Способ извлечения никеля из промывных вод гальванических производств Советский патент 1984 года по МПК C22B23/04 

00

о «Kj Изобретение относится к способу извлечения никеля из промывных вод процессов никелирования для его повторного использования в технологическом процессе. Известен способ вьщеления никеля из промывных вод никелирования с использованием ионообменных сорбентов Никельсодержащие промывные воды пропускают через катионбобменный фильтр в Н- или Na -форме и элюируют никель серной кислотой при концен рации последней 15% и более fl Недостатками данного способа являются значительное разбавление концентрата, увеличение нагрузки на катионообменный фильтр за счет промывных вод анионообменника,высокие потери .никеля и расход реагентов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения никеля из промывных вод гальванических производств,включающий сорбцию никеля из указанных вод, элкированиеникеля с сорбента раство ром серной кислоты, промывку катиони та раствором щелочи С2 . . Однако 3тот способ характеризуетс значительным расходом кислоты и щелочи, низкой эффективностью сорбционного процесса, недостаточно полной нейтрализацией кислого концентра и наличием в нем ионов натрия, усложняющих его использование для кор ректировки ванн никелирования, сложностью и трудоемкостью технологии за счет использования и отделения ги роокисей фильтрованием. Цепь изобретения - снижение расхода реагентов и содержания примесей в фильтрате, упрощение технологии. Поставленная цель достигается тем что согласно способу извлечения нике ля из промывных вод гальванических производств, включающему сорбцию никеля из указанных вод, элюйрование н келя с сорбента раствором серной кис лоты, промывку катионит раствором щелочи .сорбцию ведут на фосфорово-кислотном катионите, злюирование ни.кепя проводят зквивалентным поглощен ному металлу количеством раствора серной кислоты, а после промывки щелочью катионит промывают цитратным нейтральным буферным раствором. Способ осуществляется следующим образ ом. В качестве сорбента в предлагаемом способе используют промышленный фосфоново-кислотный катионит марки КРФ-20т80. имеющий структуру -с1Нг- dHКатиониты этого типа обладают высоким сродством к иону водорода, что и определяет их низкую емкость по никелю в Н -форме. В предлагаемом способе осуществляется предварительная последовательная обработка сорбента растворами щелочи и цитратного буферного раствора, дозволяющая перевести сорбент в форму, активно поглощаннцую никель. В этой форме соотношение концентрации в сорбенте достигает 1,2 при рН, ниже рН осаждения гидроокиси никеля, причем раствор цитратного буфера удаляют из колонны небольшим .объемом воды (1-2 объема сорбента), что обеспечивает частичный захват цитрата сорбентом, и его буферное действие, по-видимому, сохраняется и в ходе сорбционного процесса. В этом случае процесс сорбции протекает при постоянном рН по схеме 2RHNa+Ni (RH)2Ni+2Na без дальнейшего гидролиза Na-формы. Существенно меньшая ассоциация иона натрия с функциональной группой по сравнению с ионом водорода приводит к ускорению сорбционного процесса и к уменьшению остаточных концентра-, ций никеля в фильтрате. При десорбции замещение никеля на водород происходит количественно. Это позволяет получать концентрат с заданной конечной концентрацией никеля, выбирая дпя элнмрования количеств раствора серной кислоты эквивалентные поглощаемому металлу 2-6%. При элюировании никеля серной кислотой указанного количества сорбированные примеси железа остаются в колонке. Их удаление осуществляется цитратным буферным раствором при подготовке сорбента к следукщему циклу.

31

Возможно многократное использование датратного буферного раствора после корректировки кислотой.

Пример 1. Сорбционную колонну, содержащую 1 л катионита КРФ-20т80 обрабатывают 2л раствора 4%-ного NaOH (время контакта 20 мин). После удаления раствора щелочи колонну заливают раствором цитратногй буфера (рН 6,6, NaOH 6,1 г/л, лимонная кислота 10,5 г/л) . После удаления цитратного буферного раствора колонну заполняют водой и пропускают через нее 215 л никельсодержащих промывных вод состава, г/л:-Н1 0,4; 0,25; Na 0,07; Fe 0,002, со скоростью 150 л/ч (время контакта 0,01 ч) до насыщения никелем. Остато ная концентрация никеля в фильтрате 0,08 мг/л. Количество поглощенного никеля составляет 86 г или 1,46 моль. Для элкирования берут 1,46 моль серной кислоты (83,2 мл 94%-ной кислоты в 3,5 л воды). Полученный концентрат, состав которого приведен в табл. 1, используют для корректировки ванн никелирования. Сорбционную колонну промывают 10 л воды. Промывные воды объединяют с исходными никельсодержащими водами и повторяют следующий технологический цикл. В последующих циклах получают следующие значения емкости колонны по никелю 85, 81 и 86 г/кг. В каждом следующем цикле используют один и тот же раствор цитратного буфера.

Пример 2. Сорбционную колонну обрабатывают по примеру 1. Проводят элюирование никеля 4%-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 47 г/л, рН 4,5, |степень десорбции ликеля 98,5%.

Пример 3. Сорбционную koлонну обрабатывают по примеру 1.

.707 -4

Остаточная концентрация никеля в фильтрате меньше 0,01 мг/л. Элюирование никеля проводят 2%-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 23 г/л, рН 4,8, степень десорбции 98%.

Пример 4. Сорбционную колонну обрабатывают по примеру 1. Проводят элюирование никеля 6%-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 68 .г/л, рН 4,3,. степень десорбции 99%.

Предлагаемый способ позволяет получить концентрат с меньшим содержанием примесей (свободной серной кислоты и железа) по сравнению с прототипом при более низких расходах реагентов, а также снизить концентра-, цию никеля в сбросных водах до уровня санитарных норм (табл. 1). В предлагаемом способе достигается сущ ественное упрощение технологии, так число основных стадий о бработки никельсодержащих промывных вод и полученного концентрата снижается с 8 до 3 (по прототипу имеют место следующие стадии осаждение гидроокиси желе за, отфильтровывание осадка, сорбция никеля, нейтрализация части концентрата, отделение гидроокиси никеля, нейтрализация кислого концентрата гидроокисью никеля, подготовка колонны, а по-предлагаемому: перевод сорбента в активную форму, сорбция никеля, злюирование никеля).

В предлагаемом способе не используются процессы фильтрования, которые очень трудоемки и с трудом поддаются механизации.

Сравнение сорбционных характеристик при различных способах предварительной обработки сорбентов приведено в табл. 2.

Таблица 1

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД ГАЛЬВАШ1ЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ, включающий сорбцию никеля из указанных вод, элюирование никеля с сорбента раствором серной кислоты, промывку катионита раствором щелочи, отлич ающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и содержания примесей в фильтре, упрощения технологии, сорбцию ведут на фосфоново-кислотном катионите, элюирование никеля проводят эквивалентным поглощенному металлу количеством раствора серной кислоты, a после промывки щелочью катионит промывают цитратным нейтральным буферным раствором.

Содержание никеля в концентрате, г/л по примеру

1

2

3

48,6

Содержание свободной серной кислоты в концентрате, г/л ,

рН концентрата

Содержание железа в концентрате,мг /л

Остаточная концентрация никеля в фильтрате, мг/л

Расход на 1 кг никеля, кг

20 0,4

0,002