Способ химической регенерации отработанных гальванических растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Р 21/18 ГОСУДЮСТВЕ ПО ИЗОБ ЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ННЫЙ НОМИТЕТКИЯМ И ОТНРЫТИЯМ.сяшяяя ОПИ САНИН А ВТОРСНОМ ОБРЕТЕ ЬСТВ ИДЕ Бвл. У 26айловский, В. Е. Теровгань, Л. Н, Округ.86(088,8)ции Мф 2520007,1983.и У 319897,1975. СПОСОБ ХИМИЧЕСКОИ РЕГЕНЕРБОТАННЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ РА Изобретение относится к оческой регенерации отработ ЦИИ ТВОР(54 ОТ (57 хим гал ных ет ас аствор эагр етениявани вл елезом льв иэ астовышение степени очист вора от железа и упрощение процесса же Из тение относится к химическоции отработанных гальваничес генер х рас воров,изобрет ел ни очистки ра есса.изобретения з щение Сущно чается аничес отработанныи гальзагрязненный же отбиравт в реакто о кислородом воэд катализатора, в в том, чт кий раств еэом,обрауха в ачестве непрерывнобатывавт е присутствии которого и дислерсныйношении магПри этомелезо (111) польэувт тон и весовом со лезу (3 - 5):1 елеэо (11) в магнетит лр нетита к же переводят ж ее,ание(56) Заявка фракл. С 23 С 1/00Патент Австркл. 12 В 34/06,агряэненных железом.ния - повышение стетвора от железа и уп,ЯО 149369 Способ заключается в непрерывном отборе отработанного гальваническогораствора в реактор, обработке егокислородом воздуха в присутствии катализатора, представляющего собойтонкодисперсный магнетит при массовом отношении магнетита к железу (35):. Окисление железа (11) до железа (111) сопровождается образованиемосадка гидроокиси железа (111), который удшгяют с помощьв магнитных Фильтров. Содержание железа в отработанном растворе составляет 30 мг/л. Время обработки раствора составляет6 мин, а содержание железа в регенерированном растворе - следы. Использование данного способа позволяетдостичь высокой степени очистки раствора от железа при достаточной простоте его осуществления. 2 табл,с образованием осадка гидроокиси леэа (111), который удалявт ггильтрованием раствора с помощьв магнитных фильтров.Проведение процесса окисления в присутствии тонкодисперсного магнетита увеличивает скорость реакции окисления железа (11) до железа (111), исключает разбавление раствора и уменьшает объем осадка гидроокиси железа (111).При соотношении массы тонкодисперсного порошка ферромагнитного материала к массе удаляемого железа мен чем 3:1, резко возрастает содерж остаточного железа в регенер 1 г 1493692руемом рдстворе после удаления осадка гидроокиси железа (111), д когдаэто соотношение превышает 5:1, увеличивдется удельный объем осадка без поповыщеция качества очистки.П р и м е р 1. Отработанный гальванический раствор следующего состава",серно-кислый кадмий 50 г/л; сернокислый дммоний 32 г/л; серно-кислыйалюминий 25 г/л; желатин 0,6 г/л железо 30 мг/л, из технологической ванны подают в реактор-окислитель. Одновременно иэ бункера в реактор подаютмагцетит с размером частиц 50-100 икм 15полученный после обогащения железнойруды. Лозу магнетита устанавливают1200 г/л или 40 мг магнетита на 1 мгжелеза (111). Полное окисление железа(11) обеспечивают подачей воздуха с 20помощью воэдухордспределцтеля 5 в количестве 8,6 л ндмг железа (11).Продолжительность процесса 25 мин.Обработанный гдльваническнй растворвместе с осадком гидроокиси железа 25(111) цд ферромагнитном тонкодисперсцом поровке подают цд загрузку магнитного фьтра, где раствор осветляют.Регенерцруемый раствор имеет следующий состав: серно-кисльд кадмцй 3050 т/л; серио-кислый амионий 32 г/л;серцо-кислый апомиций 25 г/л; желатинО 0,6 г/л; железо общее 0,8 мг/л.Уменьщецие дозы магнетита, полученного из обогащеной Руды,енее 35чем 40 мг цд 1 мг елеза (11) приводит к тому, что не все железо (111)агломерируется с магнетитом, и частьжелеза (ТТ 1) в виде гидроксндд прифцльтрс.дццц проходит через ндмагниченную загрузку це задерживаясь.Объем осадка (после отстаивания втечение 2 ч) в суспецэци, взятой после реак "орд перед Фильтрованием, составит 13,5 . общего обьема,П р и и е р 2, Раствор, имеющийтакой же состац, как и в примере 1,подают в реактор-окислитель, продувают воздухом и одновременно подаюттонкоднсперсный мдгнетит, полученныйиэ железо-содержащих растворов путемхимической конденсации, с размеромчастиц 0,3-0,4 мкм. Доза магнетита2 мг намг железа (11), Подают воздух из расчета 2 л воздуха на 1 мгжелеза (11) в течение 6 мин. Коццецтация железа (11) через 2, 4 и6 иин составит соответственно 5, 1и 0,2 мг/л. Объем осадка после отстаивания в течение 2 ч составит 3,2 объема пробы. Раствор пропускают через магнитный Фильтр. Фильтр загрязнен коллоидной фазой железа (111) сконцентрацией 12 мг/л.П р и м е р 3. Раствор, имеющийтакой же состав, как и в примере 1,подают в реактор-окислитель, продувают воздухом, как в примере 2, и од-новременно подают тонкодисперсныйиагнетит (такого же типа, как в примере 2), Доза магнетита - 3 иг на1 мг железа (11), Концентрация железа (111) в растворе через 2, 4 и6 ииц 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-окислителяподают на магнитный фильтр. Фильтратзагрязнен коллоидной фазой железа(111) концентрации 2,5 иг/л.П р и м е р 4, Раствор, имеющийтакой же состдв, как и в примере 1,подают иэ технологической ванны в реактор-окислитель, продувают его воздухом и одновременно подают тонкодисперсный магцетит иэ расчета 4 мг магнетита на 1 мг железа (11), Тп маг, -нетита и расход воздуха такие же каки в примере 2. Через 2 и 4 мин концентрация железа (11) в растворе составит соответственно 3 и 0,3 мг/л,а через Ь мин в растворе фиксируютследы железа (11),Объем осадка после отстаивания втечение 2 ч составляет 1,1 общегообъема пробы. Раствор из реакторафильтруют на магнитном фильтре. Концентрация железа (111) в фипьтратесоставит 0,1 мг/л.П р и м е р 5Раствор, имеющийтакой же состав, как и в примере 1,продувают в реакторе-окислителе воздухом и одновременно подают в негомагнетит, как и в примере 2, Дозумагнетита устанавливают из расчета5 мг магнетита на 1 мг железа (11).Концентрация железа (1 Т) в растворечерез 2 и 4 мин составит соответственно 2,0 и 0,1 иг/л, а через 6 мин -следы. Объем осадка после отстаивания раствора (в течение 2 ч)составит1,2 Х от общего объема. После фильтрования раствора на магнитном фильтреконцентрация елеза (11) в Фильтрате - следы,П р и и е р 6, В раствор, имевщцй такой же состав, как и в приме1493692 Объем Прямечаяие гяетит есовое оотно Орость охи онцент ация елеэа общ,) осле дмльтров агния осадка от сления ние обьен раствора,ро- Конце ол- траци и- елеэ ель- (Н)ость мг/л ро елея воре и,ин О 1 5 25. Следы Иагяетит после обоащеяяя яелезяоЯуюа Кривороаскогоассейяа2 5,0 4 1,0 6 0,2 Тоякодисперсюй магяетит, полученньа из яелезосодераащих растворов методом хн- няческоА коядеяса цяя 3 2 4,0 4 0,7 б 0,1 2,5 3:1рый осаадается на магнетите и которыйлегко удаляют иэ раствора фильтрованием с использованием магнитных фильтров что в результате: обеспечиваетвысокую степень очистки гальванического раствора от келеза. Кроме того,данный способ - значительно проще восуществлении, в частности, для негоне требуется специального оборудования для проведения процесса при повышенных температурах и давлениях,как в прототипе.формула изобретения Способ химической регенерации от"работанных гальванических растворов,загрязненных железом включающий отбор раствора в реактор, обработку егокислородом воздуха в присутствии каталиэатора, в качестве которого берутокислы железа для перевода яелеза(11) в келеэо (1 П) с образованиемосадка, последующее удаление осадкафильтрованием, о т л и ч а ю щ и й О с я тем, что, с целью повьапениястепени очистки раствора от аелеза иупрощения процесса, в качестве окислов железа вводят тонкоднсперсныймагнетит при массовом отнощении магне тита к ионам лелеэа (3"5):1, а фильтрование осуществляют с помощью магнитных фильтров.1Таблица 1ре 1, подают воздух и магнетит иэрасчета 6 мг магнетита на 1 мг железа(11). Расход воздуха и.тип магнетитатакие же как и в примерах 1-5, Концентрация железа (11) в растворе че 5рев 2, 4, 6 мин составит соответственно 2,5; 1, О и 0,2 мг/л. Объемосадка после отстаивания раствора втечение 2 ч составит 2,4 от общегообьема. Раствор из реактора подают намагнитный фильтр. Концентрация железа(11) в Фипьтрате - следы,П р и м е р 7. Раствор, имеющийтакой же состав, как и в примере 1, 15подают в реактор-окислитель и продувают воздухом так же, как и в примере 2, Концентрация железа (11) в растворе через 10, 20 и 30 мин принимает следующие значения 15, 6 и 2 мг/л 20при количестве подавляемого воздухана 1 мг железа (11) соответственно12, 24 и 36 л,После уплотнения объем осадка составил 8 от обьема раствора. После 25этого в раствор добавлявт тонкодисперсный порошок магнетита, такого же типа, как и в примере 2, из расчета4 мг магнетита на 2 мг железа и Фильтрувт; в Фильтрате - 4 мг/л Ге (111). 30Из реактора отбиравт пробу и отстаивают в течение 2 ч. Объем осадка составит 7,2 . Таким образом, добавление магнетитапосле завершения Формирования гидроксида железа (11) неизменяет объем осадка.Результаты, полученные в примерах1-7, представлены в табл. 1. Как видно иэ приведенных примеров 401-7, оптимальным материалом для регенерации раствора по предлагаемому способу является тонкодисперсный магнетит с размером частиц 0,3-0,4 мкм,полученный из желеэосодержащих раст 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 (11) в связи с тем, что такой магнетит имеет 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 Ге 04 . Ге(11) = 2 и ГеОо Ге(11) = 5 через 4 мин окислениякислородом воздуха эффект окисленияжелеза (11) превысил 97%, в то времякак при обработке воздухом без магнетита эФФект окисления составил около 50(пример 7),Однако, количество магнетита имеет решающее значение для определенияостаточного содержания коллоидной фазы железа (111), загрязнявщей Фильтратпосле Фильтрования и, следовательно, снижающей качество очистки гальванического раствора от железа. Каквидно иэ табл. 1, при соотношениимассы магнетита к массе железа (111)в пределах (3-5):1 остаточное количество коллоидной базы железа (111) вфильтрате мало и обеспечивает удовлетворительное качество очистки гальванического раствора от железа, когдаэто 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 железане изменяется, однако возрастает обьем осадка и, соответственно, увеличивается объем раствора, теряемогопри фильтровании вместе с осадком.При добавлении магнетита послеаэрации наблюдается снижение эффективности регенерации, так как хлопьягидроксида железа (111) в виде Ге(ОНуже сформировались и процесс диффузии частиц магнетита в объем сформировавшихся агрегатов гидроксида железа (111) весьма затруднен. Поэтомуудельный объем оксадка в такой последовательности осуществления способаболее чем в 2 раза превышает объемосадка, получаемого в примерах 4 и 6,Как показывают экспериментальныеданные, наилучшие параметры процессарегенерации обеспечивают использование тонкодисперсного магнетита придозе 4 мг магнетита на 1 мг железа(и).Основные технические параметрыпроцесса регенерации приведены втабл. 2.В отличие от прототипа, при применении которого основную часть окисленного железа (111) получавт в растворенном состоянии в виде ГеС 1 вданном способе практически все окисленные железо (111) переводят в осадок в виде гидроокиси Ге(ОН), кото1493692 10 Т аблица 2 Ре зультатыпроцесса Параметры процесса Время обработки, ч:в растворена фильтреКонцентрация аелеза (рбщ,) в регенерационном растворе, мг/л ОЬъем осадка, Х от общего объема раствора после однократной регенерацииОбъем раствора, теряемого после однократной регенерации, т. от начального объема Разбавление раствора за счет жидких реагентов, Й после десятикратной регенерации О,0,04 0,9 Составитель Л. ДжанибахчиеваРедактор М, Товтин Техред М,Дидык Корректор Л.Бескид Заказ 4069/29 Тираж 605 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина, 101