Способ обработки осадков сточных вод гальванических производств Советский патент 1993 года по МПК C02F1/62 

Изобретение относится к обработке осадков сточных вод гальванических производств с высоким содержанием ионов железа и меди и может быть использовано на предприятиях приборостроительной промышленности,

Цель изобретения - обеспечение возможности разделения компонентов осадка - железа и меди, а также повышение степени извлечения меди.

Пример/. Железо-медные осадки, полученные при очистке сточных вод приборостроительных предприятий от ионов тяжелых металлов, подают в подогреваемый реактор, перемешивают с водой, в полученную суспензию, содержащую 2 г/л Си(И)и2г/л Fe(lll), добавляют раствор, содержащий роданид-ионы в количестве, эквивалентном содержанию меди в осадке (2 г/л CN$), и при 40-50°С дозируют сернистый ангидрид в количестве (4,5-7,6): 1. Количество $02 регулируют скоростью подачи газа (по используемому ротаметру) в течение 3 мин и выдерживают- суспензию в течение 40 мин для созревания и оседания нерастворимого в воде - и кислотах осадка роданида меди (I). Полное отделение осадка достигается фильтрацией. Содержание меди в фильтрате составляет 2,1-2,3% от исходного количества.

Исходный железо-медный осадок представляет собой смесь гидроксидов металлов, основными компонентами которого являются гидроксид железа и гидроксид ме ди:

мае. %

46-47,24

43,8-46,6

1,2-1,7

0,86-0,94

0,28-0,46

0,64-0,85

0,94-1,25

0,02-0,0а

0,15-0,25

ел

Ингредиенты

Ре(ОН)з

Си(

Мд(ОН)2 . - Са(ОН)2

ZnfOHfe

Сг(ОН)з

Ni(OH)2

КОН

NaOH

При этом в реакторе протекают следующие основные реакции:

S02-t-H2O H2S03(1)

2Ре(ОН)з + 2Н250з + О

2FeS04 + 5Н2О(2)

О 00

W

ho

2Cu(OH)2 + Н250з Cu2S04 + 3H20 (3) Cu2S04 + 2KCNS - 2CuCNS,+ K2S04 (4)

При дозировании сернистого ангидрида в водную суспензию железо-медного осадка происходит образование сернистой кислоты, которая способствует не только растворению осадка, но одновременно и восстановлению его компонентов - гидро- ксида железа и гидроксида меди, до ионов с более низкой валентностью - Fe(ll) и Cu(t).

Растворившаяся и химически восстановленная часть осадка, основу которой составляет Cu(l), взаимодействует с присутствующими в среде ионами CNS, образуя при этом нерастворимый в воде и кислой среде кристаллический осадок CuCNS, который оседает на дно отстойника.

Роданид меди обладает высокой гидравлической крупностью, легко оседает, обезвоживается и утилизируется. Благодаря низкой растворимости роданида меди (I) достигается высокая степень (97.5-98,4%) извлечения меди из железо-медных осадков.

Повышение температуры до 40-50°С приводит к ускорению восстановительного действия газообразного сернистого ангидрида на Си(ОН)2 и Ре(ОН)з. В найденном оптимальном интервале температур 40- 50°С продолжительность обработки железо-медного осадка составляет 30-60 минут.

Нагревание способствует также повышению укрупненности и оседаемости частиц осадка CuCNS, что ускоряет процесс извлечения меди из осадка.

Результаты обработки осадков сточных вод гальванических производств приведены а табл. 1-4.

Как видно из данных табл. повышение температуры более 50°С нецелесообразно, так как это, хотя и способствует значительному ускорению реакции восстановления Fe(lll) до Fe(ll)только в первые 10-20 минут, в дальнейшем не влияет на скорость процесса, и уже через 30 минут остаточные концентрации ионов Си(П) и Fe(ll) при этих температурах практически не отличаются. Помимо этого, повышенная температура в дальнейшем приводит к частичному растворению образовавшегося осадка CuCNS, чем и объясняется некоторое повышение содержания ионов Си в растворе в этих условиях.

Понижение температуры менее 40°С приводит к резкому уменьшению скорости восстановления ионов Fe(lll),

Увеличение соотношения S02/Fe с 2,6 до 3,2 способствует уменьшению концентрации ионов Fe(MI) в растворе (табл. 2). Однако дальнейшее увеличение этой величины до 4,6 не приводит к улучшению параметров процесса.

Следовательно, оптимальным значением соотношения SOa/Fe в данном случае следует считать 3,2:1.

Из данных табл. 3 видно, что уменьшение соотношения S02/Cu менее 6,8:1 приводит к замедлению скорости восстановления ионов Cu(ll) до Cu(l) и увеличению времени процесса, в то время как увеличение соотношения выше этой величины не способствует ускорению процесса.

5 Опыты показали, что в оптимальном интервале температур количество S02, пошедшее на восстановление железа и меди в смеси, меньше, чем при восстановлении каждого из этих элементов в отдельных рас0 творах. Причем как реакция их восстановления, так и осаждение и отделение осадка CuCNS протекают намного быстрее.

Таким образом, исходя из оптимальных величин соотношений для Си и Fe3+, отно5 шение количества S02 к сумме (Си + Fe ) должно составить (6,8+3,2) 10:1. В то же время, как следует из данных табл. 4, для восстановления ионов Cu2+ + Fe3+ достаточно соотношения 5:1 для того, чтобы скорость

0 процесса совместного восстановления ионов Си + и Fe была такой же, как и восстановления этих ионов по отдельности. Увеличение этого соотношения вплоть до 7,6:1 практически не влияет на скорость вос5 становления ионов Fe(l11) и Си(Н), а уменьшение ниже 4,5:1 приводит к существенному замедлению восстановления Си , практически не влияя на восстановление FefHI). Таким образом, соотношение S02/(Fe +

0 +Сг) (4,5-7,6): 1, можно считать.оптимальным.

При. таких соотношениях S02/(Fe +Cu) в растворе сохраняется определенное количество сернистого ангидрида, что препятст5 вует окислению ионов Fe(ll) растворенным кислородом, а также кислородом воздуха до ионов Fe(lll); Дальнейшее повышение соотношения более 7,6:1 приобретает смысл лишь только при очень длительном хране0 нии реагента Fe(It) перед его использованием в качестве восстановителя для очистки хромсодержащих сточных вод.

Предложенный способ позволяет разделить основные компоненты железо-мед5 кого осадка, извлечь из него и вернуть в производство ценный металл - медь, а железо в виде раствора соли FeS04, содержащего остаточные количества SOa использовать в процессе очистки хромсодержащих сточных вод для восстановления CrfVI) в Сг34 Извлечение меди (которая не участвует в реакции восстановления Cr(VI) в Сг34 и является балластом), способствует уменьшению объемов используемого железосодержащего реагента в процессе очистки хромсодержащих сточных вод, что имеет существенное значение для осуществления технологии. Формула изобретения Способ обработки осадков сточных вод гальванических производств, включающий

введение сернистого ангидрида, отличающийся тем,, что, с целью обеспечения возможности разделения компонентов осадка и повышения степени извлечения

меди, в осадки предварительно вводят раствор, содержащий роданид-ионы, в количестве, эквивалентном содержанию меди в осадках, з обработку сернистым ангидридом ведут при 40-50°С при соотношении

S02:(Cu(ll) + Fe(lll)) (4,,6):1.

Использование: выделение меди и железа из осадков сточных вод гальванических производств. Сущность изобретения: осадки обрабатывают сернистым ангидридом при температуре 40-50°С в присутствии роданид-ионов. Соотношение S02:(Cu + Fe) (4,5-7,6):1, Количество роданид-ионов эквивалентно содержанию меди в осадке. Степень извлечения . 4 табл.

Т а. блица 1

Влияние температуры на восстановление ионов Ре(Ш)до Fe(ll) и Cu(ll) до Cu(l) при соотношении S02:(Cu(ll) + Fe(lll)) 4,8:1

Цифры в скобках означают % восстановления соответствующих ионов

Таблица 2 Влияние соотношения S02/Fe на остаточное содержание ионов Fe(lll) в растворе при 40°С

;Т а б л и ц а 3 Влияние соотношения SOa/Cu на остаточные количества ионов Си(И) в растворе при 40°С

, ;Та б л и Ц а А

Влияние соотношения S02/(Cu + Fe) на остаточные количества ионов Fe(lll) и Cu(ll)

в растворе при 40°С