Аппарат для регенерации хрома из пастообразных осадков сточных вод
Изобретение относится к технологии регенерации цветных металлов из отходов производства. Цель - повышение эффективности извлечения хрома и получение легко утилизируемых продуктов . Аппарат состоит из наклонного неподвижного корпуса 1 с регулируемым углом наклона, внутри которого расположен вал 2, связанный с электроприводом 3. В верхней части вала 2 установлен подающий шнек 4 винтового питателя 5, на торце которого расположено фильерно-распределительное устройство 6. В центральном секторе корпуса 1, отделенном от нижней части решеткой 7, размещены внутри него магнитная загрузкч 8, распределенная по объему действием магнитного поля соленоида 9, и патрубки ввода озона 10 и перегретого пара 11. Внутри конического сектора корпуса 1 установлено шнековое устройство 13, ас наружной стороны - фильтрующая ткань 14 и ямеевиковый конденсатор 15 с патрубками ввода 16 и вывода 17 охлаждающей воды.1 ил. с Ј (J С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (192 (1!2
А1 (51) 5 С 02 Р 11 12, 1/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4640722/26 (22) 23. 01. 89 (46) 30. 01 . 91. Бюл. У 4 (71) Кишиневское научно-производственное объединение технологии электробытового машиностроения
"Технология" (72) В.В.Ковалев, О.В.Ковалева, О.П.Лаврикова и М.И.Банд (53) 628.336 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1I 1495305, кл, С 02 F 1/46, 1987. (54) АППАРАТ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ХРОМА
ИЗ ПАСТООБРАЗНЫХ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к технологии регенерации цветных металлов из отходов производства, Цель — повышение эффективности извлечения хрома и получение легко утилизируемых продуктов, Аппарат состоит из наклонноИзобретение относится к технологии регенерации цветных металлов иэ отходов производства, н ча тности к регенерации хрома из осадков сточных вод преимущественно гальвано-химических производств, и направлено на предотвращение его безвозвратных потерь, снижения экологического воздействия быстрорастноряющихся соединений хрома при сбросах осадков в отвалы, а также»»апран»»ено на обеспечение эффективной утилизации бесхромисэых осадков и хромсодержащего концентрата, содержащего соединения »рехвалентного хрома. Это свяэ не с тем, что хромсодержащие осадки обычно
2 го неподвижного корпуса 1 с регулируемым углом наклона, внутри которого расположен нал 2, связанный с электроприводом 3, В верхней части вала 2 установлен подающий шнек 4 нинтового питател» 5, на торце которого расположено фильерно-распределительное устройство 6. В центральном секторе корпуса 1, отделенном от нижней части решеткой 7, размещены внутри него магнитная загрузк..» 8, распределенная по объему действием магнитного поля солев ида 9, и патрубки ввода озона 10 и перегретого пара 11. Внутр» конического сект ра корпуса 1 установлено шнековог. устройство 13, а с наружной стороны— фильтрующая ткань 14 и эмеениковый конденсатор 15 с патрубками ввода
l6 и вывода 17 охлаждакщей воды.l ил. трудно утилизируются, так как при высокотемпературных процессах соединения хрома (ZZZ), входящие в состав таких осадков, имеют тенденцик к окислению кислородом воздуха .а но дорастноримых и легко вымываемых со единений хрома (VI).
Цель изобретения — поньш»ение э»Ьфектинности извлечения хрома и получение легко утилиэируемых продуктов.
На чертеже схематически изображен предлагаемый аппарат.
Аппарат состоит иэ н; клоннсго неподвижного цилиндроко..ического корпуса 1 с регулируемым углом наклона, внутри которого расположе»»»p»»òðëëü1623985 пый вал 2, связанный с электроприво" дом 3. Б верхней части вала 2 установлен подающий шнек 4 винтового питателя 5, на торце которого расположено фильерно-распределительное устройство 6. В центральном секторе корпуса 1, отделенном от нижней конической его части решеткой 7, внутри него размещена сферическая магнитная загрузка 8, распределенная по объему действием переменного магнитного поля соленоида 9, и патрубки 1О и 11 ввода озона и перегретого пара. Внутри конического сектора корпуса 1,выполненного перфорированным и имеющего патрубок 12 вывода обработанного осадка, установлен закрепленный на центральном валу 2 конический шнек
13, а с наружной стороны конической части — фильтрующая ткань 14 и змеевиковый конденсатор 15 с патрубками
16 и 17 ввода и вывода охлаждаюшей воды. Под фильтрующей тканью 14 установлена емкость 18 для сбора хром- 25 содержащего концентрата.
Сферическая магнитная загрузка выполнена из магнитотвердых спеченных частиц феррита бария и покрыта термостойким износоустойчивым слоем ма- 30 териала на основе силиконового каучука. В качестве фильтрующей ткани могут быть использованы "Бельтингткань" или "Хлорин". Озон в виде озоновоздушной смеси получают по извест35 ным методам и вводят с небольшим избытком по отношению к его стехиометрическому количеству для окисления хрома (III) в хром (VI). Перегретый пар, вводимый в аппарат, должен
40 иметь температуру от 150 С и выше.
Аппарат работает следующим образом.
Осадок сточных вод после обезвоживания, например на пресс- или вакуум-фильтре подается в винтовой питатель 5 и шнеком 4 при вращении вала
2 продавливается через фильеры распределительного устройства 6 во внутренний центральный сектор корпуса 1 °
На соленоид 9 подается заданное значение напряжения переменного тока, в результате чего внутри центрального сектора корпуса создается магнитоожиженный слой из сферических магнитных элементов 8, Распределительное
55 устройство 6 с фильерами обеспечивает поступление влажного осадка в виде тонких жгутов в зону магнитоожижеиия, что обеспечивает равномерное распределение осадка по объему, отрыв частиц осадка от его общей массы и последующее химическое взаимодействие при окислении соединений хрома (III) до хрома (VI), осушествляемое при подаче через патрубок 1О озона, а через патрубок 11 — перегретого пара.
Ввод перегретого пара в качестве теплоносителя обеспечивает поднятие температуры обрабатываемой дисперсной среди, что, с одной стороны улучшает условия химического взаимодействия озона с хромом (III) и окисление последнего до хрома (VI), а, с другой стороны, — изменяет фазоводисперсное состояние остающейся массы осадка. Кроме того, перегретый пар при своей конденсации разжижает массу осадка и повышает тем самым степень взаимодействия его с озоном, а также обеспечивает растворение и выделение образовавшихся соединений хрома (71) в высококонцентрированном виде. При этом с повышением температуры napa его количество,подаваемое в =цпарат, может быть снижено и, соо.вeтствeннo, может быть увеличена концентрация выделяемых соединений хрома в растворе, В реэульта ге магнитоожижения парооэонный поток равномерно распределяется по всему объему центральной части корпуса 1, происходит частичное разжижение осадка, что устраняет налипание его на стенках корпуса и слипание элементов магнитной загрузки между собой, Повышенная температура, развивающаяся при подаче перегретого пара, способствует эффективному взаимодействию озона с гидроксидом хрома (III), который находится в составе осадков сточных вод, переводя его в водорастворимое состояние — соединения хрома (VI), в то время как все остальные соединения тяжелых металлов в таких осадках при воздействии парооэонной смеси не подвергаются растворению. Соударение сферической магнитной загруз-ки при ее интенсивном магнитоожижении и накладываемое переменное электромагнитное поле способствуют интенсификации процесса взаимодействия озона с соединениями трехвалентного хрома и избирательного перевода их в водорастворимое состояние.
1Г>? 3985
Вместе с тем все остальнь<е гидроксиды тяжелых. метяллг>в, содержащиеся в составе осадков, не только не изменяют состоянию нерястворимости, но и претерпевают структурнофяэовые превращения, а именно: находясь в исходном состоянии в ям6г>терной Форме, они в условиях обработки перегретым паром с озоном, при интенсивном перемешивании в результате магнитоожижения изменяют свою структуру путем межфаэного Взаимо 1ее!СтВия между собой с образованием г>ысокодисперсной кристаллической структурн! оксидов типа МеО, Fe2Me04 Fe30, 3-FeOOH и др., где Me — !11, <,11, 7п и другие металлы. Такие структурнофа .-оные изменения осадков способствуют улучшению их водоотдающих свойств, обезвоживаемг сти, а в дальнейшем и утилизируемости.
В результате наклона корпуса 1 происходит перенос частично разжиженного осадка через решетку 7 в его конический сектор, где осалг>к захватывается врац<ающимся коническим шнеком 13 и отжимается путем Eloabi!ильтровывается через перФорацию в коническом секторе корпуса 1 и через Фильтрационную ткань 14, а змеевиковый конденсатор 15 Обеспечивает полную ко11денсацию не успевшей сконденсироваться парообразной Фазы, осуществляемой путем протока охлаждаю!!1е!< Воды, подаваемой в патрубок 16 и отводимой через патрубок 17.
Межфазное взаимодействие и изменение структуры осадка способствует улучшению его обезвоживаемости по сравнению с гидроксидями металлов, когда вода входит в состав коллоидов.
Обесхромленный обезвоженный осадок отводится через патрубок 12 на утилизацию, а раствор концентрата соединений хрома (ЧТ) стекает в емкость
l8 для последующего использования.
В результате температурной обработки перегретым паром удается получить сконденсе .рованный с высокой концентрацией в нем хрома (VT) раствор,пригодные1, например, для приготовления технологических растворов в гальванотехнике (для хроматной пассива11ии, длн наполнения оксиЛЕИ!х !.ленок и др.), или для выделения дocтаточ1Io >!He To! < кондиции хромово го а нгилрида пут см e ro выкри стал.<и з я<1ии иэ получаемого концентрата.
Обесхромпенны!! г>садок легко утили— зируется, например, в производстве керямики, при этом вследствие практическогo отсутствия в составе таких
<>Г>работан!!ых ОсадhoH устраняется образование промежуточных водораствоpH>Eblx фа з k
Таким образом достигяет .я решени . важнейшей соци;.льнг -экологической и народно-хозяйстненн<.й эядяче, свя3 1! н>-<«>Й с ВО э мож< гостью $ f HëHý я11и1:
Осадков сточ1!ых вод. В результате парооэонной обработки в предлагаемом ап!!ярате обеспечивав гся высокая э<,— фек гивность процесся регенерации
xPoh<Я, УOKQPEEEEUI<- 0 :н F УслОВиях магнитоожижения дисперсной среды, а образующиеся продукты такой Обработки — бесхр< миг тый осадок, Высококонцентри1>оваиньп! хромсг>держа
Технико-экономи:Apchll<<и преимуществами данного яп!1арятя llo сравнению
С ПРО Гот11ПO."! ЯВЛЯЮТ CS>: ВОЗ . <Ожно Сть эффектив !Ое< обрабогки «сядка сточных вод и регенерации !1э них хро .<,÷òî невозможно обе«
Формула изобретения
An -арат для регенерации хрома из пастообразных осадков сточных вод, содержащий корпус, винтовой питатель с подающим пнеком. распределительное устройство с филь рой, вал, соленоид и сшерическую магнитную загрузку, а также патрубки ввода и вывода осад15
20KEN
Составитель Л,Суханова
Редактор С.Лисина Техрер М.Дидык Корректор Л.Пилипенко
Заказ )67 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государ .твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издатель кий комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лов с образованием невымываемых соединений; предотвращение потенциального ущерба народному хозяйству в результате сброса вымываемых хромсодер5 жащих осадков сточных вод и экологическог воздействия вымываемых соединений хрома (Ч1) на окружающую среду; улучшение физико- еханических характеристик стройматериалов с добавками бе хромистых осадков при утилизации последних. ка, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности извлечения хрома и получения легко утилизируемых продуктов, аппарат выполнен в виде наклонного неподвижного цилиндроконического корпуса,цилиндрическая часть корпуса заполнена магнитной сферической загрузкой и снабжена патрубками ввода озона и перегретого пара, а коническая часть корпуса выполнена перфорированной и снабжена установленным внутри нее на продолжении вала винтового питателя с коническим шнеком для отжима и обезвоживания осадка, также размещенными с наружной ее части фильтрующей тканью и змеевиковь1м конденсатором с охлаждающей водой и емкостью для сбора хромсодержащего концентрата.
