Способ обработки осадка гидрооксидов тяжелых металлов
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
