Патент на изобретение №2182130
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ МЕДИ
(57) Реферат: Изобретение относится к утилизации отходов гальванических и иных производств, содержащих ионы меди, и может быть использовано в металлургических и других производствах. Сущность изобретения заключается в контактировании сточных вод, содержащих ионы меди, с природными карбонатами кальция с последующей обработкой осадка острым паром, затворением его водой и грануляцией. Полученный осадок фиксируется в гипсокарбонатной матрице. Согласно изобретению способ упрощается, полученные осадки пригодны для длительного хранения и вторичного использования на предприятиях цветной металлургии. Изобретение относится к химической технологии, а именно к утилизации жидких отходов гальванических и иных производств, содержащих ионы меди, и может быть использовано в металлургических, металлообрабатывающих и других производствах для очистки сточных вод от меди и повышения химической устойчивости полученных осадков при длительном хранении, а также для обеспечения возможности вторичного использования осажденной меди. Большинство современных способов очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов основываются на их осаждении в виде гидроксидов при подщелачивании с последующей коагуляцией, отделением осадка и доочисткой [1]. Гидролитические методы имеют достаточные скорость и глубину осаждения, однако, при утилизации осадков возникают проблемы, связанные с вымыванием ионов слабокислыми природными водами при их длительном хранении, особенно на открытых площадках. Известен способ повышения стойкости осадков гидроксидов за счет их ферритизации при окислении сульфата двухвалентного железа кислородом воздуха в присутствии перманганата калия или его смеси с пиролюзитом при рН 10-11 (барботаж суспензии воздухом при температуре 85-95oС) [2]. Ферриты цветных металлов устойчивы к атмосферным и гидросферным воздействиям, однако вторичное использование меди затруднено из-за ее малого содержания в осадке. Недостатками данного способа являются также использование дорогого реагента (перманганата), большие затраты на подщелачивание и нагрев растворов, сложное аппаратурное оформление. Известен способ очистки сточных вод от меди обработкой растворов суспензией известняка и цементного клинкера с концентрацией не менее 1 мас.% [3], с осаждением меди в виде двойных солей: кальцийалюмосиликатов, практически нерастворимых при любом солевом составе воды. Преимуществами указанного способа является проведение процесса в одну стадию без предварительного подщелачивания и возможность длительного хранения образовавшегося цементного камня в естественных условиях. Недостатки – использование достаточно дорогого реагента (цементного клинкера – не менее 30%), необходимость сгущения тонкодисперсных осадков и невозможность вторичного использования осажденных металлов из-за их малой концентрации в силикатной матрице, а также его применимость только в слабо концентрированных растворах (1% суспензии). Данный способ выбран за прототип. Целью изобретения является упрощение процесса, сокращение расходов и получение осадков, пригодных для долговременного хранения и вторичного использования на предприятиях цветной металлургии. Указанная цель достигается тем, что осаждение меди ведут при контактировании сточных вод с природными карбонатами кальция, а осадок, в отличие от прототипа, фиксируют не в кальций-силикатную (цементную), а в гипсокарбонатную матрицу посредством его дополнительной обработки острым паром с последующим затворением водой и грануляцией. При этом гипсовое вяжущее не вносится дополнительно, а образуется непосредственно при осаждении меди из кислых и нейтральных растворов на природных карбонатах кальция: 3СаСО3+4CuSO4+10Н2О = Сu4SО4(OН)6 ![]() ![]() Осадитель используется многократно, что позволяет получить высококонцентрированные по меди осадки. После выработки ресурса осадителя осадок представляет собой смесь основных сульфатов меди, гипса и остатков кальцита (гипсово-известняковую смесь) с содержанием меди 10-30%. Полученную смесь обрабатывают острым паром при температуре 145-160oС, в результате чего двуводный сульфат кальция переходит в полуводный, обладающий вяжущими свойствами, а основной сульфат меди – в оксид меди, устойчивый в естественных условиях. Полученный материал после остывания затворяется водой в обычном для типовых вяжущих соотношении, окомковывается и отправляется на хранение. В образующихся гранулах медь связана в оксид, что определяет ее повышенную устойчивость к вымыванию при длительном хранении. Воздействие слабокислых почвенных вод компенсируется гипсокарбонатным буфером, фиксирующим рН на уровне 6.4-6.6, при котором исключается растворение оксида меди. Дополнительное внесение вяжущего при окомковании не требуется, т.к. достаточная механическая прочность гранул обеспечивается гипсовым вяжущим, образующимся в ходе осаждения меди. Высокая концентрация меди в гранулах делает возможной ее вторичную утилизацию на предприятиях цветной металлургии в качестве добавки к шихте отражательной или иной плавки. Механическая прочность гранул определяет возможность их длительного хранения и удобной транспортировки их на значительные расстояния. Присутствие в гранулах карбоната и сульфата кальция обеспечивает дополнительное снижение расхода флюсов при плавке. Пример конкретного выполнения способа. 1. К сточным водам линии травления дюралюминиевого проката без предварительного подщелачивания добавляется молотый известняк в количестве, зависящем от содержания меди в растворе. По окончании реакции (по достижении остаточной концентрации меди ниже 0,01 мг/л) осадок отделяется от раствора и обрабатывается острым паром (145-160oС) без предварительной сушки. Полученная рыхлая масса, содержащая полуводный сульфат кальция и до 30% меди в форме оксида, затворяется водой при водотвердом соотношении 1:5-1:2 и гранулируется. Полученные гипсокарбонатные гранулы направляются на длительное хранение или переработку. 2. В действующую технологическую схему гальванического производства встраивается реактор осаждения меди, представляющий собой колонну, заполненную дробленым до 2-5 см известняком, на который замыкается контур сточных медьсодержащих вод. При фильтрации раствора через слой известняка происходит осаждение меди в виде основного сульфата. Содержание меди в водах на выходе из колонны ниже предела обнаружения атомно-абсорбционным методом. Эксплуатация колонны осуществляется до выработки ресурса осадителя, определяемого по появлению меди в промывных водах на выходе, после чего колонна осушается и продувается снизу острым паром, для прогрева материала, заполняющего колонну, до температуры 145-160oС. Полученная масса разгружается, затворяется водой при Ж: Т=1:6 ![]() 1. Коган Б. И. Современные методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Обзорная инф. Института “Цветметинформация”. Серия “Охрана окружающей среды”. – М., 1975. 2. Авторское свидетельство 1549925. 3. Авторское свидетельство 1214605. Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.10.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003
Извещение опубликовано: 20.11.2003
|
||||||||||||||||||||||||||