостохранилище фабрики его смешивают с хвостами флотации. Вода, содержащаяся в продукте, в дальнейшем может быть направлена в оборотное водоснабжение фабрики.

Способ осуществляется следующим образом:

В сбросной раствор после электролиза обеднения сурьмы добавляют фугат центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, пока уровень рН объединенного продукта не достиг 5-6 ед. Процесс обезвреживания проводят в течении 1 часа при постоянном перемешивании. Расход фугата составил 8,86 м³. Полученный результат представлен в таблице 1 и 2.

Таблица 2. Состав твердой фазы, образующейся при обезвреживании фугата и сбросного раствора после электролиза обеднения сурьмы.

Проба Расход фугата, л/м³ Содержание, мг/л Au As Са Fe Ni Pb S Sb Zn Твердая фаза после
обезвреживания 3769 0,75 0,07 12,7 2,41 0,02 <0,002 0,99 0,1 0,005

Согласно полученным результатам содержание сурьмы в сбросных растворах после электролиза обеднения сурьмы снизилось с 10,9 г/л до уровня менее 2 мг/л после обезвреживания. Содержания других вредных примесей снизилось до уровня, соответствующему 5 классу опасности отходов. Тестирование проходило по методикам измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 Т 16.1:2:2.3:3.9-06. Полученный продукт после обезвреживания смешивали с хвостами флотации в соотношении 1:200 и направляли в имеющееся хвостохранилище фабрики.

Результатом изобретения является технология совместной утилизации двух продуктов производства металлической сурьмы без использования дополнительных реагентов, оборудования и производственных площадок.

Изобретение относится к cпособу обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы от Au, As, Ca, Fe, Ni, Pb, S, Sb, Zn путем обработки кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, содержащим серную кислоту и сульфат железа (III). 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ обезвреживания сбросных растворов после электролиза обеднения сурьмы от Au, As, Ca, Fe, Ni, Pb, S, Sb, Zn путем обработки кислым фугатом центрифугирования биоокисленного концентрата флотации, содержащим серную кислоту и сульфат железа (III).

2. Способ по п.1, в котором процесс ведут при постоянном перемешивании.

3. Способ по п.1 или 2, в котором полученный продукт смешивают с хвостами флотации и направляют в хвостохранилище.