Способ удаления меди из растворов

 

Изобретение относится к способам извлечения солей меди из водных растворов и позволяет упростить и удешевить процесс при сохранении высокой степени извлечения меди. Способ осуществляют путем фильтрования сточной воды, содержащей ионы меди через катионит на основе клиноптилолита-гейлаьдитового с крупностью зерен 1-1,5 мм при скорости фильтрования 4-5 м/ч. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 F 1 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4691538/26 (22) 12.05.89 (46) 23,03.91. Бюл, Р 11 (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г.И.Воловник, С.Н.Фомин и Л.В.Козак (53) 661.183(088 ° 8) (56) Смирнов Д,FI., Инкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. — M.: Металлургия, 1980, с. 159.

Изобретение относится к способам извлечения солей меди из водных растворов и может быть использовано для глубокой доочистки сточных вод и природных вод, содержащих примеси меди.

Цель изобретения — упрощение и удешевление процесса при сохранении высокой степени извлечения меди.

Способ извлечения меди осуществляют путем фильтрования через катионит с последующей его регенерацией, при этом в качестве катионита используют клиноптилолит-гейландитовый крупностью зерен 1-1,5 мм при скорости фильтрования 4-5 м/ч.

Клиноптилолит-гейландитовый представляет собой плотную породу вулканическоro происхождения.

Физические показатели клиноптилолита-гейландитового приведены в табл. 1.

Химический состав, 7: SiO< 72,63;

А1 0 12,98; СаО 0,53; Mg0 О, i8;

К О 8,29; На О 1,54 Н О вЂ” остальное., „„SU„„1636344 А 1

2 (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к способам извлечения солей меди из водных растворов и позволяет упростить и удешевить процесс при сохранении высокой степени извлечения меди. Способ осуществляют путем фильтрования сточной воды, содержащей ионы меди через катионит на основе клиноптилолита-гейла дитового с крупностью зерен 1 — 1,5 мм при скорости фильтрования 4-5 м/ч. 3 табл.

EO

Использование в качестве катионита клипоптилолита-гейландитового позволяет удешевить и упростить процесс извлечения меди и прп этом сохранить ( высокую степень извлечения.

При одинаковой скорости фильтрования и одинаковой концентрации меди в фильтрате обменная способность по меди у известного катионита (КУ-2) меньше, чем у предлагаемого катионита (клиноптилолита-гейландитовоro), более чем в 1,4 раза. Это объясняет- © ся тем, что клиноптилолит-гейланди- @" товый задерживает медь как путем 4 ионного обмена, так и путем сорбции 4 оксидов меди на поверхности зерен в зоне, имеющей повышенное значение рН. Зоны с повышенным значением рН образуются за счет взаимодействия (химический состав) оксидов металлов Ъ

СаО, К О, Na 0 с водным раствором.

Эксперимент проведен на установке, состоящей из двух колонок диамет. ром 50 мм и толщиной слоя загрузки

0,5 м. Первую колонку загружают из1636344

20

W

Я 0E

30 вестным катионитом КУ-2, а вторую— клиноптилолитом-гейландитовым диаме тром з е реп 1-1, 5 мм.

На обе колонки подают сточную воду общим соле соде ржанием 1 0001100 мг/л и концентрацией ионов меди 0,4-0,5 мг/л. Фильтрацию через колонки проводят со скоростью 5 м/ч.

Данные экспе риме нта по степени очистки представлены в табл. 2.

На основании полученных показателей произведен расчет по определению стоимости ионообменноro ма гериала, необходимого для задержания в течение одного фильтроцикла 1 г-экв

Си

Расчет выполнен при содержании меди в исходной воде 0,4 мг/л или

0,00126 г-экв/м .

Расчетные формулы: где < — Удельный объем ионообмен3. ного материала, м

ОŠ— рабочая обменная емкость, r-экв/м

При этом

C = W>>U, где С вЂ” стоимость ионообменного материала, необходимого для задержания в течение одного фильтроцикла 1 r-экв

Cu +, руб;

U — стоимость 1 т ионообменного материала, руб.

Стоимость ионообменного материала, необходимого для задержания в течение 40 одного фильтроцикла 1 r-экв Cu +, составляет для КУ-2 321,5 руб, для клиноптилолита-геиландитового 2, ру

286 б, Как видно из табл. 2, ионообменная способность катионита клиноптилоли- 45 та-гейландитового больше, чем у известного катионита КУ-2 ° Это позво ляет более чем в 1,4 раза реже проводить регенерацию катионита, что упрощает процесс извлечения меди. 50

На ионообменную способность катионита оказывает влияние крупность загрузки и скорость фильтрования.

Оценка влияния крупности загруз- ки и скорости фильтрования на обменную емкость клиноптилолита-гейландитового и на его потери при одной регенерации показана в табл. 3.

Результатй показывают, что наибольшая обм иная емкость достигается при крупности зерен 0 5-1 мм и скорости фильтрации 3 м/ч. Однако при такой крупности зерен потери клиноптилолита- гейландитового во время регенерации составляют 0,5 от первоначально загруженного объема ионообменного материала. Так, например, после ста фильтроциклов останется 50 ионообменного материала от первоначального объема (100%). Это объясняется тем, что фракция диаметром (1 мм выносится через систему подачи воды на очистку при взрыхлении загрузки (во время регенерации).

Как видно, наилучшее извлечение меди по предлагаемому способу достигается при диаметре зерен загрузки

1-1,5 мм и скорости фильтрования 45 м/ч. При этом достигаются минимальные потери ионообменного материала при регенерации 0,1%, а обменная емкость составляет 2,3-2 г-экв/м . При

Э крупности зерен более 1,5 мм обменная емкость уменьшается на 15-30, что объясняется уменьшением количества дей с тв ующих ак тивных цен тров сорбции ионов меди, вследствие уменьшения поверхности контакта сточных вод с загрузкой.

Использование предлагаемого способа удаления меди из растворов позволяет за счет низкой стоимости и высокой обменной способности клиноптилолита-гейландитовîro удешевить и упростить процесс удаления меди, сохранив при этом высокую степень извлечения меди из высокоминерализованных растворов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ удаления меди из растворов, включающий фильтрование через катионит с по следующей его ре генерациеи, о тличающий ся тем, чТо, с целью упрощения и удешевления процесса при сохранении высокой степени извлечения меди, в качестве катионита используют клиноптилолит-гейландитовый крупностью зерен 1-1,5 мм, причем фильтрование осуществляют со скоростью 4-5 м/ч.

1636344

Та блиц а 1

Показатели

Опыт

Свойства

2,06

Объемная масса в водонасыщенном состоянии, г/см

Плотностьз г/см

Пористость, 7.

Измельчаемость, Х

Истираемость, 7

Удельная поверхность, см /см

z. э

Коэффициент формы зерен

2,18

58-60

0,2

1,75

2

4

3,2

Вид ионообмен- Стоимость ного материала 1 т ионообменного

Кон це н.трация н фильтрате, .мг/л

Способность к задержанию ло меди г-эке/м

Скорость фильтрования, и/ч материала, ру6, Не более

0,005

1800

КУ-2

Клиноптнлолнтгейландитовый 60

Не более

0,005

Полная обменная ем

Крупность Скорость загрузки, фильтрамм ции,м/ч кость з

r-экв/и

Общее солесодермание

10001100 мг/л

2,6

2,4

2,3 2,2

0,5-1

0,5-1

0,5-1

0,5-1

5

0 5

2,4

2i3

2,2

2,0

1,0-1,5

1,0-1,5

1,0-1,5

1,0-1,5

4

О,1

2,0

1,9

1i8

1,6

1,5-2,0

1;5-2,0

1,5-2,0

1,5-2,0

0,1

Исходная вода и условна эксперимента

Концентрация ионов меди

0,4-0,5 мг/л фильтрование производят . через колонку d 50 мм, sarpyaewv» .высотой 0,5 м

Таблица2

Таблица 3

Потери при одной pe генерации, 7. от первоначально загруменного объема