Способ обработки осадка гидрооксидов тяжелых металлов

Способ обработки осадка гидрооксидов тяжелых металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: обезвоживают до влажности 75 - 85%, обрабатывают концентрированной На504 и НзР04 при 363- 373 К 60 - 90 мин. Полученную массу смешивают с порошком шамота и , сушат при 453-483 К 60-90 мин. После сушки массу обрабатывают Са(ОН)2. Реагенты вводят в осадок в массовом соотношении H2S04: НзР04 : А120з: шамот - 7,0 - 1.0 : 5,5 - 10,5 : 6,5 - 10,4 : 15,6 - 20,8 : 48,3 - 65,4. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 02 F 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790124/26 (22) 11.12.89 (46) 30.05.92. Бюл.%20 (71) Мелитопольский институт механизации сельского хозяйства (72) Н.И.Бунин и М,В.Жерненкова (53) 628.34 (088.8) (56) Заявка Японии

М 47-94559, кл. В 01 J 1/00, 1979. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ ГИДРООКСИДОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и предназначено для утилизации осадков, образующихся при обработке гальванических стоков предприятий машиностроения, химической, металлургической промышленности для получения жаростойких материалов.

Цель изобретения — повышение водостойкости полученного осадка, Поставленная цель достигается тем, что обработку осадка производят путем добавления в обезвоженный до влажности 75—

85% осадок концентрированных серной и фосфорной кислот, после этого производят обработку полученного раствора при 363—

373К в течение 60 — 90 мин, после этого полученную жидкую массу смешивают с порошками шамота и оксида алюминия, а образец сушат при 453 — 483К в течение 60—

90 мин и обрабатывают известковым раствором.

Реагенты вводят в массовом соотношении H2S04, НзР04: АЬгОз; шамот: осадок.. Ы 1736964 А1 (57) Сущность изобретения: обезвоживают до влажности 75 — 85%, обрабатывают концентрированной H2S04 и НзР04 при 363373 К 60 — 90 мин. Полученную массу смешивают с порошком шамота и АЬОз, сушат при 453 — 483 К 60 — 90 мин. После сушки массу обрабатывают Са(ОН)г, Реагенты вводят в осадок в массовом соотношении

НгЯ04: НзР04: А!гОз: шамот — 7,0-1.0: 5,5 — 10,5: 6,5 — 10,4: 15,6 — 20,8: 48,3 — 65,4. 3 табл.

7,0 — 10,0: 5,5 — 10,5: 6,5 — 10,4: 15,6 — 20,8

: 48,3 — 65,4, Способ осуществля ют на фил ьтр-и рессе в камере с нагреватем, соединенным со смесителем и сушильным шкафом.

Способ обработки осадков осуществляют следующим образом;

Осадок, содержащий гидрооксиды тяжелых металлов Cr, Zn, Fe и др, после обезвоживания на фильтр- прессе до влажности 75 — 85% направляют в камеру с нагревателем, в которую добавляют концентрированные серную и фосфорную кислоты. Кислоты вступают в реакцию с кристаллизационной водой, карбонатами, органическими веществами, содержащимися в осадке. Происходит разрушение кристаллической структуры осадка, органических веществ, образование полимерных соединений металлов.

При этом влажность осадка находится в оптимальном диапазоне. При меньшей влажности (менее 75%) требуется больший объем серной кислоты, чтобы обеспечить

1736964

55 перемешивание осадка, и большее время для ее взаимодействия с кристаллической структурой осадка. При большей влажности осадка (более 85 ) образуется менее концентрированный раствор и требуются большие энергозатраты (табл. t), Кроме того, при меньшем времени осадок реагирует с кислотой на 40 — 70%, при большем времени снижается температура раствора и, соответственно, увеличиваются энергозатраты.

Добавление серной кислоты приводит к разрушению карбонатов, выделению углекислого газа и кристаллизационной воды, повышению температуры раствора до 338—

353К. Это позволяет повысить эффективность обработки осадка, Далее полученный раствор осадка, содержащий тяжелые металлы, подогревают нагревателем при 363 — 373К в течение 60—

90 мин, Время обработки является оптимальным. При меньшем времени не происходит образования фосфорных полимеров с ионами тяжелых металлов. При большем времени фосфатные полимеры выпадают в осадок, образуя слой. малорастворимых соединений, снижая экономичность процесса обработки. Термообработанную массу осадка смешивают с дробленым отходом шамотного камня и оксидом алюминия, а смесь сушат при 453 — 483К втечение 60 — 90 мин в сушильном шкафу. При сушке происходит процесс твердения и фиксации ионов тяжелых металлов в виде малорастворимых соединений, образуется прочный осадок, Твердые образцы осадка обрабатывают в известковом растворе, в котором происходит образование сульфатов кальция, снижается вымывание тяжелых металлов в окружающую среду.

Обработанный предлагаемым способом осадок от гальванических производств является твердым веществом с нерастворимыми в воде ионами тяжелых металлов, который можно вывозить на захоронение, использовать в виде покрытий в металлургической промышленности или в качестве пигмента в строительной индустрии.

Пример 1. Обрабатывали осадок, полученный осаждением гидроксидов хрома, цинка, железа, никеля из сточных вод гальванического цеха. Обезвоживание осадка производили на фильтр-прессе марки ФПАКМ.

К 100 г осадка прибавляли 5,5 мл кон5 центрированной серной кислоты (р = 1,84 г/см ) и 6,2 мл фосфорной кислоты (p = 1,71 г/смз).

После термообработки с кислотами осадок смешивали с 10,4 г оксида алюминия и

10 20,8 г дробленого шамота. Полученную смесь сушили в шкафу и испытывали на прочность и водостойкость.

Водостойкость определяли путем вымачивания образца в воде в течение 24 ч с

15 определением оптической плотности раствора. Параллельно в аналогичных условиях проводили обработку осадка по известному способу, Результаты испытаний представлены в

20 табл.1 и 2.

Пример 2. Обрабатывали осадок влажностью 76 с концентрированными серной и фосфорной кислотами при 393К с последующим смешением с порошками ок25 сида алюминия и шамота и сушкой образца при 493К, Высушенный образец осадка обрабатывали в насыщенном растворе извести.

Результаты испытаний представлены в

30 табл.3.

Формула изобретения

1, Способ обработки осадков гидрооксидов тяжелых металлов, включающий обезвоживание и отверждение, о т л и ч а ю35 шийся тем, что, с целью повышения водостойкости отвержденного осадка, обезвоживание ведут до влажности 75 — 85, обрабатывают концентрированными серной и фосфорной кислотами при 363 — 373 К

40 в течение 60 — 90 мин с последующим смешением с порошком шамота и оксида алюминия, сушкой при 453 — 483 К в течение 60 — 90 мин и обработкой известковым молоком.

45 2,Способпоп.1,отличающийся тем, что реагенты вводят в массовом (0) соотношении Н2304: НзРО4: Alz03; шамот

: осадок = 7,0 — 10,6: 5,5 — 10,5: 6,5 — 10,4:

15,6 — 20,8: 48,3 — 65,4 соответственно.

Табл ица2

353

75,2

443

60

453

483

493 t 00

3,5

100

363

75,2

0,5

443

4,5

453

90

5,5

483

100

6,5

493

100

0,68

0,12

443

373

75,2

4,5

453

90

8,5

483

100

8,7

493

100

Влажность осадка, %

Время термообработки осадка с кислотами, мин

Тем пе ратура обработки осадка с кислотами, К

1736964

Время осушки осадка, мин

Температура осушки осадка, К

Прочность твердого осадка на сжатие, мПа

Таблица1.1

Оптическая плотность

1 в растворе l после выма-,,;: чивания об- . азха

1,2

1,2

1,2 (1,1

1,05

0,10

0,06 !

0.07 !

0,06

0,06

1736964

Оптическая плотность после выначиааиия образ иов в течение

24 ч

1,38

Осадок н,зо, н,го4 и

Шанот

Образец раэрувается под воздействием водной среды

4,2

7,6

0,08

Осадок

Не$04

Н,РО4

Шамот

Оптимальный сонтав

4,3

0,06

Осадок

Н,$О4

Н !РО4

А1сО

Шамот

То же

7,6

5,4

0,47

Осадок

Н э$04

Нтр04

61ео 5

Шамот

Образец раэрунается под воздействием водной среды

4,1

7>

Осадок

Н4$04 н !уо, А1эо >

Шамот

0,07

Оптимальный состав

4,2

0,06

7.7

То же

Осадок

НЗ$04

А>Р20, Шанот

9,8

0,638

Сопротивление сжатию образца 65 10.10

65000 Н/мэ

Состав осадка после ф/л-обработки

74,4

5,0

5,0

5>0

10>6

64,5

47,0

6,6

6,5

15,6

42,3

10>0

10,5

10,4

20,8

42,6

12 О

12>О

10,4

23,0

65,4

7,0

6,5

15,6

6,7

8,5

8,1

8,5

18 >2

К 20 кг осадка влажностью 842 добавляли 8,9 кг

А1сра и 2,3 кг Сао, время твердениг

72 ч рн воды после перемешивания образцов о течение 10 мин беэ обработ- с обработкой ки а иэвест- в известковом ковом pacr- растворе воре

3,8 7.2

Нэасстный способ

Таблина

Примечания

Продолжение табл,2