Способ химической регенерации отработанных гальванических растворов

Способ химической регенерации отработанных гальванических растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области химической регенерации отработанных гальванических растворов, загрязненных железом. Целью изобретения является повышение степени очистки раствора от железа и упрощение процесса. Способ заключается в непрерывном отборе отработанного гальванического раствора в реактор, обработке его кислородом воздуха в присутствии катализатора, представляющего собой тонкодисперсный магнетит при массовом отношении магнетита к железу /3-5/:1. Окисление железа /П/ до железа /Ш/ сопровождается образованием осадка гидроокиси железа /Ш/, который удаляют с помощью магнитных фильтров. Содержание железа в отработанном растворе составляет 30 мг/л. Время обработки раствора составляет 6 мин, а содержание железа в регенерированном растворе - следы. Использование данного способа позволяет достичь высокой степени очистки раствора от железа при достаточной простоте его осуществления. 1 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 С 25 1) 21/18

"ся2мя

1 ° 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I I 1

Н А STOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2J) 4284890/23-02 (22) 14.07.87 (46) 15.07.89. Бил. У 26 (72) В. Л. Михайловский, В. Е. Терновцев, P. М. Довгань, Л. Н. Округ и В. П. Дубровский (53) 621. 357. 004. 86 (088. 8) (56) Заявка Франции М 2520007, кл. С 23 С l/00, 1983.

Патент Австрии !! - 319897, кл. 12 В 34/06, 1975. (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

ОТРАБОТАННЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к области химической регенерации отработанных гальванических растворов, загрязненных железом. Целью изобретения является повышение степени очистки раствора от железа и упрощение процесса.

Изобретение относится к химической регенерации отработанных гальванических растворов, загрязненных железом.

Цель изобретения — повышение степени очистки раствора от железа и упрощение процесса.

Сущность изобретения заключается в том, что отработанный гальванический раствор, загрязненный железом, непрерывно отбирают в реактор, обрабатывают его кислородом воздуха в присутствии катализатора, в качестве которого используют тонкодислерсный магнетит лри весовом соотношении магнетита к железу (3 — 5):1. При этом переводят железо (II) в железо (III) „„SU„„1493692 А 1

Способ заключается в непрерывном отборе отработанного гальванического раствора в реактор, обработке его кислородом воздуха в присутствии катализатора, представляющего собой тонкодисперсный магнетит при массовом отношении магнетита к железу (35):!. Окисление железа (II) до железа (III) сопровождается образованием осадка гидроокиси железа (Е?1), который удаляют с помощью магнитных фильтров. Содержание железа в отработанном растворе составляет 30 мг/л. Время обработки раствора составляет

6 мин, а содержание железа в регенерированном растворе — следы. Использование данного способа позволяет достичь высокой степени очистки раствора от железа при достаточной простоте его осуществления. 2 табл. с образованием осадка гидроокиси железа (III), который удаляют фильтрованием раствора с помощью магнитных фильтров.

Проведение процесса окисления в присутствии тонкодисперсного магнетита увеличивает скорость реакции окисления железа (II) до железа (III), исключает разбавление раствора и уменьшает объем осадка гидроокиси железа (III).

При соотно1 ении массы тонкодислерсного порошка ферромагнитного материала к массе удаляемого железа менее, чем 3:1, резко возрастает содержание остаточного железа в регенерр1493692 руемом растворе после удаления осадка гидроокиси железа (III), а когда это соотношение превышает 5: 1, увеличивается удельный объем осадка без попоныщения качества очистки.

Пример 1. Отработанный гальванический раствор следующего состава". серно-кислый кадмий 50 г/л; сернокислый аммоний 32 г/л; серно-кислый Ip алюминий 25 г/л; желатин 0,6 г/л железо 30 мг/л, из технологической ванны подают в реактор-окислитель. Одновременно иэ бункера в реактор подают магнетит с размером частиц 50-1 00 мкм,15 полученный после обогащения железной руды. Дозу магнетита устанавливают

1200 г/л или 40 мг магнетита на 1 мг железà (III). Полное окисление железа (II) обеспечивают подачей воздуха с 20 помощью ноэдухораспределителя 5 н количестве 8,6 л на мг железа (II).

Продолжительностb процесса 25 мин.

Обработанный гальванический раствор вместе с осадком гидроокиси железа (III) на ферромагнитном тонкодисперсном порошке подают на загрузку магнит ного фильтра, где раствор осветляют.

Регенерпруемый раствор имеет следующий состав: серно-кислый кадмий 30

50 г/л; серно-кислый аммоний 32 г/л; серно-кислый атиэминий 25 г/л; желатин

О,, 0,6 г/л, железо общее 0,8 мг/л.

Уменьшение дозы магнетита, полученного из обогащенной Руды, t.енее 35 чем 40 мг на 1 мг железа (II) приводит к тому, что не все железо (III) агломерируется с магнетитом, и часть железа (III) D ниде гидрокснда при фнльтрс„ анин проходит через намагни- 40 ченную загрузку не задерживаясь.

Объем осадка (после отстаинания в течение 2 ч) в суспенэпи, взятой после реак "ора перед фильтрованием, составит 13,5 . общего обьема.

Пример 2. Раствор, имеющий такой же состав, как и в примере 1, подают н ре ак тор-окислитель, продуваютт воз духо м и одновременно подают тонкоднсперсный магнетит, полученный иэ железо-содержащих растворов путем химической конденсации, с размером частиц О, 3-0, 4 мкм. Доза магнетита

2 мг на мг железа (II). Подают воздух из расчета 2 л воздуха на 1 мг железа (II) н течение 6 мин. Концентрация железà (II) через 2, 4 и

6 мин составит соответственно 5, I и 0,2 мг/л. Объем осадка после отстаинания н течение 2 ч составит 3,2 объема пробы. Раствор пропускают через магнитный Фильтр. Фильтр загрязнен коллоидной фазой железа (III) с концентрацией 12 мг/л.

Пример 3. Раствор, имеющий такой же состав, как и в примере 1, подают н реактор-окислитель, продувают воздухом, как в примере 2, и од- новременно подают тонкодисперсный магнетит (такого же типа, как в примере 2). Доза магнетита — 3 мг на

1 мг железа (II). Концентрация железа (III) в растворе через 2, 4 и

6 мин составляет 4; 0,7 и 0,1 мг/л.

Объем осадка после отстаивания в течение 2 ч составил 2,5 общего объема. Раствор из реактора-окислителя подают на магнитный фильтр. Фильтрат загрязнен коллоидной фазой железа (IlI) концентрации 2,5 мг/л.

IT р и м е р 4, Раствор, имеющий такой же состав, как и н примере 1, подают иэ технологической ванны в реактор-окислитель, продувают его воздухом и одновременно подают тонкодисперсный магнетит иэ расчета 4 мг магнетита на 1 мг железа (II). Тип маг,— нетита и расход воздуха такие же как и в примере 2. Через 2 и 4 мин концентрация железа (II) в растворе составит соответственно 3 и 0,3 мг/л, а чере Ь мин в растноре фиксируют следы железа (11).

Объем осадка после отстаивания в течение 2 ч составляет 1,1 общего объема пробы. Раствор из реактора фильтруют на магнитном фильтре. Концентрация железа (III) в фипьтрате составит 0,1 мг/л.

Пример 5 ° Раствор, имеющий такой же состав, как и в примере 1, продувают в реакторе-окислителе воздухом и одновременно подают н него . магнетит, как и в примере 2, Дозу магнетита устанавливают из расчета

5 мг магнетита на 1 мг железа (II).

Концентрация железа (II) в растворе через 2 и 4 мин составит соответственно 2,0 и 0,1 мг/л, а через 6 мин— следы. Объем осадка после отстаивания раствора (в течение 2 ч)составит

1,2Х от общего объема. После фильтрования раствора на магнитном фильтре концентрация елеза (II) в Фильтрате — следы.

Пример 6. В раствор, имеющий такой же состав, как и в приме1493692

Объем осадка от обьем раствора, Х

Примечание гнетит есовое оотноорость охи онцент ация елеза общ. ) осле сления нение ассы роопонцен рация елеза

Н), г/л агнеа к дмльтров Фиия мг/л ассе елеза ост ратворе и, ин

40: 1

2:1

2 50 !2 ° 0

6 0,2

3,2!

И

И

И

3:1

2 40 25

4 0,7

6 0,1

2,5

° I

И

2 30 01

3 0,3 6 Следы

4е !

И

II

И

2 2,0 Следы

4 О,l

6 Следы

1,2

5:1

И

II

2 2,5

4 1,0

6 0,2 Следы

2,4

6:!

II

И

10 !5 4

20 6

30 2

4! !

Наги етит добамен после продув ки

7 ° 2

И

Н

«И» рый осакдается на магнетите и который легко удаляют иэ раствора фильтрова нием с использованием магнитных фильтров что в результате: обеспечивает высокую степень очистки гальванического раствора от келеза. Кроме того, данный способ — значительно проще в осуществлении, в частности, для него не требуется специального оборудования для проведения процесса при повышенных температурах и давлениях, как s прототипе.

Формула изобретения

Способ химической регенерации от" работанных гальванических растворов, l Иагнетит после обогащения келезяоЯ руды Криворокского бассейна

2 ТонкодисперснаФ магнетит, получеинь1! из йелезосодеркащнх растворов методом кнмнческоА коидевсаЦН3% эагряэненньк железом, включающий отбор раствора в реактор, обработку его кислородом воздуха в присутствии ка5 талиэатора, в качестве которого берут окислы железа для перевода келеза (II) в келеэо {Ш) с образованием осадка, последующее удаление осадка фильтрованием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьапения степени очистки раствора от железа и упрощения процесса, в качестве окислов железа вводят тонкоднсперсный магнетит при массовом отнощении магне15 тита к ионам лелеэа (3-5):l, а фильтрование осуществляют с помощью магнитных фильтров.

Таблица!

3,5 25. Следы 0,8

1493692 ре 1, подают воздух и магнетит иэ расчета 6 мг магнетита на 1 мг железа

I (II) . Расход воздуха и. тип магнетита такие же как и в примерах 1-5. Концентрация железа (II) в растворе че5 реа 2, 4, 6 мин составит соответственно 2,5; 1,0 и 0,2 мг/л. Объем осадка после отстаивания раствора в течение 2 ч составит 2,4 от общего обьема. Раствор из реактора подают на магнитный фильтр. Концентрация железа (II) в фипьтрате — следы.

Пример 7. Раствор, имеющий такой же состав, как и в примере 1, 15 подают в реактор-окислитель и продувают воздухом так же, как и в примере 2. Концентрация железа (II) в растворе через 10, 20 и 30 мин принимает следующие значения 15, 6 и 2 мг/л 20 при количестве подавляемого воздуха на 1 мг железа (II) соответственно

12, 24 и 36 л.

После уплотнения объем осадка составил 8 от обьема раствора. После 25 этого в раствор добавлявт тонкодисперсный порошок магнетита, такого же типа, как и в примере 2, из расчета

4 мг магнетита на 2 мг железа и фипьтрувт; в фильтрате — 4 мг/л Fe (III). 30

Из реактора отбиравт пробу и отстаивают в течение 2 ч. Объем осадка составит 7,2 . Таким образом, добавление магнетита после завершения hopмирования гидроксида железа (II) не изменяет объем осадка.

Результаты, полученные в примерах

1-7, представлены в табл. I.

Как видно иэ приведенных примеров 4р

I-7, оптимальным материалом для регенерации раствора по предлагаемому способу является тонкодисперсный магнетит с размером частиц 0,3-0,4 мкм, полученный из желеэосодержащих раст- 45 воров методом химической конденсации. Применение магнетита после обогащения железной руды, имеющего размеры частиц порядка 50-100 мкм, обуславливает повышение его дозы до 40 мг 5 на 1 мг железа (II) в связи с тем, что такой магнетит яснеет небольшув удельную поверхность.

Тонкодисперсный магнетит проявляет свойства эффективного катализато, ра. При этом, на каталитический эффект доза магнетита не оказывает существенного влияния. Так в случае соотношения Fe>04 . Fe(II) = 2 и Fe О

Fe(II) = 5 через 4 мин окисления кислородом воздуха эффект окисления железа (II) превысил 97% в то время как при обработке воздухом без магнетита эффект окисления составил около 50 . (пример 7).

Однако, количество магнетита имеет решающее значение для определения остаточного содержания коллоидной фазы железа (III) загрязнявщей фильтрат после фильтрования и, следовательно, снижающей качество очистки гальванического раствора от железа. Как видно иэ табл. 1, при соотношении массы магнетита к массе железа (1?1) в пределах (3-5): 1 остаточное количество коллоидной фазы железа (III) в фильтрате мало и обеспечивает удовлетворительное качество очистки гальванического раствора от железа, когда это соотношение меньше, чем 3:1, количество железа в фильтрате существенно возрастает, при более чем пятикратном содержании магнетита по отношению к содержанию железа в растворе эффективность очистки от железа не изменяется, однако возрастает обьем осадка и, соответственно, увеличивается объем раствора, теряемого при фильтровании вместе с осадком.

При добавлении магнетита после аэрации наблюдается снижение эффективности регенерации, так как хлопья гидроксида железа (III) в виде Fe(OH уже сформировались и процесс диффузии частиц магнетита в объем сформировавшихся агрегатов гидроксида железа (III) весьма затруднен. Поэтому удельный объем оксадка в такой последовательности осуществления способа более чем в 2 раза превышает объем осадка, получаемого в примерах 4 и 6.

Как показывают экспериментальные данные, наилучшие параметры процесса регенерации обеспечивают использование тонкодисперсного магнетита при дозе 4 мг магнетита на 1 мг железа (II).

Основные технические параметры процесса регенерации приведены в табл. 2.

В отличие от прототипа, при применении которого основную часть окисленного железа (III) получавт в растворенном состоянии в виде FeC1> в данном способе практически все окисленные железо (III) переводят в осадок в виде гидроокиси Fe(OH)>, кото1493692

Т аблица 2

Ре зультаты процесса

Параметры процесса

Время обработки, ч: в растворе на фильтре

Концентрация железа (рбщ.) в регенерационном растворе, мг/л

Объем осадка, Х от общего объема раствора после однократной регенерации

Объем раствора, теряемого после однократной регенерации, т. от начального объема

Разбавление раствора за счет жидких реагентов, Х после десятикратной регенерации

О,!

0,04

0,9

Составитель Л. Джанибахчиева

Редактор М. Товтин Техред М.Дидык Корректор Л. Бескид

Заказ 4069/29 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101