Способ очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов Советский патент 1991 года по МПК C02F1/465 C02F1/465 C02F101/20 C02F101/22 C02F103/16 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов, в частности от цинка, никеля, меди и хрома, и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, черной и цветной металлургии, радиоэлетроники, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства, как для очистки общего стока, так и для организации локальной очистки промывных и сточных вод с целью повторного использования ценных компонентов,

Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение возможности повторного использования ценных металлов.

Пример. В1л очищаемой воды, арожащей 25 мг-ион Сг . добавляют

25 мг-ион СГ (в виде NaCI) при этом соотношение ионов хрома к введенному иону хлора составляет 1:1. Устанавливают значение рН 6,8 - 7,2 добавлением щелочи и подают раствор в электрофлотационный аппарат, Электролиз ведут при плотности тока 10 мА/см2 в течение 7 мин.

Выделяющиеся электролитические газы водород и кислород поднимают образовавшееся соединение Сг(ОН)3-х С1х из обьема на поверхность раствора. Накапливающийся пенный продукт удаляется механически.

Очищенную воду анализируют на содержание хрома, которое проводят методом атомно-адсорбционной спектроскопии и на содержание ионов хлора. Степень очистки

от хрома составляет 99,7% по ионзм хлора 37%.

Извлеченный продукт после растворения в кислоте может быть использовано для корректировки электролита хромирования, а вода, откорректированная по ионам хлора, может быть направлена на смешивание со сточными водами, содержащими металл, для осуществления эффективной электрофлотационной очистки.

Аналогичные опыты проводят при других соотношениях металла к иону хлора (табл.1).

Таким же образом проводят очистку растворов, содержащих ионы металлов: меди, цинка, никеля. Полученные результаты представлены в табл.1.

Аналогичным образом оказывают влияние анионы F и NOs, введенные в виде растворимой соли натрия или калия.

Электрофлотационное извлечение ионов металлов: меди, цинка, никеля, хрома (III) осуществляется в виде гидроокисей. Гидроксид металла имеет положительный заряд. Чем больше величина заряда, тем хуже флотируется гидроксид металла, Введение в очищаемую воду аниона типа СГ, или F, или МОз приводит к сорбции их в поверхностный слой гидроксидов и к снижению величины заряда частицы. При соотношении в сточной воде металла к аниону 1:(0,3 - 1,5) величина заряда частицы гидро- ксида Me(OH)z-x С1Х близка к нулю, В этом случае электрофлотация гидроксидов металлов протекает с высокой эффективностью и достигается максимальная степень очистки от металлов на 98 - 99,8%, что выше на 8 - 13%, чем в отсутствии указанных анионов.

Применение в электрофлотаторе нерастворимых анодов из титана с подслоем из ОРТА и активным слоем из СозО позволяет исключить загрязнение продукта флотации другими ионами металлов, что очень важно при организации локальной очистки. Извлеченные гидроксиды металлов (меди, никеля, цинка, хрома)после растворения их в соответствующих кислотах могут быть использованы для корректировки электролитов либо выделены электрохимически на катоде в виде металла или металлического порошка. Очищенная вода от ионов тяжелых и цветных металлов может частично использоваться на промывке деталей после нанесения гальванических покрытий, частично для смешивания со сточными зодами, которые направляются на стадию злрктро- флотационной очистки.

Эффективная очистка промывных и сточных вод от цинка, никеля, меди, хрома (III) осуществляется при плотности тока 5 - 15 мА/см , ниже 5 мА/см увеличивается

время электрофлогационного извлечения металлов, выше 15 мА/см2 отмечается разрушение пенного слоя из-за нарушения ламинарного движения жидкости и тем самым отмечается снижение степени очистки на

5-7%, За время электрофлотации 3- 10 мин в зависимости от природы металла (Zn2+ Си2+ Ni2+ Сг34) извлекается 98 - 99,8% гидроксидов металлов, находящихся в сточной воде.

В табл.2 представлены экспериментальные данные по влиянию различных видов анионов на степень извлечения гидроксидов Ni, Си, Cr, Zn при оптимальном соотношении Ме:А.

Из табл. 2 видно, что положительным

эффектом обладают только ионы СГ, МОз,

F, вводимые в виде солей натрия или калия.

Другие анионы подавляют процесс

электрофлотации.

Таким образом, предлагаемый способ

позволяет также в течение 3-10 мин провести очистку сточной воды от цветных и тяжелых металлов на 99,8%.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого технического решения обусловлена следующими факторами: обеспечение экономии дефицитных металлов - никеля, цинка, меди, хрома путем их эффективного извлечения из промывных и

сточных вод индивидуальных стоков гальванических производств и повторного использования для корректировки электролитов; уменьшение сбросов цветных и тяжелых металлов в водные бассейны; организация использования воды повторно для .члектрофлотэционной очистки от металлов. Низкие затраты электроэнергии на обработку 1 м очищаемой воды (0;06 - 0,2 кВт.ч для

45

извлечения цинка, меди, никеля, хрома). Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от цветных и тяжелых металлов, включающий электрофлотацию с черастворимыми анодами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и обеспечения возможности повторного использования цветных и тяжепых металлов, перед электрофлогацией в очищаемую боду вводят ионы СГ. или F, или МОз в виде растворимой соли натрия, или калия при массовом соотношении извлекаемого металла к введенному аниону 1/0 Л 1,5).

Таблица 1

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов, в частности от цинка, никеля меди и хрома, и может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, черной и цветной металлургии, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства как для очистки общего стока, так и для организации локальной очистки промывных и сточных вод. Цель изобретения - повышение степени очистки и обеспечение возможности повторного использования цветных и тяжелых металлов. Очистку осуществляют методом электрофлотации с нерастворимыми анодами. Для повышения степени очистки от ионов цинка, никеля, меди, хрома в сточные воды вводят ионы СГ, или F, или NOa в виде растворимой соли натрия или калия при массовом соотношении извлекаемого металла и введенного аниона 1 :(0,35- - 1,5) 2табл Ё

Таблица 2