RU1834856C - Способ очистки сточных вод, содержащих ионы аммони и меди - Google Patents

Abstract

Использование: в гидрометаллургии цветных металлов, дл  очистки сточных вод, содержащих ионы аммони  и меди, в частности дли очистки высококонцентрированных срочных вод и обеспечивает глубокую степень очистки, уменьшить расход щелочного реагента, значительно сократить объемы образующихс  фильтратов, врем  ведени  процесса. Сущность: очистку ведут щелочным реагентом в твердом виде, который ввод т в подогретую до 50-60° сточную воду в две стадии, причем сначала ввод т 40-50% количества реагента, необходимого дл  осаждени  меди, выдерживают 3-6 мин и затем ввод т оставшуюс  часть. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к очистке сточных вод, содержащих аммиаки ионы цветных металлов, может быть использовано на предпри ти х приборостроительной, электронной и химической промышленности.

В сточных водах содержащих ионы аммони  и меди образуютс  устойчивые растворимые комплексы. Дл  утилизации меди требуетс  разрушение этих комплексов, которое происходит в достаточно жестких услови х .

Известен способ, согласно которому сточные воды, содержащие ионы меди и аммони , обрабатывают раствором едкого натра до рН раствора 12, после 5 мин перемешивани  нагревают до 100°С с одновременной аэрацией (на 1 м3 сточных вод пропускают 10 м3 воздуха). Выделившийс  осадок СиО отдел ют, а фильтрат дл  достижени  доочистки от Си до ПДК (0,1 мг/дм3)

дополнительно обрабатывают CaCla. Этим способом очищались сточные воды с содержанием меди 6,5 г/л, остаточное содержание меди 0,5 мг/дм .

В случае очистки сточных вод с высокими концентраци ми металлов требуетс  до- очистка, что приводит к введению дополнительных компонентов, т.е. к вторичному загр знению. Дл  разрушени  аммиачного комплекса обычно используют раствор щелочного реагента. При этом медь осаждаетс  в виде труднорастворимого и сильногидратированного осадка - Си(О.Н)2. Дл  получени  более технологического осадка (оксида или металлической меди) используют кип чение сточных вод или введение востановителей. Полнота осаждени  меди зависит от наличи  аммиака в растворе , дл  удалени  последнего примен ют аэрацию гор чим воздухом и интенсивное перемешивание. Все это делает процесс

со ы J с ел о

со

очистки многостадийным и энергоемким, требующим значительного времени дл  от- ето  образовавшегос  осадка, а значит и больших производственных площадей.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ очистки сточных вод, содержащих ионы аммони  от цветных металлов . Согласно способу сточные воды с содержанием Си 0,03 г/дм3 и рН 6,7 обрабатывали гор чим (90-107°С) раствором МаОН, при интенсивном перемешивании до рН И2 с последующей аэрацией воздухом. После отстаивани  в течение 60 мин выделившийс  осадок СиО отдел ли фильтрованием .

Известный способ позвол ет получить высокую степень очистки (содержание меди 0,1 мг/дм3) и технологичный осадок без введени  дополнительных реагентов. Однако необходимость нагрева до 90-107°С щелочного реагента, перемешивание и аэрирование и, в св зи с этим необходимость отсто  в течение 60 мин, делают процесс многостадийным , сложным и длительным. Кроме того , очистке подвергались нейтральные сточные воды (рН 6,71 с невысоким содержанием Си-0,03 г/дм .

Очистка высококонцентрированных сточных вод с рН 2,7 до 8,2 известным способом приводит к увеличению расхода реагента , используемого в виде раствора (на t объем сточных вод требуетс  9 объемов 2 н, NaOH) и соответственно, к увеличению объема фильтрующей жидкости.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа и сокращение длительности процесса очистки, снижение расхода щелочного реагента и объемов образующихс  стоков, при сохранении высокой степени очистки высскокснцентрированных сточных вод в широком диапазоне рН.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что очистку сточных вод, содержащих ионы меди и аммони  провод т щелочным реагентом в твердом виде в две стадии:- на первой - в сточные воды, подогретые до 50-60°С, ввод т 40-50% сухого щелочного реагента, необходимого дл  осаждени  меди, выдерживают 3-6 мин, на второй - добавл ют оставшеес  количество реагента.

При введении щелочного реагента в твердом виде в две стадии происходит локальный разогрев и удаление аммиака из раствора, осаждение оксида меди. Полнота удалени  меди зависит от полноты удалени  1МНз из реакционней зоны, что в основном определ етс  температурой раствора и градиентом рН. Разделение введени  щелоч- мого реагента на две стадии приводит к

тому, что на первой стадии происходит повышение щелочности раствора. Это создает услови , обеспечивающие при введении второй порции реагента значительные локальные градиенты температур и рН. При их возникновении происходит интенсивное вскипание реакционной смеси, т.е. образование пузырьков воздуха, насыщенных растворимым аммиаком, что приводит к на0 иболее полному удалению последнего и об- разованию осадка СиО с хорошими фильтрационными свойствами.

.При введении щелочного реагента в одну стадию не создаютс  столь значительные

5 местные градиенты температур и рН, привод щие к вскипанию раствора и это значительно удлин ет процесс очистки. К тому же введение щелочного реагента в сухом виде сокращает объемы очищенных стоков, по0 звол ет избежать энергоемких и прот женных по времени операций перемешивани  и аэрировани , что значительно упрощает процесс.

Дл  осуществлени  способа отработан5 ные травильные растворы с известным содержанием меди помещают в реактор. Довод т температуру раствора до 50-60°С и ввод т 40-50% требуемого, дл  осаждени  меди, количества твердого щелочного

0 реагента (NaOH ГОСТ 4328-77). Выдерживают 3-6 мин и затем добавл ют Оставшеес  количество реагента. Реакционную смесь, после введени  второй порции NaOH, выдерживают 30 мин и отфильтровы5 вают образовавшийс  осадок оксида меди. Измер ют объем фильтрата и анализируют его на содержание меди трилонометриче- ским методом с мурексилом (до г/дм3) и аммони  формальдегидным методом.

0 П р и м е р 1. 200 см3 раствора, получаемого при травлении печатных плат, с содержанием 113,15 г/дм3 Си2+; 120,6 г/дм3 аммиака; 235,4 г/дм хлоридов с рН 8,2 помещают в реактор и нагревают до 60°С. Дл 

5 осаждени  меди из такого раствора необходимо ввести 45 г сухого NaOH. На первой стадии вводили 22,5 г (50%) NaOH. Выдерживают 5 мин и затем добавл ют еще 22,5 г NaOH. Через 30 минут осадок оксида меди

0 отфильтровывают. Объем фильтрата составл ет 85 см и содержит 22,0 г/дм3 аммони  и О, Г мг/дм меди. Расход NaOH составил 2,0 г на 1 г Си.

П р и м е р 2. 200 см3 раствора, получа5

емого при травлении печатных плат, следующего состава 56,25 г/дм3 40,4 г/дм3 NHs 175-190 г/дм3 СГ с рН 2,7 помещают в реактор и нагревают до 60°С, Дл  удалени  меди из раствора такого состава необходимо 25 г NaOH. Поэтому, после достижени 

раствором 60°С, в него ввод т 12,5 г NaOH выдерживают 5 мин и добавл ют еще 12,5 г реагента. Через 30 мин выделившийс  осадок оксида меди отфильтровывают. Объем фильтрата составил 80 см , аммиак отсутст- 5 вовал, содержание меди 0,1 мг/дм3, Расход NaOH составил 2,0 г NaOH на 1 г Си.

Приме р 3. Определение возможности использовани  известного способа дл  очистки кислых и щелочных сточных зод с 10 высоким содержанием аммони  и меди. 200 см3 сточных вод,содержащих 56,25 г/дм3 меди; 40,4 г/дм4 аммони  и 175-190 г/дм СГ с рН 2,7 помещают в реактор. Раствор NaOH довод т до температуры кипени  и 1.5 при интенсивном перемешивании ввод т в исходную сточную воду до рН 12. Затем раствор, подвергают аэрации в течение 10 мин иотстаивают 60 мин. Выделившийс  осадок оксида меди отфильтровывают. Обь- 20 ем-фильтрата составил 1400 см , аммиак отсутствовал, медь содержалась в количестве 0,1 мг/дм . Расход NaOH составил 6,4 г на 1 г Си.

Прим е р 4. Аналогично примеру 3 25 производ т очистку сточных вод, получаемых при травлении печатных плат, следующего состава: 113,15 г/дм3 Си; 120,6 г/дм3 235,4 г/дм3 СГ с рН 8,2. В этом случае

Я3

первой стадии,как и его увеличение, привод т к по влению меди вфильтрате(прим. 15. 16 соответственно). Снижение температуры нагрева исходных сточных вод (прим. 18) приводит к образованию гидроксида меди, что значительно снижает степень очистки стоков и ухудшению фильтрационных свойств осадка. Увеличение температуры нагрева сточных вод не приводит к значи- . тельному улучшению показателей очистки (прим. 15), поэтому экономически нецелесообразно примен ть более высокие температуры . Уменьшение времени выдержки между двум  стади ми (прим. 20) равно как и его удлинение(прим.21) привод т к ухудшению степени очистки и удлинению процесса .

При очистке сточных вод согласно предложенному способу (прим. 1-14) во всех опытах обеспечиваетс  глубока  очистка от меди до уровн  ПД К (0,1 мг/дм3). Следует подчеркнуть, что по предложенному способу высока  степень очистки достигаетс  при меньших рзсходзх NaOH (2,0 г NaOH по предложенному способу и 6-7 г NaOH по известному, на 1 г Си расход реагента уменьшаетс  в 3-3,5 раза). Кроме того, использование реагента в твердом виде приводит к сокращению объемов обраобъем фильтрата составил 1500 дм С со дер- 30 зующегос  фильтрата (с 1440-1550 см до

жанием аммони  23,5 г/дм и меди 0,1 мг/дм .Расход NaOH составил 7,2 г на 1 г Си.

Как видно из приведенных примеров (24-26) в таблице, очистка по прототипу при- 35 водит к требуемой степени очистки, поззо- л етупростить процесс отделени  осадка за счет полученч  кристаллического осадка оксида меди и в случае кислых растворов, полностью утилизировать аммиак. Однако при 40 этом наблюдаетс  большой расход щелочного реагента, используемого в виде раствора (на один объем исходных сточных вод требуетс  9 V щелочного реагента), что фиводмт к значительному увеличению объ- 45 эма фильтрата, таким образом использовать известный способ дл  очистки сточных воде высоким содержанием меди и аммиака не целесообразно, а необходимость интенсивного перемешивани  и аэрировани  50 значительно удлин ют технологический процесс и привод т к дополнительным затратам .

При очистке высококонцентрированных сточных вод по предложенному спосо- 55 бу, но ввод  щелочной реагент в твердом виде в одну стадию (прим. 17 и 22} значительно увеличиваетс  длительность процесса . Уменьшение количества реагента на

Claims (1)

1. 80-87 см3 т.е. в 18 раз) и отмене энергоемких и длительных операций (перемешивание и аэраци ), что позвол ет значительно сократить врем  ведени  процесса, а соответственно   производственные площади. Предложенный способ позвол ет утилизировать медь в виде хорошо фильтруемого осадка оксида меди, который  вл етс  товарным продуктом и используетс  в силикатной промышленности дл  получени  синих, зеленых эмалей, красных стекол и др. Формулаизобретени  Способ очистки сточных вод, содержащих ионы аммони  и меди, включающий обработку щелочным реагентом при нагревании с последующим отделением осадка, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа и сокращени  длительности процесса, снижени  расхода щелочного реагента и объема образующихс  стоков при сохранении высокой степени очистки высококонцентрированных сточных вод, сточные воды подогревают до 50-60°С и обрабатывают щелочным реагентом а твердом виде, причем сначала ввод т 40-50% количества реагента, необходимого дл  осаждени  оксида меди, выдерживают 3-4 мин и затем ввод т оставшеес  количество реагента.

   первой стадии,как и его увеличение, привод т к по влению меди вфильтрате(прим. 15. 16 соответственно). Снижение температуры нагрева исходных сточных вод (прим. 18) приводит к образованию гидроксида меди, что значительно снижает степень очистки стоков и ухудшению фильтрационных свойств осадка. Увеличение температуры нагрева сточных вод не приводит к значи- . тельному улучшению показателей очистки (прим. 15), поэтому экономически нецелесообразно примен ть более высокие температуры . Уменьшение времени выдержки между двум  стади ми (прим. 20) равно как и его удлинение(прим.21) привод т к ухудшению степени очистки и удлинению процесса .

   При очистке сточных вод согласно предложенному способу (прим. 1-14) во всех опытах обеспечиваетс  глубока  очистка от меди до уровн  ПД К (0,1 мг/дм3). Следует подчеркнуть, что по предложенному способу высока  степень очистки достигаетс  при меньших рзсходзх NaOH (2,0 г NaOH по предложенному способу и 6-7 г NaOH по известному, на 1 г Си расход реагента уменьшаетс  в 3-3,5 раза). Кроме того, использование реагента в твердом виде приводит к сокращению объемов образующегос  фильтрата (с 1440-1550 см до

   80-87 см3 т.е. в 18 раз) и отмене энергоемких и длительных операций (перемешивание и аэраци ), что позвол ет значительно сократить врем  ведени  процесса, а соответственно   производственные площади. Предложенный способ позвол ет утилизировать медь в виде хорошо фильтруемого осадка оксида меди, который  вл етс  товарным продуктом и используетс  в силикатной промышленности дл  получени  синих, зеленых эмалей, красных стекол и др. Формулаизобретени  Способ очистки сточных вод, содержащих ионы аммони  и меди, включающий обработку щелочным реагентом при нагревании с последующим отделением осадка, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа и сокращени  длительности процесса, снижени  расхода щелочного реагента и объема образующихс  стоков при сохранении высокой степени очистки высококонцентрированных сточных вод, сточные воды подогревают до 50-60°С и обрабатывают щелочным реагентом а твердом виде, причем сначала ввод т 40-50% количества реагента, необходимого дл  осаждени  оксида меди, выдерживают 3-4 мин и затем ввод т оставшеес  количество реагента.

   Продолжение таблицы