Аппарат для извлечения никеля из промывных вод

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1I 2ОЗ 1 23 А

15И4 С 22 С 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ

g(p,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1»

H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57 ) 1. АППАРАТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

НИКЕЛЯ ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД, содержащий корпус с размещенными в нем злектролизером, зернистым фильтром и сборно-распределительными системами подачи исходной и отвода очи(21) 3739335/22-02 (22) 11,05.84 (46) 07.01.86. Бюл. ¹ 1 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт по электробытовым машинам и приборам (72) В.В.Ковалев, М,И.Судварг, М.Г.Журба и О.В.Ковалева (53) 669.2«3.824(088.8) (56) Назарян М.М. и Ефимов В.Т.

Электрокоагуляторы для очистки промышленных сточных вод. Харьков", Вища школа, 1983, с, 52-60.

Журба М.Г, Очистка воды на зернистых фильтрах. Львов: Вища школа, 1980, с. 97-99. щенной воды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и увеличения степени извлечения никеля, он снабжен соленоидом и фильтром из сферических магнитных гранул, размещенными в корпусе аппарата между электролизером и зернистым фильтром, и промежуточной емкостью для рециркуляции электролита, электролизер снабжен диафрагмой, разделяющей электролиэер на анодное и катодное пространство, и анодное пространство электролизера соединено с промежуточной емкостью и надфильтровым пространством.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что электролизер снабжен вертикальным распределительным перфорированным устройством, соединяющим электролиэер с фильтром из магнитных сферических гранул, и запорным клапаном.

1203123

И- обретение относится к очистке сто:ных вод rальванического произ«одства, в частности никельсодержашпх промывочных вод для извлечения ник ля из них и создания малоотходной технопогии никелирования.

Цель изобретения — повышение производительности и увеличение степени извлечения никеля.

На чертеже изображен аппарат для извлечения никеля из промывных вод.

Аппарат состоит из корпуса 1 с патрубками подачи сходной 2 и отвода чистой 3 воды и патрубка 4 с вентилем для отвода промывной водЫ, в котором размещены электролизер 5 с нерастворимыми электродами с отделенным диафрагмой анодным простI;;I!Ic.!âoì 6 от катодного пространства, н ;.-рпистый фильтр 7, ограниченный

«еткой 8. Б пространстве между электролпзером и зернистым фильтром размещен фильтр 9 из сферических магнитных гранул, помещенный в устройство н виде соленоида 10 и имеющий патрубки 1! для отвода концентрата. Анодпое пространство 6 электролизера соединено с промежуточной емкостью 12 для рециркуляции электролита через пес с помощью насоса 13 и вентиля

14 или подачи электролита через вентиль 15 в надфильтровое пространство.

Злектролизер снабжен вертикальным г;ерфорированным распределительным устройс гном 16, конической перегородкoi 17, запорным клапаном 18 со штоком 19, закрывающимся с помощью электромагнитного устройства 20.

Аппарат работает следующим образом.

Перед обработкой промывочной никельсодержащей воды анодное пространство 6 электролизера 5 заполняется электролитом (раствором сульфата натрия, борной кислоты и хлорисгого натрия, близкого по составу к электролиту никелирования а катодное пространство — очищаемой водой для замыкания электрической цепи, после чего на электроды подается напряжение от источника постоянного тока ° Затем через патрубок 2 включают подачу промывной воды. Образующаяся в катодном пространстве электролизера 5 вследствие защелачивания каталита суспензия гидроокиси никеля через коническую перегородку!

О

S0

17 и вертикальное перфорированное распределительное устройство 16 поступает в пространство фильтра 9 из сферич".ских магнитных гранул и равномерно распределяется там по всему сечению, где подвергается воздействию постоянного полиградиентного магнитного поля, способствующего укрупнению за счет коагуляции частиц гидроокиси для улучшения их последующего отделения и концентрирования. После этого суспензия поступает в зону плавающей гранулированной загрузки 7 и осветленная вода отводится из аппарата через патрубок

3.

Одновременно с этим в процессе рециркуляции электролита через анодное пространство. происходит его .постепенное закисление до низких значений рН. После завершения фильтроцикла и накопления .гидроокиси никеля в количестве, эквивалентном количеству образовавшейся кислоты, в рециркулируемом через промежуточную емкость 12 электролите производится регенерационный цикл. Для этого отключается электропитание электролизера и прекращается подача очищаемой воды через патрубок 2 аппарата.

С помощью электромагнита 20 и штока 19 закрывается запорный клапан 18, а также вентиль 14, и после некоторого отстаивания через патру-. бок 4 производится частичный слив осветленной воды из зоны зернистого фильтра. После этого с помощью насоса 13 из емкости 12 через вентиль

15 закисленный электролит подается в надфильтровое пространство корпуса l,в результате чего происходит растворение гидроокиси никеля, задержанного плавающей гранулированной загрузкой. Одновременно на соленоид 10 подается переменный ток промышленной частоты, что приводит к интенсивным колебательным движениям магнитной загрузки, способствующей интенсификации растворения гидроокиси никеля в создающемся при этом магнитноожиженном слое. Колебательные движения магнитных сферических гранул за счет их выбросов до нижней зоны зернистого фильтра оказывают вибрирующее действие также и на нее, повышая тем самым степень растворения гидроокиси никеля, на3 12 капливающейся в нижней зоне зернистого фильтра.

Величина хаотического колебательного движения и выбросов верхнего слоя магнитных сферических гранул определяется величиной подаваемого на соленоид напряжения ° Благодаря образованию магнитноожиженного слоя происходит интенсивное перемешивание обрабатываемой дисперсной срецы осадка и создаются условия для равномерного распределения кислотности в объеме, что способствует более равномерному растворению гидроокиси закисленным раствором анолита с образованием электролита, близкого по составу к электролиту никелирования °

После завершения цикла растворения гидроокиси никеля раствор электролита выводится из аппарата через патрубок 11. Полученный раствор, содержащий сульфат никеля, сульфат натрия, борную кислоту и хлорид натрия может быть повторно введен в рабочую ванну никелирования, обеспечив тем самым извлечение никеля на основе принципа малоотходной технологии.

В качестве диафрагмы в электролизере предлагаемого аппарата может быть использована ионообменная мембрана.марки MK-40Л. Катоды могут быть изготовлены из нержавеющей стали или из графита, аноды — из титана, плакированного двуокисью рутения типа ОРТА. Зернистый фильтр представляет собой сферические гранулы вспененного полистирола, либо шунгизит с размерами гданул 0,8-1,0 мм. !

Сферические магнитные гранулы изготовляются из гексаферрита бария, спученного с керамикой, и покрываются изолирующим слоем пластмассы, например фторопласта, или гуммируются, а затем намагничиваются в постоянном магнитном поле до насьпцения.

Диаметр магнитных сферических частиц

5-10 мм. Оптимальной формой магнитных гранул является сфера, позволяющая обеспечить протекание дисперсий в межшаровом пространстве и одновременно максимально воздействовать на нее в постоянном полиградиентном магнитном поле. Количество этих гранул находится в пределах 0,5-0,7 по отношению к высоте над зернистым фильтром в аппарате для возможности движения и выбросов магнитных гра03123

55 нул в пределах объема корпуса, сво— бодного от таких гранул. Уменьшение соотношения объема магнитных гранул к свободному объему ниже, чем 0,5, связано с необходимостью повышения напряжения на соленоид для обеспечения колебательных движений и выбросов в верхнем слое магнитных гранул. Превьппение этого количества магнитных гранул выше, чем 0,7 по отношению к высоте свободного пространства над ними, является нерациональным, так как снижает рабочий объем для сбора и накопления осадка гидроокиси никеля.

Технико-экономические преимущества предлагаемого аппарата по отноше п ю к известному заключаются в следующем.

В катодном пространстве диафрагменного электролизера происходит повышение рН обрабатываемой среды, приводящее к гидратации ионов никеля с последующей конгломерацией образующихся частиц гидроокисей под воздействием электрического поля благодаря наличию заряда у частиц, Под влиянием магнитного поля улучшаются коагуляционные свойства осадков благодаря наличию определенной магнитной восприимчивости у молекул воды, приводящей к дегидратации преимущественно мелких коагуляционных структур и интенсификации их агрегирования, что позволяет в дальнейшем улучшить фильтрующие характеристики зернистого фильтра по отношению к формирующимся частицам гидроокисей и, соответственно, увеличить количество и концентрацию суспензии, а в последующем и концентрацию получаемого электролита по отношению к ионам никеля в нем. Использование высококонцентрированного раствора солей в качестве анолита способствует снижению удельных затрат электроэнергии на проведение процесса электролиза ввиду высокой электрической проводимости раствора, а на этапе растворения закисленным анолитом осадка гидроокиси никеля позволяет получить концентрата, близкий по составу компонентов к электролиту никелирования, для его последующе го введения в рабочую ванну или для отдельной электроэкстракции никеля металлического из него. Комплексная магнитная обработка в по1203123

1О

ВНИИПИ Заказ 8388/32 Тираж 582 Подписное

Филиал ППП "Патент" г.уж. оро. о од„ ул. роектная, 4

П стоянном полиградиентном и переменном магнитном полях позволяет улучшить характеристики электролита после введения в него омагниченного

5 концентрата и, соответственно по-! высить некоторые из физико— механических свойств никелевых покрытий, Предлагаемый аппарат можно устанавливать в составе механизированных и автоматизированных гальванических линий вне очистных сооружеш;й предприятий. Аппарат дает возможность легкой автоматизации процесса рекуперации никеля из промывочных сточных вод

Экономическая эффективность от применения предлагаемого технического решения обуславливается следующими факторами: обеспечением экономии дефицитного металла — никеля, путем его эффективной рекуперации из промывочных вод гальванического производства; снижением про изводственных рабочих площадей на

12-157 снижением затрат химреактивов — щелочных компонентов, на осаждение гидроокисей и кислотных компонентов — на нейтрализацию сточных вод, снижением трудозатрат на проведение процесса рекуперации никеля по предлагаемому решению.

Экономический эффект составляет 8,2 тыс.руб,