Способ извлечения никеля из сточных вод

 

Целью изобретения является повычюние эффективности извлечения никеля Сущность изобретения выпаривание рзс творз осуществляют в две Ступени па первой ст/пепи на 15 - 20% от исходного объема, а на второй ступени после охлаждения до комнатной температуры на 45 - 50% от исходного объема, при этом раствор перед первой ступенью выпаривания обрабатывают вращающимся магнитным полем с осью вращения, совпадающей с осью крутки потока жидкости, в течение 40 - 50 мин/ 1 з п ф-лы, 5 табл,

СО!ОЗ СОГ!Е ГСКИХ

СО! !И/ ЛИГ.1И !(-:СКИХ

Р Г С Г! У (:1 л И К (5!)5 С 02 Г 1/58

ГОСУДЛРСТЕ!Г1!!!ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОГУ1У СБИцЕТЕЛЬСТБУ (21) 4825746/26 (22) 15,05,90 (46) 80.08.92. В! * . И:.. 82 (71) Горьковский ин>ке!!ерно-строительный институт и!;:. В. П. Чкалова (72) Г, В, Коноплева (56) Ермаков П. П., Пивоваров В. П. и Нечаев

В. П. К вопросу использования вь!парных аппаратов в технологи !еском процсссе очистки сточных вод и утилизации отходов, Деп, в, УкрНИИНТИ, 12.01.89, (54) СПОСОГ> ИЗВЛЕЧЕ1it4H НИКЕЛЯ ИЗ

СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к способам извлечения никеля из водных растворов и может быть использовано при очистке сточных вод гальванических цехов, в частности для извлечения никеля из отработанных технологических растворов участка химического никелирования.

Целью изобретения является повышение эффективности извлечения никеля, Сущность изобретения заключается в том, что выпаривание раствора осуществляют в две ступени: на первой ступени на 15—

20% от исходного объема, а на второй ступени после охлаждения до комнатной температуры на 45 — 50% от исходного объема, при этом раствор перед первой ступенью выпаривания обрабатывают вращающимся магнитным полем в течение 40 — 45 мин, причем обработку раствора осуществляют магнитным полем с осью вращения, совпадающей с осью крутки потока жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

,, . Ы «1758020 А) (57) Целью изобретения являе1ся ппвы,пение эффективности извле <еI!è !!икеля.

Сущ!!ость изобретсния; выпаривание раствора осуществляют в две Ступени: !!а первой ступе!!и на 15 — 20% от исходного объема, а на второй r Tóïåíè после охлаждения до комнатной температуры на 45 — 50% от исходного объема, при этом раствор перед первой ступенью выпаривания обрабатывают вращающимся магнитным полем с осью вращения, совпадающей с осью крутки потока жидкости, в течение 40 — 50 мин

1 з.п. ф-лы, 5 табл, Обработанный технологический раствор химического никелирования подвергают обработке магнитным полем при температуре раствора 30 — 40 С в течение

40 — 50 мин. Обработку ведут в магнитном поле с осью вращения, совпадающей с осью крутки жидкости. Скорость вращения жидкости 600 — 800 об/мин. После намагничивания раствор выпаривают на 15 — 20% от исходного обьема и отключают нагревание.

Раствор постепенно охлаждают до комнатной температуры, оставляя его на 12 — 14 ч.

По истечении этого времени раствор снова нагревают, Выпаривание осуществляют на

45 — 50% от исходного объема. В процессе выпаривания при сильном кипении раствора допускается кратковременное отключение нагрева.

Намагничивание позволяет интенсифицировать процесс во времени, повысить эффективность извлечения никеля. 3ro обусловлено тем, что при намагничивании образуются центры кристаллизации никеля, 3

1758020

20

Намагничивание повышает степень извлечения никеля на 41%, Ось вращения магнитного поля должна совпадать с осью крутки потока жидкости, поскольку этим достигается максимальное действие магнитного поля, что в свою очередь приводит к упорядочению процесса образования зародышей твердой фазы, выполняющих роль центров кристаллизации.

При крутке потока жидкости и данном способе намагничивания происходит повышение концентрации ионов никеля в пристенном слое (на периферии), где градиент магнитного поля максимален.

После намагничивания раствор упаривают. При упаривании раствора на 8 — 10% оТ исходного обьема на стенках упаривательного куба начинают появляться центры кристаллизации никеля. Как показали исследования, наибольший эффект извлечения никеля наблюдается при упаривании раствора на первой ступени на 15 — 20% от исходного объема. После этого награвание прекращают и раствор оставляют до полного остывания на 12 — 14 ч, в течение которых идет самопроизвольный рост центров кристаллизации.

Результаты исследований показали, что на момент упаривания раствора на 15 — 20% извлекается до 29% никеля, За время сто-. яния раствора степень извлечения никеля увеличивается до 65% (конец первой ступени процесса}, Вторая ступень начинается с нагрева и упаривания раствора. При упаривании раствора на 30 — 40% от исходного обьема в результате физико-химических процессов начинается лавинообразное выделение нйкеля: раствор темнеет, Дальнейшее нагревание раствора ведут до осветления, которое наступает при упаривании раствора на 45 — 50% от исходного объема (конец второй ступени процесса}.

При этом из раствора извлекали до

98,9% никеля.

Прерывное выпаривание, т. е. выпаривание в две ступени, повышает степень извлечения никеля из раствора на 10% по сравнению с .непрерывным выпариванием (см. табл. 4).

Пример . Испытания проводили на отработанной технологическом растворе химического нйкелирования, имеющего

2+ следующие исходные данные; рН 4,3; NI

4680 мг/л; фосфаты 14; ХПК 275,2 мг

Ог/л.

Раствор s объеме 600 мл подвергают магнитной обработке в течение 45 мин, а затем выпаривают.

В результате получают 300 мл конденсата, 300 мл раствора со следующими характеристиками: рН 2,1; Nl + 51,2 мг/л; фосфаты 7 мгр/л, ХПК 136,6 мг 02/л.

В табл, 1 приведена зависимость выделения никеля в осадок от времени действия магнитного поля на отработанный раствор.

В табл. 2, 3 приведены результаты конечного выделения никеля (%) Iia первой и второй ступенях в зависимости от обьема упаренного раствора.

В табл, 4 приведены результаты конечного выделения никеля (%) в зависимости от способа извлечения (выпарива11ие, выпаривание в две ступени баз обработки магнитным полам; выпаривание в одну ступень с обработкой магнитным полем; выпаривание в две ступени с обработкой магнитным полем, Для выявления вли1И1Ия I3CjeIIQIIM ДЕйСтвия магнитного поля на выделение никеля из раствора использовался технологический раствор химического никелирования в обьеме 600 мл, с содержанием никеля в проба 4,68 г. Выделение никеля велось в две стадии, изменялось только время намагничивания.

Из табл. 1 видно, что увеличение времени действия магнит11ого поля на раствор до

45 мин ведат к увеличению выделения никеля из раствора. Ma clll lani lloe выделение никеля в осадок достигается при действии магнитного поля на раствор в течение 45 мин. Дальнейшее увеличение времени действия мап1итного поля на раствор нецелесообразно, так как увеличение времени действия магнит11ого поля на раствор не влияет на выделение никеля, Процент выделения никеля ocTeåòcII постоянным.

Исходя из полученных данных можно рекомендовать время намагничивания 40—

45 мин.

Для выявления влияния обьема выпаренного раствора па первой ступени процесса на конечный результат выделения никеля использовался технологический отработанный раствор химического никеля в обьеме 600 мл с содержанием никеля4,68 г.

Время действия мап1итного поля на раствор — 45 мин. На второй стадии раствор доупаривапся до 50% от первоначального объема, т. е, выделение никеля проводилось согласно прописи, соответственно изменяя каждый раз только объем выпаренного раствора на первой ступени.

Из табл, 2 видно, что целесообразно выпаривать раствор на первой ступени на 15—

20%

Дальнейшее выпаривание раствора на первой ступени ведет к уменьшению выделенного никеля в конце процесса (второй ступени).

1758020

Таблица1

Для выявления влияйия конечного объема выпаривания (вторая ступень процесса) на конечный результат выделения никеля использовался отработанный технологический раствор химического никелиро- 5 вания в объеме 600 мл с содержанием никеля 4,68 r. Время действия магнитного поля на раствор 45 мин. На первой ступени процесса выпаривалось 15% объема раствора, т. е. выделение никеля проводилось 10 по прописи, соответственно исходя из опыта, изменяя каждый раз только объем выпаренного раствора на второй ступени (конечный объем).

Иэ табл, 3 видно, что для выделения 15 никеля из раствора на 98,9% необходимо выпарить раствор до 50% от первоначального объема. ,Дальнейшее выпаривание раствора ведет к уменьшению никеля в осадке. 20

Иэ табл. 4 видно. что эффективность выделения никеля из отработанного технологическогО раствора химического никелирования . повышается:эа счет 25 двухступенчатого упаривания раствора и обработки его перед первой ступенью вращающимся магнитным полем. Это позволяет уменьшить на половину объем упаренного раствора и извлечь никель иэ 30 ,раствора на 98.9%.

Упаривание ведут в две ступени (прерывно) что позволяет дополнительно снизить энергоэатраты, 35

В табл. 5 приведена зависимость эффективности извлечения никеля из реальных отработанных технологических растворов химического никелирования от исходной концентрации никеля и рН рас- 40 твора.

Из приведенных в табл, 5 данных следует, что эффективность извлечения никеля из отработанных технологйческих растворов химического никелирования (с концентрацией 3,4 — 7,2 г/л и рН 3,5 — 4,3 — это параметры реального технологического раствора) от рН раствора и исходной концентрации никеля в растворе не зависит. . Полученный конденсат и оставшийся раствор, содержание основных компонентов в котором значительно уменьшилось (в два раза уменьшилось содержание органических веществ и фосфора), могут быть возвращены в технологический процесс для повторного использования.

Таким образом, предлагаемый спосо з извлечения никеля позволяет создать оборотные, безотходные технологические системы водопольэоваййя с извлечением и утилизацией ценных компонентов.

Формула изобретения

1, Способ извлечения никеля из сточных вод гальванических производств путем выпаривания,отличающийся тем, что,с целью повышения степени извлечения никеля иэ отработанных технологических растворов химического никелирования, выпаривание осуществляют в две ступени: на первой ступени — на 15 — 20% от исходного объема, а на второй ступени после охлаждения до комнатной температуры на 45 — 50% от исходного объема, при этом сзствор перед первой ступенью выпаривания обрабатывают вращающимся магнитным полем.

2. Способпоп. 1,отл ич а ю щийся тем, что обработку раствора осуществляют магнитным полем с осью вращения, совпадающей с осью крутки потока жидкости в течение 40 — 45 мин.

1758020

Т аблица 2

ТаблицаЗ абли а4

Степень извлечения

57,2

89,0

98,9

Таблица

Способы извлечения никеля

Выпаривание в одну ступень (непрерывное) без обработки магнитным полем

Выпаривание раствора в две ступени (прерывное) без обработки магнитным полем

Выпаривание раствора в одну ступень (непрерывное) с обработкой раствора магнитным полем

Выпаривание раствора в две ступени (прерывное) с обработкой раствора магнитным полем

Раствор выпаривался полностью; выпадал студенистый осадок зеленого цвета