Способ очистки хром-и медьсодержащих электролитов Советский патент 1992 года по МПК C02F1/62 C02F1/463 C02F1/62 C02F101/20 C02F103/16 

Изобретение относится к очистке сточных вод предприятий машиностроения и предназначено для обезвреживания отработанных электролитов гальванических производств от растворенных форм ионов тяжелых металлов.

Известен способ очистки электролитов от шестивалентного хрома путем пропускания электролита через слой частиц металлического железа (патент США Ns 733554, кл. С 02 F 1/46. 1978г.).

Однако способ требует высоких затрат серной кирлоты, так как максимальный эффект очистки достигается при соотношении H2SO4 и Сг (5:1) - (8:1). Кроме того, при высоких концентрациях хрома в электролите более 200 мг/л, скорость реакции замедляется, что снижает эффективность очистки

или требует продолжительного времени обработки.

Известен способ гальванокоагупяции (Яковлев С.В. и др. Технология электрохимической очистки воды. -Л.: Стройиздат, 1987. с. 130-131) путем генерации коагулянта во вращающихся, частично-погруженных в обрабатываемую воду барабанах, загруженных смесью железной и медной стружки. Однако способ не позволяет обрабатывать электролиты с вь1соким содержанием хрома -более 1 г/л, которые пассивируют процесс гальванокоагуляции, что снижает эффективность очистки.,j

В случае обработки медьсодержащих электролитов путем гальванокоагуляции электролит насыщается ионами двухвалентного железа, что снижает эффективность очистки и ее экономичность.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки.

Поставленная цель достигается тем. что при обработке электролитов в смеси стальной и медной стружки обработке подвергают смесь электролитов, содержащих хром {VI) и медь (II) при соотношениях 1:(0,3-0,6)в течение 20-30 мин, затем добавляют щелочь. После чего электролит фильтруют и фильтрат смешивают с электрогенерированным гидроксидом железа при объемном соотношении фильтрата и раствора

1.0:(40-80).

Автором не обнаружены технические решения. Содержащие отличительные признаки предлагаемого способа. Это говорит о наличии в предлагаемом решении существенных отличий.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого способа очистки.

Очистка производится во вращающейся камере 1, в которой расположены загрузка железа и меди 2, фильтре 3, электродной камере 4 с растворимыми стальными электродами 5 и смесителе 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В хромсодержащий электролит добавляют медьсодержащий электролит при маесовом соотношении ионов хрома (VI) и меди (II) в пределах 1.0;(0,3-0,6), которое является оптимальным.

Ввод медьсодержащего электролита в оптимальных пределах в хромсодержащий электролит позволяет увеличить эффективность очистки на 30-60% за счет выделения на стальной стружке металлической меди, окисления ионами трехвалентного железа меди и увеличения концентрации двухвалентного железа, каталитического воздействияионовмединаокислительно-восстановительнук) реакцию перехода Сг в Сг и др. процессах,.

Пример 1. Производят очистку хроми.медьсодержащих электролитов во вращающейся камере 1, в которую была загружена смесь стальной и медной стружки в соотношении (мас.ч.) 1:0,5. Начальная концентрация хрома (VI) в хромсодержащем электролите составляет 20 г/л, меди () в медьсодержащем электролите - 10 г/л. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Эффективность очистки хром- и медьсодержащего электролита определяет время их обработки в смеси стальной и медной стружки вращающейся камеры 1. При малом времени обработки (менее 20 мин) не обеспечивается оптимальный эффект очистки, а при большем времени происходит повыщение рН до значений более 4, растет концентрация гидроксидов трехвалентного железа, который адсорбируется на стружке и снижает растворение железа. Это уменьшает эффективность очистки, резко замедляет скорость реакции (кривая окислительно-восстановительной реакции переходит в ассимптоту).

Пример 2, Производят очистку смеси хром- и медьсодержащего электролита при соотношении ионов хрома (VI) и меди (11) (мас.ч.)- 1,0:0,4 во вращающейся камере 1 при соотношении стружки меди и стали (мас.ч.) 1:2. Эффективность очистки от ионов меди (II) и хрома (VI) представлена в табл. 2.

После обработки хром- и медьсодержащих электролитов в стружечной камере в электролиты добавляют раствор щелочи (обработанные обезжиривающим раствором) и фильтруют на фильтре 3, применяя для этих целей передвижные или стационарные фильтрующие установки. Получаемые послевзаимодействия гидроксиды обладают кристаллической структурой и занимают малый объем - приблизительно в 10-15 раз меньше, чем при реагентной обработке электролитов.

Стадия подщелачивания и фильтрации отработанных хром- и медьсодержащих электролитов на фильтре 3 является существенной в предлагаемом способе и определяет окончательную очистку электролитов от ионов хрома (VI) и меди (II). Если подщелачивания и фильтрации не производить, то при дальнейшей обработке электролитов электрогенерированным гидроксидом железа в электродной камере 4 эффективность очистки при равных затратах уменьшается (см. табл. 3).

Кроме того, эффективность очистки определяет соотношение фильтрата и раствора, содержащего гидроксид железа (II). При малых объемах электролитов скорость окислите л ьн о-восстановительной реакции уменьшается, что объясняется высокими концентрациями гидроокисей тяжелых металлов. При больших разбавлениях образуются растворенные формы ионов меди (tl, хрома (Ht), железа (И).

П р и м е р 3. Производят обработку хром- и медьсодержащего электролита после стружечной вращающейся камеры 1. Концентрация твердой фазы гидроксидов железа, хрома и меди составляет 1S г/л, рН среды - 6i4, концентрация хрома (VI) - 2,4 г/л, меди (И)- 0,3 г/л. Удельный расход тока 200 Кл/л. напряжение электролиза 10 В.

Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Предлагаемый способ позволяет значительно увеличить зффективность очистки хром- и медьсодержащих электролитов, которые часто выходят из строя и сбрасываются на очистные сооружения. При атом технология позволяет использовать существующее оборудование гальванических линий, например погружные вращающие барабаны и злектрокоагуляторы, упростить очистку медь- и хромсодержащих злектролитов и снизить расходы на обслуживание оборудования.

Формулаизобретения Способ очистки хром- и медьсодержащих электролитов, вкл«ючающий их обработку в смеси стальной и медной стружки, о тли чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, обработке подвергают смесь электроли тов при соотношении в ней хрома (VI) и меди (II) 1 :(О-ЗЧ),6) в течение 20-30 мин, затем добавляют щелочь, после чего электролит фильтруют и фильтрат смешивают с электрогенерированным гидроксидом железа при объемном соотношении фильтрата и раствора 1,0;(40-80).

Таблица 1

Изобретение относится к очистке сточных вод предприятий машиностроения и предназначено для обезвреживания отработанных электролитов гальванических производств от растворенных форм ионов тяжелых металлов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса очистки. В хромсодержащий электролит добавляют медьсодержащий электролит при соотношении хрома (V!) и меди (II) (мас.ч.) 1,0:

-Таблица 2 Примечание. В знаменателе стоят меди.,

Таблица 3 значения эффективности очистки от ионов