Изобретение относится к способам электрофлотационного извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс и может быть использовано в производстве печатных плат электронной техники.
В производстве печатных плат электронной техники широко используют травильные растворы на основе NH4OH, NH3 и NH4Cl. В промывные воды после операции травления попадают ионы меди на уровне концентраций 50-200 мг/л, а также комплексообразователь аммиак 100-500 мг/л. Величина pH указанных вод находится на уровне 8-10. Известен способ (Колесников В.А., Губин А.Ф., Колесникова О.Ю., Кондратьева Е.С. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод производства печатных плат. // Теоретические основы химической технологии. 2016. Том 50, № 4, с. 393-401). В данном способе эффективность извлечения ионов меди из системы Cu2+ - Н2О - электролит - (NH3)изб. в присутствии ПАВ анионной природы достигает 92-98%.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ (Колесников В.А., Губин А.Ф., Колесникова О.Ю., Перфильева А.В. Повышение эффективности электрофлотационной очистки сточных вод производства печатных плат от ионов меди в присутствии комплексообразователей, поверхностно-активных веществ и флокулянтов. // Журнал прикладной химии. 2017. Т.90. Вып. 5, с. 598-603). Показано, что процесс электрофлотационного извлечения ионов меди в присутствии избытка аммиака в виде комплексных соединений протекает со степенью извлечения ионов меди 95-99% при добавлении катионного поверхностно-активного вещества и катионного флокулянта.
Недостатком метода является значительное снижение степени извлечения при повышении концентраций аммиака (NH3+) и меди (Сu2+).
Технической задачей данного изобретения является разработка способа электрофлотационного извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс, позволяющего повысить степень очистки и скорость электрофлотационного процесса очистки при расширении диапазона исходных концентраций аммиака (NH3+) до 100-1000 мг/л и меди (Сu2+) до 50-200 мг/л.
Поставленная задача решается тем, что в очищаемую воду, содержащую медно-аммиачный комплекс, вводят флокулирующую добавку катионного типа при массовом соотношении [NH3+]: [Сu2+]: [флокурирующая добавка], равном 1:[0,2-1]: [0,005-0,01]. При этом флокурирующая добавка содержит дидецилдиметиламмоний хлорид, этанол и катионный флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида при их массовом соотношении друг к другу 1: [0,5]: [0,25]. Полученный раствор выдерживают для формирования флотокомплекса в течении 10 минут, а далее ведут электрофлотационный процесс при рН=9-11, объемной плотности тока 0,1-0,3 А/л, времени 15 минут.
Механизм положительного влияния флокулирующей добавки состоит в том, что катионное поверхностно-активное вещество, входящее в ее состав, адсорбируется на дисперсной фазе гидроксида меди, ξ-потенциал смещается в область положительных значений к изоэлектрической точке, соответственно повышается степень извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс.
Извлечение гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс осуществлялось в непроточном электрофлотаторе с нерастворимыми металл-оксидными анодами. Исследования проводились в диапазоне концентраций по ионам металла от 50 до 200 мг/л при комнатной температуре (20±2 °С). В качестве фонового электролита, позволяющего повысить электропроводность, использовали раствор NaCl с концентрацией 1 г/л. Содержание органических компонентов ПАВ определяли бихроматным методом по Лейте и оценивали в единицах химического потребления кислорода (ХПК). Анализ на содержание ионов металлов сисх и скон проводили на атомно-адсорбционном спектрофотометре марки КВАНТ-АФА. Эффективность очистки оценивали по формуле: %, где - степень извлечения. Контроль кислотности среды осуществлялся на рН-метре марки “И-160МИ”.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В 1 л воды, содержащей 50 мг гидроксид меди (II), вводят гидроксид аммония (NH4OH) в количестве 100 мг/л. Далее вводят флокулирующую добавку катионного типа при массовом соотношении [NH3+]: [Сu2+]: [флокурирующая добавка], равном 1:[0,2]: [0,005]. При этом флокурирующая добавка содержит дидецилдиметиламмоний хлорид, этанол и катионный флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида при их массовом соотношении друг к другу 1: [0,5]: [0,25]. Полученный раствор выдерживают для формирования флотокомплекса в течении 10 минут, а далее подают в электрофлотационный аппарат для отделения образовавшихся частиц от очищаемой воды при плотности тока 0,4 А/л. Процесс электрофлотации ведут в течение 15 мин. После электрофлотации отбирают пробу вод на анализ и определяют содержание ионов меди (II).
Пример 2. В 1 л воды, содержащей 200 мг гидроксид меди (II), вводят гидроксид аммония (NH4OH) в количестве 700 мг/л. Далее вводят флокулирующую добавку катионного типа при массовом соотношении [NH3+]: [Сu2+]: [флокурирующая добавка], равном 1:[01]: [0,01]. При этом флокурирующая добавка содержит дидецилдиметиламмоний хлорид, этанол и катионный флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида при их массовом соотношении друг к другу 1: [0,5]: [0,25]. Полученный раствор выдерживают для формирования флотокомплекса в течении 10 минут, а далее подают в электрофлотационный аппарат для отделения образовавшихся частиц от очищаемой воды при плотности тока 0,4 А/л. Процесс электрофлотации ведут в течение 15 мин. После электрофлотации отбирают пробу вод на анализ и определяют содержание ионов меди (II).
Аналогичные опыты проводят при различных концентрациях ионов аммиака (NH3+) и меди (Сu2+). Полученные результаты приведены в таблице 1.
Для сравнения эффективности известного и предлагаемого способов проводилась очистка сточных вод с использованием одной и той же системы электродов, конструкции электрофлотатора, исходной концентрации ионов аммиака (NH3+) и меди (Сu2+), рН среды. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Эффективность от применения предлагаемого способа обусловлена повышением степени извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс до 93-99 % при увеличении исходных концентраций аммиака (NH3+) до 1000 мг/л и меди (Сu2+) до 200 мг/л, сокращением времени электрофлотации с 30 до 15 минут и, соответственно, сокращением энергозатрат в 2 раза.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТРУДНОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕДИ ИЗ АММИАЧНЫХ СИСТЕМ | 2022 |
|
RU2793617C1 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ЦЕРИЯ (IV) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ | 2015 |
|
RU2610864C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЦВЕТНЫХ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ | 2008 |
|
RU2363665C1 |
Способ извлечения высокодисперсного гидроксида титана (IV) из водных растворов | 2020 |
|
RU2755300C1 |
СПОСОБ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2022 |
|
RU2799645C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЭМУЛЬГИРОВАННЫХ МАСЕЛ | 2022 |
|
RU2795308C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ | 2010 |
|
RU2445273C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ СВИНЦА | 2009 |
|
RU2426695C2 |
СПОСОБ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД | 2018 |
|
RU2688532C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, СОДЕРЖАЩИХ ФОТОРЕЗИСТ СПФ-ВЩ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2022 |
|
RU2805410C1 |
Изобретение относится к способам электрофлотационного извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс, и может быть использовано в производстве печатных плат электронной техники. Способ включает введение флокулирующей добавки катионного типа при массовом соотношении [NH3+]:[Сu2+]:[флокурирующая добавка], равном 1:[0,2-1]:[0,005-0,01]. При этом флокурирующая добавка содержит дидецилдиметиламмоний хлорид, этанол и катионный флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида при их массовом соотношении друг к другу 1:[0,5]:[0,25]. Электрофлотацию осуществляют при плотности тока 0,4 А/л, рН=9-11 в течение 15 мин. Обеспечивается повышение степени извлечения гидроксида меди из сточных вод и скорости электрофлотационного процесса очистки при расширении диапазона исходных концентраций аммиака (NH3+) и меди (Сu2+). 2 табл., 2 пр.
Способ электрофлотационного извлечения гидроксида меди из сточных вод, содержащих медно-аммиачный комплекс, отличающийся тем, что процесс электрофлотационного извлечения протекает при добавлении флокулирующей добавки катионного типа при массовом соотношении [NH3+]:[Сu2+]:[флокурирующая добавка], равном 1:[0,2-1]:[0,005-0,01], при этом флокурирующая добавка содержит дидецилдиметиламмоний хлорид, этанол и катионный флокулянт на основе высокополимеризованного полиакриламида при их массовом соотношении друг к другу 1:[0,5]:[0,25], а электрофлотацию осуществляют при плотности тока 0,4 А/л, рН=9-11 в течение 15 мин.
Колесников В.А., Губин А.Ф., Колесникова О.Ю., Перфильева А.В | |||
Повышение эффективности электрофлотационной очистки сточных вод производства печатных плат от ионов меди в присутствии комплексообразователей, поверхностно-активных веществ и флокулянтов | |||
Журнал прикладной химии, 2017, Т | |||
Пожарный двухцилиндровый насос | 0 |
|
SU90A1 |
Способ получения раствора нитродиазобензола и применения его в крашении | 1921 |
|
SU598A1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ | 2010 |
|
RU2445273C1 |
Способ очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов | 1989 |
|
SU1675217A1 |
Авторы
Даты
2023-04-04—Публикация
2022-11-02—Подача