Патент на изобретение №2281253

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области экологии и защиты окружающей среды, а именно к утилизации отработанных гальванических производств в различных областях машиностроения, на металлургических, горно-химических, химических, фармацевтических и энергетических предприятиях. Способ переработки отработанных растворов гальванических производств в безводный продукт включает обработку сухой композицией, содержащей окись кальция, в количестве 300-400 г/л, причем при переработке отработанных растворов, содержащих поливалентный р или d металл, обработку ведут композицией, содержащей дополнительно сульфат алюминия, мольная доля которого в композиции составляет 0,1-0,15, причем суммарное количество поливалентного р или d металла с учетом содержания алюминия в композиции не менее 0,35 моль/л. Способ обеспечивает получение безводного продукта и исключение образования жидких стоков при утилизации различных отработанных растворов. 5 табл.

Изобретение относится к области экологии и защиты окружающей среды и может быть использовано, например, при сухой утилизации отработанных растворов гальванохимических производств в различных областях машиностроения, на металлургических, горно-химических, химических, фармацевтических, энергетических предприятиях.

Известен способ переработки сточных вод гальванического производства, содержащих тяжелые металлы, включающий обработку концентрированных стоков порошкообразной композицией карбоната и бисульфита натрия [1].

Способ обеспечивает получение сухих продуктов комплексного соединения хрома с компонентами добавляемой композиции, связывающих всю фазовую воду раствора в состав кристаллогидратной оболочки, и тем самым исключает образование и сброс минерализованных сточных вод после очистки хромсодержащих стоков. Вместе с тем, присутствие в сухом продукте большого количества сульфатов делает нецелесообразным последующее выделение хрома в металлическом виде, поскольку сульфаты при металлотермической переработке отчасти переходят в металлический хром в виде элементарной серы.

Известен способ переработки концентрированных растворов нанесения гальванических покрытий, предусматривающий обработку сухой композицией с получением безводного продукта, при котором композиция включает смесь 0,1-80% бисульфита и карбоната натрия, 20-99,9% окиси кальция [2]. Способ по совокупности существенных признаков наиболее близок к заявляемому изобретению и принят в качестве прототипа. Способ обеспечивает возможность получения продуктов, содержащих ограниченное количество серы, что при последующем металлотермическом восстановлении хрома до металла позволяет получить последний в виде конструкционно-пригодного материала. Вместе с тем, способ ограничен возможностью утилизации только растворов хромирования.

Задача изобретения состоит в создании способа переработки отработанных растворов обработкой сухой композицией с получением безводного продукта, который позволил бы расширить номенклатуру перерабатываемых отработанных растворов.

Задача решается тем, что в способе переработки отработанных растворов гальванических производств в безводный продукт, включающем обработку сухой композицией, содержащей окись кальция, в количестве 300-400 г/л, согласно изобретению при переработке отработанных растворов, содержащих поливалентный р или d металл, обработку ведут композицией, содержащей дополнительно сульфат алюминия, мольная доля которого в композиции составляет 0,1-0,15, причем суммарное количество поливалентного р или d металла с учетом содержания алюминия в композиции не менее 0,35 моль/л.

При этом образуется комплексное соединение, строение которого отражается следующей структурной формулой:

A_a[B_вL_l]·nH₂O,

где А – катион внешней сферы – щелочной или щелочноземельный металл, например кальций;

В – поливалентный (валентность больше 2) р или d металл, например алюминий, железо, хром и др. – комплексообразователь;

L – лиганд, например сульфат-ион;

Н₂О – кристаллизационная вода;

а, в, l, n – стехиометрические коэффициенты;

при этом n соответствует соотношению молярных концентраций воды и поливалентного металла в растворе.

В пользу образования такого соединения говорит то, что возможность получения безводного продукта за счет образования гипса CaSO₄ не достигается в отсутствии комплексообразователя даже при количестве вводимой композиции, большем чем 400 г/л (табл.2).

При переработке растворов, содержащих не менее 0,35 моль/л соединений металлических р или d элементов, например алюминия, хрома, железа, роль комплексообразователя выполняют сами эти металлы (табл.3).

При переработке растворов, содержащих менее 0,35 моль/л металлических р или d элементов, недостающее количество комплексообразователя компенсируют введением сульфата алюминия (табл.3, 4, 5).

Добавляемое количество соли алюминия обеспечивает возможность получения комплексной соли приведенного состава, количество которой совместно с солью такого же состава, образованной содержащимся в обрабатываемом растворе р или d металлом, позволяет связать всю жидкую воду в кристаллогидратную оболочку. При этом образуется рыхлый осадок, практически лишенный фазовой жидкой воды. Дальнейшая досушка осадка в естественных условиях дает совершенно сухой порошкообразный продукт. Таким образом, предлагаемая технология позволяет исключить образование жидких стоков при утилизации отработанных растворов любого состава.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1819863, кл. C 02 F 1/52, 1/62; C 01 G 37/02 – 1992.

2. Патент России №2218311, кл. C 02 F 1/62; C 02 F 103/16 – 2003.

Формула изобретения

Способ переработки отработанных растворов гальванических производств в безводный продукт, включающий обработку сухой композицией, содержащей окись кальция, в количестве 300-400 г/л, отличающийся тем, что при переработке отработанных растворов, содержащих поливалентный р или d металл, обработку ведут композицией, содержащей дополнительно сульфат алюминия, мольная доля которого в композиции составляет 0,1-0,15, причем суммарное количество поливалентного р или d металла с учетом содержания алюминия в композиции не менее 0,35 моль/л.