Область наук:

  • хімічні технології

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Вісник Владикавказа наукового центру


    Наукова стаття на тему 'Проблеми очищення кислих стоків і промислових стічних вод їх нейтралізацією лужними агентами '

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми очищення кислих стоків і промислових стічних вод їх нейтралізацією лужними агентами»

    ?54

    НАУКА - ВИРОБНИЦТВУ

    Проблеми очищення кислих стоків і промислових стічних вод їх нейтралізацією лужними реагентами

    Л.Г. Баратов *, В.О. Бобков **, Л.А. Воропанова ***

    до * *

    Нк 41 и

    Л.Г. Баратов

    Запропоновано технологічні схеми вилучення компонентів, які можуть бути здійснені без скидів, що має велике значення не тільки для реалізації ресурсозберігаючих технологій, а й для охорони навколишнього середовища.

    Очищення кислих промислових розчинів, що містять сірчану кислоту і катіони кольорових металів, заснована на нейтралізації лужних реагентом вільної кислоти і осадженні металів у вигляді малорозчинних сполук - основних карбонатів і гідроксидів.

    Наприклад, вихідними продуктами для очищення стічних вод (СВ) мідного заводу (МОЗ) ВАТ «ГМК« Норільський нікель »[1] є кислі сульфатні розчини:

    - стічні води цехів електролізу міді (ЦЕМ);

    - стічні води мокрою газоочистки печей (МГО).

    Їх хімічний склад наведено в таблиці 1.

    Як нейтралізуючого реагенту для очищення стічних вод МОЗ використовується вапно технічна.

    В даний час на нейтралізацію з МГО і ЦЕМ надходить до 250 м3 стоків. Маса кислоти становить до 60 тонн на добу. У мешалках-нейтралізаторах об'ємом 10 м3 відбувається постадийное змішування пульпи і вапняного молока. Через високих швидкостей протоки знижується ефективність нейтрализа-

    ції. В результаті на вході в освітлювачі знижується величина рН розчинів, що призводить до корозії металоконструкцій і обладнання, гіпсування переливного лотка, трубопроводів і виходу з ладу насосного обладнання.

    Залишкова концентрація катіонів металів в розчині визначається, головним чином, величиною рН і іонної силою розчину, величина якої залежить від концентрації сторонніх іонів, наприклад сульфат-іонів.

    Необхідно пам'ятати, що введення надлишкового реагенту замість повного освітлення, кого очищає промислового розчину, може привести до його помутніння. Це пояснюється тим, що між надлишком введеної вапна і діоксидом вуглецю повітря протікає реакція утворення більш труднорастворимого в воді карбонату кальцію.

    Таблиця 1

    Стічні води Максимальний вміст компонентів, г / дм3 pH

    сірчана кислота мідь нікель залізо

    ЦЕМ 1,55 0,58 0,31 0,07 1,0-2,0

    МГО 20,0 0,45 0,03 0,15 -

    'Баратов Л.Г - к. Т. Н, Північно-Кавказький гірничо-металургійний інститут (СК ГМІ) (ГТУ). "Бобков В. О. - аспірант СК ГМІ (ГТУ).

    Воропанова Л. А.- д. Т. Н. СК ГМІ (ГТУ).

    Барат Л.Г ТА ІН. Проблемні ОЧИСТКИ КИСЛИХ ПРОМИСЛОВИХ СТІЧНИХ...

    55

    Лужний реагент Очищаемая вода Окисник

    лужний реагент

    злив

    Окислення Бе (II)

    очищається вода

    I_______2__________,

    | Осадження Бе (III) |

    кислоти в пульпах мокрою газоочистки до 12-15 г / дм3 процес нейтралізації проходить неефективно, при використанні в якості реагенту вапна з активністю 55-63% зростає кількість кеку, відбувається корозійне зношення обладнання, ростуть трудовитрати на очищення. В результаті процесу нейтралізації утворюється важкорозчинний карбонат кальцію, що, як уже було зазначено, призводить до гіпсуванню трубопроводів.

    Метою роботи є усунення зазначених недо-

    .. т статки і зниження їх отрица-

    ) Насаджень Сі і № | На технічні цілі ного впливу на навколишнє середовище.

    пульпа

    1

    ) Тстаіваніе |

    Освітлена водна фаза Кек

    Ў

    Пульпа Сі і №

    _ Г

    | відстоювання |

    Кек Сі і №

    ) Еван в автоклаві

    пульпа

    <1

    | фільтрування |

    Кек Сі і №

    1

    ск

    шка

    Концентрат Сі і №

    На технічні цілі

    на переробку

    Рис.1. Пропонована технологічна схема очищення стічних вод

    Твір розчинності СаСО3 одно 4,8 х 10-9, а Са (ОН) 2 одно 5,5 х 10-6. Внаслідок цього СаСО3 випадає в осад, що призводить до помутніння очищаемого промислового розчину.

    На процес очищення стічних вод від міді негативний вплив робить значення рН, вище 11, т. К. В цьому випадку гідроксид міді починає розчинятися, утворюючи синьо-фіолетові розчини купріта, що містять комплексний іон [Сі (ОН) 4] -2.

    Зі збільшенням вмісту

    На рис. 1 дана пропонована технологічна схема очищення стічних вод. Як нейтралізаторів можна використовувати соду, гідроксид кальцію, луг і інші лужні реагенти.

    Технологічна схема містить дві стадії осадження кеков. На першій стадії осідає гідроксид заліза (III).

    При наявності в очищаемом стоці іонів Ре (II) шляхом їх окислення хлором, гіпохлоритом натрію або кальцію, піролюзитом, анодним шламом цеху електролізу та іншими окислювачами до Ре (III) з подальшим осадженням гідроксиду Ре (III) можна перевести в осад ті іони кольорових металів , у яких величина рН гідратоутворення нижче такої для Ре (ОН) 3, в той час як в очищаемом розчині

    56

    НАУКА - ВИРОБНИЦТВУ

    1.

    Вихідна стічна вода ___________1____________

    Лужний реагент _________1________

    Нейтралізація до оптимальних значень pH

    пульпа

    п раз

    1

    відстоювання

    1 + 1

    осад

    Освітлена водна фаза

    I

    На переробку на технічні цілі Рис.3. Спосіб очищення стічних вод при багаторазовому контакті осаду з новими порціями вихідного розчину

    залишаються ті іони кольорових металів, у яких величина pH гидратообразования більше, ніж у гідроксиду Fe (Ш), при цьому співосадження останніх гідроксидом Fe (Ш) можна зменшити розведенням розчину. Таким чином, окислюється залізо (III) є коагулянтом. При нестачі іонів заліза їх можна спеціально додавати в розчин.

    Якщо лужним реагентом є гідроксид кальцію, то разом з гідроксидом Fe (III) осідає гіпс. Такий кек після відстоювання можна використовувати як складову частину для виготовлення твердіючих закладних сумішей із закладкою виробленого простору при розробці рудних, нерудних і розсипних родовищ корисних копалин підземним способом або для інших технічних цілей.

    Щоб уникнути гіпсування переливного лотка, трубопроводів і виходу з ладу насосного обладнання, передбачається наявні відстійники переобладнати в ціклатори з внутрішньої реакційної зоною і зовнішнім відстійні кільцевим простором.

    На рис. 2 дана схема ціклатора за даними авторів [2].

    Ціклатор складається з внутрішньої реакційної зони I і зовнішнього відстійного кільця II. Крім води, що очищається 1 з вапном і хлором 4 в реакційну зону насосами повертають невелику частину вже обложеного і згущеного шламу із зони осадження, який

    відіграє роль «зародка флокуляції». У зоні осадження що випадають гідроксиди відокремлюються від освітленої води 2. Розвантаження шламу 3, згущеного до концентрації твердого 35 г / дм3, проводиться насосами, які одночасно перекачують його до фільтр-пресів. До слив першого ціклатора перед подачею його в реакційну зону другого ціклатора додають вапняне молоко з дозуючої вапно установки, регульованою по показнику pH, до тих пір, поки значення pH не стане рівним 9. Злив другого ціклатора направляється в водоприймач. На другій стадії осідають гідроксиди кольорових металів - міді та нікелю. Для уловлювання іонів цих металів будуть використані ефективні розробки по вилученню металів сорбцією, екстракцією, реагентним осадженням.

    До повного осадження нікелю в складі переважно гідроксиду та отримання освітленої водної фази, практично не містить сполук нікелю, призводить застосування способу [3] повторного використання осаду при підвищених температурах (>35 ° С). На наступних стадіях відстоювання осаду він ущільнюється, займає значно менший обсяг у порівнянні з відстоюванням при кімнатній температурі. На додаток до пропонованої технологічній схемі очищення стічних вод для отримання щільних опадів можна рекомендувати розроблений спосіб [3] очищення стічних вод при багаторазовому контакті осаду з новими порціями вихідного розчину. Суть методу дана на схемі рис. 3.

    ВИСНОВКИ

    1. Пропонована технологія максимально використовує наявне обладнання.

    2. Ліквідуються шламові майданчики. Мідно-нікелевий і залізний концентрати призначені для подальшої переробки.

    3. Істотно знижуються енергетичні витрати.

    4. Техніко-економічні розрахунки свідчать про економічну ефективність розробленої схеми переробки стоків.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Технологічна інструкція сушильного цеху Мідного

    заводу «ГМК« Норільський нікель ». Розділ: Очищення промислових розчинів мідного заводу. ТИ 44577806.14.55-

    28-2000. м Норильськ, 2000 року 35 з.

    2. Бергман А. Витяг товарних продуктів з шахтної води на руднику «Мегген» / Глюкауф. 1972. № 9.

    3. Воропанова Л.А. Методи вилучення компонентів з слабоконцентрірованних розчинів. - Владикавказ: Изд-во ВНЦ, 2002. 271 с.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити