Аппарат для ионообменной очистки сточных вод Советский патент 1987 года по МПК C02F1/46 C02F1/46 C02F101/20 C02F103/16 

корпуса 1,, патрубка для ввода раствора 2 ii ионита 3; а вывода раствора 4 и ионита 5, неподвижных 6 и подвижных 7 конусообразных опорно-распределительных решеток, подключенных к отрицательному полюсу источника постоянного тока, и расположенных между 11ими дополнительных подвижных решеток 8, нижняя часть которых выполнена из перфорированног диэлектрика, установленных на пружинах 9 и подключе.чных к положительному полюсу источника тока. На непод- вижных решетках 6 расположена магнитная сферическая загрузка. 10 а на внешней стороне корпуса 1 коакси1

Изобретение относится к очистке промьпиленных сточных вод, преимущественно гальванических производств путем их ионообменной очистки и последующей регенерации ионита для электролитического извлечения метал- лов из элюатов для создания локальных систем -мало- ,и безотходной технологии.

Целью изобретения является повышение степени очистки и обеспечение возможности электрохимической регенерации металлов из элюатов ионообменных фильтров.

На чертеже схематически показан предлагаемый аппарат.

Аппарат состоит из корпуса 1, патрубков для ввода раствора Zj иони та 3;, а также патрубков вывода раствора 4 и ионита 5, неподв1тных б и подвижных 7 конусообразньпс опорно- распределительнь х решеток, подключенных к отрицательному полюсу источника постоянного тока, и расположенных между ними дополнительных подвижных решеток 8, нижняя часть которых выполнена из перфорированног диэлектрика, установленных на пружинах 9 и подключенных к положительному полюсу источника тока. На неподвижных решетках 6 расположена магнитная сферическая загрузка Ю, а на внешней стороне корпуса 1 коаксиаль™ но к нему установлены намагничиваюально ему установлены намагничивающие катушки 11, создающие переменно магнитное поле. По оси корпуса расположен канал 16 для отвода элект- рорегенерированного отслоившегося порошкообразного металла в бункер. Аппарат способствует интенсификации электродных процессов и увеличению выхода металла по току в условиях принудительного протока раствора, турбулиэации его при магнитоожиже- ниИд вибрации и перемешивания за счет газовыделения, а также воздействия налагаемого комбинированного маг нитното поля. 1 з.п. ф-льц 1 ил, 1 табл.

5

0

5

0

щие катушки 11 в з;зде соленоидов, создающие переменное магнитное поле, периодически включаемые с помощью распределительного электрического устройства 12 с зо:зможкостью регулирования подаваемого на них напряжения реостатами 13. Переточные каналы 14 расположены с возможностью перетока иокита 15 сверху вниз. По оси корпуса 1 расположен канал 16 для отвода электрорегенерированного отслоившегося порогакообразного металла в бункер.17.

В качестве сферической магнитной загрузки используются -сферы, диаметром 4-8 мм из керамики, Спеченной совместно с ферритом бария,предварительно намагни шнные до состояния магнитного насыщения, которые покрываются методом химической металлизации из растворов химического никелирования с послед тощим свинцеванием из расплава, Высота слоя этой загрузки на неподвижной опорно-- распределительной решетке должна составлять О,3-0,7 расстояния до подвижной решетки для возможности ее движения в переменном магнитном

j Г .ОЛе ,:

Анодвополяризуег ше решетки изготавливают из нерастворимых в обрабатываемых средах материалов типа OPTAj свинца и др. Катоднополяризуе- мые подв ижные решетки представляют

собой пакет сеток, например, из нержавеющей стали с увеличивающейся величиной их ячеек сверху вниз от 0,3-0,5 до 1,0-2,0 мм.

Корпус, переточные каналы и канал для отвода порошкообразного металла изготавливают из диамагнитного неэлектропроводящего материала.

Аппарат работает следующим образом.

Насыщенный металлом ионит непрерывно ВВОДИТСЯ в корпус 1 аппарата через патрубок 3 и поступает на под- вижные опорно-распределительные решетки 7. Одновременно с этим через патрубок 2 в аппарат вводится реге- нерационньй раствор, содержащий соли вспомогательных компонентов электролита гальванических ванн, С помощью распределительного электрического устройства 12 и реостатов 13 производится в направлении снизу вверх по ходу движения регенерадион- ного раствора включение катушек 11, представляющих собой соленоид, в сет переменного тока. При этом сферическая магнитная загрузка 10 начинает соверд ать хаотические колебательные движения и выбросы в верхнем ее слое Величина такого движения и выбросов может регулироваться величиной подаваемого на соленоид напряжения. Благодаря этому происходит колебательное движение подвижных решеток 7 и 8, чем обеспечивается псевдоожижение слоя ионита, его перетекание через переточные каналы 14 в нижележащие секции аппарата и последую- ще е введение ионита через патрубок 5, Это обеспечивает элюирование ионо металла из ионита, перевод их в .раствор в интенсифицированном режиме

Создание псевдоожиженного слоя ионита за счет колебательного движения сферической магнитной загрузки в переменном магнитном поле обеспечивает турбулизацию потока регенера- ционного раствора и позволяет интенсифицировать процесс регенерации ионита за счет ликвидации мертвых зон в аппарате. I

На опорно-распределительные решетки 6-8 подается напряжение от источника постоянного тока. При этом решетки 6 и 7, а также сферическая магнитная загрузка поляризуются ка- тодно, а решетки 8 - анодно. Электрический режим подбирается таким

образом, чтобы электрохимическое восстановление металлов на поверхности сферической магнитной загрузки 10 и сетчатой решетки 7 осуществлялось в области потенциалов, соответствующих предельному диффузионному току, что обеспечивает высокую скорость восстановления металла .-и выделение его в виде легкоотслаивающегося осадка или порошка. В условиях магнитоожижения сферической загрузки происходит интенсификация процесса восстановления металла за счет

снижения концентрационной поляризации и вследствие влияния наложения магнитного постоянного и переменного полей. Одновременно обеспечивается также В1з1сокая скорость восстановления на сетчатой решетке 7 за счет ее непрерывной вибрации. Соударение частиц сферической магнитной загрузки и вибрация сетчатой решетки приводят к отслаиванию, шелушению и осып анию электровосстанавливаемого металла, которьш, вследствие конусности решеток и под действием вибрации

отводится по каналу 16 в бункер 17. I

В результате воздействия переменного магнитного поля, создаваемого кат тяками 11, и постоянного магнитного поля сферической магнитной загрузки 10 происходит магнитная обработка регенерационного раствора, что

позволяет повысить эффективность

извлечения ионов металла из ионитов, а также повысить скорость процесса электроэкстракции металла из раствора.

Выделяющиеся в процессе электролиза пузырьки газов - водорода и кислорода способствуют дополнительному псевдоожижению ионита и улучшению условий массообменных процессов.

Кроме того, вибрация электродов ускоряет удаление с их поверхности продуктов электродных реакций и одновременно способствует увеличению выхода металла по току, снижая тем самым

энергозатраты на проведение процесса электролиза.

Эффективность элюирования ионов металлов из ионита возрастает вследствие постоянного извлечения содержащегося в регенерационном растворе металла в процессе многостадийной электрохимической обработки в аппарате. Это позволяет избежать многостадийной технологии регенерации метал5

лов из ионитов. Выполнение нижней части подвижной решетки в виде диэлектрика предотвращает короткое замыкание при магнитоожижении сфериче кой токопроводящей загрузки.

Восстановленный и отслоившийся металл в виде порошка или чешуек за счет конусности решеток и их вибра- ции отводится через отверстия в ка- нале 10 в бункер 17, откуда периодически удаляется в компактном виде на утилизацию. Данные обработки преставлены в таблице.

Регенерационный раствор вследствие 15 ческой регенерации металлов из элюанепрерывного электрохимического извлечения из него металлов обладает повышенной элюирующей способностью и отводится через патрубок 4 в состоянии, близком к исходному, что позволяет многократно его использовать в регенерационном цикле.

Ионит через переточные каналы 15 перетекает сверху вниз аппарата и в отрегенерированном виде отводится через патрубок 5 в сорбционный фильтр.

В . сорбционном режиме аппарат может работать без наложения электри-- ческого тока.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет повысить эффективность процессов регенерации ионитов с одновременным вьщелением металла из элюирующего раствора в компактном виде.

Аппарат

Концентрация металла (Ni) в элюате, мас.%

1,5-2,52,0-2,5

100 (получение металла 0,1-0,2 в ввде порошка)

ВНИИПИ Заказ 5664/21 Тираж 85Г Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

о

рмула изобретения 1. Аппарат для ионообменной очистки сточных вод, содержащий корпус, снабженньй намагничивающими катушками, патрубки для ввода и вывода раствора и ионита, неподвижные решетки с размещенной на них магнитной загрузкой, и подвижные со слоями ионита, установленные над неподвижными и соединенные переточными каналами, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения степени очистки и обеспечения возможности электрохимитов ионообменных фильтров, неподвижные и подвижные решетки выполнены в виде конуса из токопроводящего материала и подключены к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а между ними расположены дополнительные подпружиненные подвижные конусообразные решетки, подключенные к положительному полюсу источника тока, нижняя часть которых покрыта перфорированным диэлектрическим покрытием, а по оси корпуса расположена труба, на которой выполнена перфорация в частях, соприкасающихся с магнитной загрузкой, причем последняя имеет токопроводящее покрытие.

2. Аппарат по.п. 1, отличающийся тем, что размер ячеек подвижньк решеток, подключенных к отрицательному полюсу источника пос

тоянного тока, вниз.

увеличивается сверху

Расход реагента (сульфата натрия) на регенерацию катионита по отношению к стехиометрии

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод, преимущественно гальванических производств, путем их ионообменной очистки и пос ледующей регенерации ионита для электрохимического извлечения металлов из элюатов для создания локальных систем Мсшо- и безотходной технологии. Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение возможности электрохимической регенерации металлов из элюатов ионообменных фильтров. Аппарат состоит из Загруйка Ч iipi/i I ионита 3 / 1/, Pacmfof (Л с I у 10 со ел со 4;ib 4;;а f7 Е