Аппарат для извлечения никеля из промывных вод Советский патент 1986 года по МПК C22C1/08 

изобретение относится к очистке сточных вод гальванического произ- Бодства, в частности никельсодержа- ш.их 1гром1 1вочных вод для извлечения никеля из них и создания малоотходной технологии никелирования.

Цель изобретения - повышение производительности и увеличение степени извл1;чения никеля.

На чертеже изображен аппарат для извлечения никеля из промывных вод.

Аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками подачи сходной 2 и отвода чистой 3 воды и патрубка 4 с вентилем для отвода промывной водь1, в котором размещены электролизер 5 с нерастворимыми электродами с от- делеиным диафрагмой анодным прост- imjicTBOM 6 от катодного пространства, и зернистый фильтр 7, ограниченный сеткой 8. В пространстве между электролизером и зернистьм фильтром размещен фильтр 9 из сферических магнитных гранул, помещенный в устройство

10

12031232

17 и вертикальное перфорированное распределительное устройство 16 по- ступает в пространство фильтра 9

из сферич .ских магнитных гранул и 5 равномерно распределяется там по всему сечению, где подвергается воздействию постоянного полиграднент- ного магнитного поля, способствующего укрупнению за счет коагуляции частиц гидроокиси для улучшения их последующего Отделения и концентрирования. После этого суспензия поступает в зону плавающей гранулированной загрузки 7 и осветленная вода . отводится из аппарата через патрубок 3.

Одновременно с этим в процессе рециркуляции электролита через анодное пространство, происходит его постепенное закисление до низких значений рН, После завершения фильт- роцикла и накопления гидроокиси никеля в количестве, эквивалентном количеству образовавшейся кислоты.

15

20

в виде соленоида 10 и имеющий патруб- 25 в рециркулируемом через промежуточки 11 для отвода концентрата. -Анод- пое пространство 6 электролизера соединено с промежуточной емкостью 12 для рециркуляции электролита через нее. с НОМО1ЦЫО насоса 13 и вентиля 14 или подачи электролита через вен- 15 в надфильтровое пространство Эле1(; гролизер снабжен вертикальным перфорированным распределительным устройством 16, конической перего- родко 1,17, запорным клапаном 18 со iiiTOKOM 19, закрывающимся с помощью электромагнитного устройства 20.

Аппарат работает следующим образом.

Перед обработкой промьшочной ни- кельсодержащей воды анодное пространство 6 электролизера 5 заполняется электролитом (раствором сульфата натрия, борной кислоты и хлористого натрия, близкого по составу к электролиту никелирования а катодное пространство - очищаемой водой ,аля замыкания электрической цепи, после чего на электроды подается напряжение от источника постоянного тока. Затем через патрубок 2 включают подачу промьгоной воды. Образующаяся в катодном пространстве электролизера 5 вследствие защелачивани каталита суспензия гидроокиси никеля через коническую перегородку

30

кую емкость 12 электролите производится регенерационный цикл. Для этого отключается электропитание электролизера и прекращается подача очищаемой воды через патрубок 2 аппарата.

С помощью электромагнита 20 и штока 19 закрывается запорный клапан 18, а также вентиль 14, и после некоторого отстаивания через патру бок 4 производится частичный слив осветленной воды из зоны зернистого фильтра. После этого с помощью насоса 3 из емкости I2 через вентипь 15 закисленный электролит подается в надфил-ьтровое пространство корпуса 1,в результате чего происходит раств.орение гидроокиси никеля, задержанного плавающей гранулированной загрузкой. Одновременно на соленоид 10 подается переменный ток про- мьшшенной частоты, что приводит к интенсивным колебательным движениям магнитной загрузки, способствующей

интенсификации растворения гидроокиси никеля в создающемся при этом магнитноожижеином слое. Колебательные движения магнитных сферических гранул за счет их выбросов до нижней зоны зернистого фильтра оказывают вибрирующее действие также и на нее, повышая тем самьш степень растворения гидроокиси никеля, на

капливающейся в нижней зоне зернистого фильтра.

Величина хаотического колебательного движения и выбросов верхнего слоя магнитных сферических гранул определяется величиной подаваемого на соленоид напряжения. Благодаря образованию магнитноожиженного слоя происходит интенсивное перемешивание обрабатываемой дисперсной среды осадка и создаются условия для равномерного распределения кислотности в объеме, что способствует более равномерному растворению гидроокиси за- кисленным раствором анолита с образованием электролита, близкого по составу к электролиту никелирования

После завершения цикла растворения гидроокиси никеля раствор электролита выводится из аппарата через патрубок II. Полученный раствор, содержащий сульфат никеля, сульфат натрия, борную кислоту и хлорид натрия может быть повторно введен в рабочую ванну никелирования, обеспечив тем самым извлечение никеля на основе принципа малоотходной технологии.

В качестве диафрагмы в электролизере предлагаемого аппарата может быть использована ионообменная мембрана: марки МК-40Л. Катоды могут быть изготовлены из нержавеющей стали или из графита, аноды - из титана, плакированного двуокисью руте- ьшя типа ОРТА. Зернистый фильтр представляет собой сферические гранулы вспененного полистирола, либо шунги- зит с размерами гнднул 0,8-1,0 мм.

Сферические магнитные гранулы из- готовляются из гексаферрита бария,, слученного с керамикой, и покрываются изолирующим слоем пластмассы, например фторопласта, или гуммируются, а затем намагничиваются в постоянном магнитном поле до насыщения Диаметр магнитных сферических частиц 5-10 мм. Оптимальной формой магнитных гранул является сфера, позволяющая обеспечить протекание дисперсий в межшаровом пространстве и одновременно максимально воздействовать на нее в постоянном полиградиентном магнитном поле. Количество этих гранул находится в пределах 0,5-0,7 по отношению к высоте над зернистым фильтром в аппарате для возможности движения и выбросов магнитных гра

нул в пределах объема корпуса, свободного от таких гранул. Уменьшение соотношения объема магнитных гранул к свободному объему ниже, чем 0,5,

связано с необходимостью повьшения напряжения на соленоид для обеспечения колебательных движений и выбросов в верхнем слое магнитных гранул. Превьпиение этого количества

магнитных гранул вьше, чем 0,7 по отношению к высоте свободного пространства над ними, является нерациональным, так как снижает рабочий объем для сбора и накопления осадка гидроокиси никеля.

Технико-экономические преимущества предлагаемого аппарата по от- ношеш ю к известному заключаются в

следующем. I

В катодном пространстве диафраг- менного электролизера происходит повьштение рН обрабатьшаемой среды, приводящее к гидратации ионов никеля с последующей конгломерацией образующихся частиц гидроокисей под воздействием электрического поля благодаря наличию заряда у частиц. Под влиянием магнитного поля улучшаются коагуляционные свойства осадков благодаря нал1-1ЧИ1о определенной магнитной восприимчивости у молекул воды, приводящей к дегидратации преимущественно мелких коагуляционных структур и интенсификации их агрегирования, что позволяет в дальнейшем улучшить фильтрующие характеристики зернистого фильтра по отношению к формирующимся частицам гидроокисей и, соответственно, увеличить количество и концентр ацию суспензии, а в последующем и концентрацию получаемого электролита по отношению к ионам никеля в нем. Использование высококонцентрированного раствора солей в качестве анолита способствует снижению удельных затрат электроэнергии на проведение процесса электролиза ввиду высокой электрической проводимости раствора, а на

этапе растворения закисленным аноли- том осадка гидроокиси никеля позволяет получить концентрата,близкий по составу компонентов к электролиту никелирования, для его последующе -

го введения в рабочую ванну или

для отдельной электроэкстракции никеля металлического из него. Комплексная магнитная обработка в по

стоянном полиградиентном и переменном магнитном полях позволяет улучшить характеристики электролита после введения в него омагниченного концентрата и, соответственно, повысить некоторые из физико - механических свойств никелевых покрытий .

Предлагаемый аппарат можно устанавливать в составе механизированных и автоматизированных гальванических линий вне очистных сооружений предприятий. Аппарат дает возможность легкой автоматизации процесса рекуперации никеля из промьгооч- ньпс сточных вод.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого технического решения обуславливается следующими факторами обеспечением экономии дефицитного металла - никеля, путем его эффективной рекуперации из промывочных вод гальванического производства, снижением проч

изводственных рабочих площадей на 12-15%; снижением затрат химреак- тивов - щелочных компонентов, на осаждение гидроокисей и кислотных компонентов - на нейтрализацию

сточных вод; снижением трудозатрат на проведение процесса рекуперации никеля по предлагаемому рещению.

Экономический эф4)ект составляет 8,2 тыс,руб.

1 «. )-

| feai.

s

ВНИИПИ Заказ 8388/32 Тираж 582 Подписное Филиал ППП Патент, г,Уж.-ород, ул,Проектная, 4