Способ извлечения никеля из промывных вод гальванических производств

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД ГАЛЬВАШ1ЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ , включающий сорбцию никеля из указанных вод, элюирование никеля с сорбента раствором серной кислоты, промывку катионита раствором щелочи, отлич ающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и содержания примесей в фильтре, упрощения технологии, сорбцию ведут на фосфоново-кислотном катионите, элюирование никеля проводят эквивалентным поглощенному металлу количеством раствора серной кислоты, a после промывки щелочью катионит промывают цитратным нейтральным буферным раствором.

,.SU„„11 707

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш С 22 В 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ "Г (21) 3564507/22-02 (22) 03.03.83 (46) 15.10.84. Бюл. Р 38 (72) С.Ю. Гладков, Н.А.Чурилова, Н.И.Охлобыстин, А.А.Лобачев, Э.М. Пахомова, Н.И.Смир нова, C.Á.Nàêàðîâà и M.È.Êèñëîâà (53) 669.243.82(088;8) (56) 1. Белевцев А.И. Генкин В.Е.

Разработка условий и технологии промышленных сточных вод предприятий по производству свинцовых аккумуляторов. Журнал ВХО им. Д.И.Менделеева, 1967. т. 12, Р б, с. 651664.

2. Патент США. В 5009101, кл. 210-28, 19 77. (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ

ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ, включающий сорбцню никеля из указанных вод, элюирование никеля с сорбента раствором серной кислоты, промывку катионита раствором щелочи., о т л и ч-а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и содержания примесей в фильтре, упрощения технологии, сорбцию ведут на фосфоново-кислотном катионите, элюирование никеля проводят эквивалентным поглощенному металлу количеством раствора серной кислоты, а после промывки щелочью катионйт промывают цитратным нейтральным буферным раствором.

1118707 (."Н—

Qi ю

ОН

Изобретение относится к способу извлечения никеля из промывных вод процессов никелирования для его повторного использования в технологическом процессе. 5

Известен способ выделения никеля из промывных вод ннкелирования с использованием ионообменных сорбентов ..

Никельсодержащие промывные воды пропускают через катионообменный 10 фильтр в Н- или Na -форме и элюируФ Ц ют никель серной кислотой при концентрации последней 15Х и более (1 Х

Недостатками данного способа являются значительное разбавление концентрата, увеличение нагрузки на катионообменный фильтр за счет промывных вод анионообменника, высокие потери, никеля и расход реагентов. 20

Наиболее близким к предлагаемому ( по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения .никеля из промывных вод гальванических производств, включающий сорбцию никеля из указанных вод, элюирование никеля с сорбента раство- ром серной кислоты, промывку катионита раствором щелочи (2 ).

Однако этот способ характеризуется значительным расходом кислоты и щелочи, низкой эффективностью сорбционного процесса, недостаточно полной нейтрализацией кислого концентрата и наличием в нем ионов натрия, усложняющих его использование для кор-.

35 ректировки ванн никЕлирования, сложностью и трудоемкостью технологии за счет использования и отделения гидроокисей фильтрованием.

Цель изобретения — снижение расхода реагентов и содержания примесей в фильтрате, упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения нике45 ля из промывных вод гальванических производств, включающему сорбцию никеля из указанных вод, элюирование никеля с сорбента раствором серной кислоты, промывку катионита раствором щелочи,сорбцию ведут на фосфорово-50 кислотном катионите, элюирование ни.келя проводят эквивалентным поглощен- . ному металлу количеством раствора серной кислоты, а после промывки щелочью катионит промывают цитратным нейтральным буферным раствором.

Способ осуществляется следующим образом.

В качестве сорбента в предлагаемом способе используют промышпенный фосфоново-кислотный катионит марки

КРФ-20т80 имеющий структуру

Г

Катиониты этого типа обладают высоким сродством к иону водорода, что и определяет их низкую емкость по никелю в Н -форме.

1

В предлагаемом способе осуществляется предварительная последовательная обработка сорбента растворами щелочи и цитратного буферного раствора, позволяющая перевести сорбент в форму, активно поглощающую никель °

В этой форме соотношение концентрации Na+/Í+ в сорбенте достигает 1,2 при рН, ниже рН осаждения гидроокиси никеля, причем раствор цитратного буфера удаляют из колонны небольшим объемом воды (1-2 объема сорбента), что обеспечивает частичный захват цитрата сорбентом, и его буферное действие, по-видимому, сохраняется и в ходе сорбционного процесса. В этом случае процесс сорбции протекает при постоянном рН по схеме

2КНМа+Яг (RH) Ni+2Na без дальнейшего гидролиза Ма-формы.

Существенно меньшая ассоциация иона натрия с функциональной группой по сравнению с ионом водорода приводит к ускорению сорбционного процесса и к уменьшению остаточных концентра-, ций никеля в фильтрате. При десорбции замещение никеля на водород происходит количественно. Это позволяет получать концентрат с заданной конечной концентрацией никеля, выбирая дпя элюирования количеств раствора серной кислоты, эквивалентные поглощаемому металлу 2-6Х. При элюированни никеля серной кислотой указанного количества сорбированные примеси железа остаются в колонке.

Их удаление осуществляется цитратным буферным раствором при подготовке сорбента к следующему циклу.

В предлагаемом способе не используются процессы фильтрования, которые очень трудоемки и с трудом поддаются механизации.

Сравнение сорбционных характеристик при различных способах предварительной обработки сорбентов приведено в табл. 2..

Таблица 1

С од ержа ни е ни к ел я в концентрате, г/л по примеру

48,6

47

68

3 1118.7

Возможно многократное использование цитратного буферного раствора после корректировки кислотой.

Пример 1. Сорбционную колонну, содержащую 1 л катионита КРФ-20т80 обрабатывают 2 л раствора 4Х-ного

>, Na0H (время контакта 20 мин) . После удаления раствора щелочи колонну заливают раствором цитратногб буфера (рН 6,6, NaOH 6,1 г/л, лимонная кислота 10,5 г/л) . После удаления цитратного буферного раствора колонну заполняют водой и пропускают через нее 215 л никельсодержащих про° ++ ° мывных вод состава, г/л: Ni 0,4;

Н BO 0,25; Na 0,07; Fe 0,002, со скоростью 150 л/ч (время контакта

О, 01 ч) до насыщения никелем. Остаточная концентрация никеля в фильтрате

О, 08 мг/л. Количество поглощенного никеля составляет 86 r или 1,46 моль.

Для элюирования берут 1,46 моль серной кислоты (83,2 мл 94Х-ной кис лоты в 3,5 л воды) . Полученный концентрат, состав которого приведен 2 в табл. 1, используют для корректи- . ровки ванн никелирования. Сорбционную колонну промывают 10 л воды. Промывные воды объединяют с исходными никельсодержащими водами и повторяег следующий технологический цикл . В последующих циклах получают следующие значения емкости колонны по никелю 85, 81 и 86 г/кг. В каждом следующем цикле используют один и тот же раствор цитратного буфера.

Пример 2. Сорбционную колонну обрабатывают по примеру 1. Проводят элюирование никеля 4Х-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 47 г/л, рН 4,5, Степень десорбции никеля 98,5Х.

Пример 3. Сорбционную ko— лонну обрабатывают по примеру 1.

07- 4

Остаточная концентрация никеля в фильтрате меньше 0,01 мг/л. Элюирование никеля проводят 2Х-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 23 г/л, рН 4,8, степень десорбции 98Х.

Пример 4. Сорбционную колонну обрабатывают по примеру 1. Проводят элюирование никеля 6Х-ной серной кислотой. Получают концентрат с содержанием никеля 68 .г/л, рН 4,3,. степень десорбции 99Х.

Предлагаемый способ позволяет получить концентрат с меньшим содержанием примесей (свободной серной кислоты и железа) по сравнению с прототипом при более низких расходах реагентов, а также снизить концентра- цию никеля в сбросных водах до уровня санитарных норм (табл. 1) . В предлагаемом способе достигается существенное упрощение тех иологии, так число основных стадий обработки никельсодержащих промывных вод и полученного концентрата снижается с 8 до 3 (по прототипу имеют место следующие стадии, осаждение гидроокиси желе- за, отфильтровывание осадка, сорбция никеля, нейтрализация части концентрата, отделение гидроокиси никеля, нейтрализация кислого концентрата гидроокисью никеля, подготовка колонны, а по-предлагаемому: перевод сорбента в активную форму, сорбция никеля, элюирование никеля) .

11 18707

Пр одолжение т абл 1

Хар актер и стики

Способ

Прототип

Предлагаемый

Содержание свободной серной кислоты в концентрате, r/л 4, 0,3-0,32

20 рН концентрата* 4,3-4,6

0,4

Содержание железа в концентрат е, мг /л

Менее 0,001

0,002

Остаточная концентрация никеля в фильтрате, мг/л

Менее О, 1

Расход на 1 кг никеля, кг

Na0H

0,93

1У 17

0,84

3,1

Н 80„

Цитрат натрия

0,005.* Интервалы значений, полученных в примерах 1-4.

Таблица 2

1-2

1-2

23

О, 5-1

Раствор щелочи до рН 10, цитратный буферный раствор до нейтральной реакции (предлагаемый способ) 0,1

Раствор, щелочи до рН 12, 5, вода до рН 11,5 (прототип)

Раствор щелочи до рН 12,5,вода до рН+7,5

Сорбент в Нформе без обработки

Цитратный буферный раствор до нейтральной реакции

В колонне образуется осадок гидро окиси никеля. Колонна закупоривается. Процесс сорбции невозможен. т, У ° Укгоюад,ук.йроекткак, 4