Способ очистки промышленных сточных вод от ртути

 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в процессе очистки от ртути сточных вод, например в производстве хлора и каустика ртутным методом. Для осуществления способа сточные воды обрабатывают свежеосажденным сульфидом марганца, который берут в количестве 0,65 - 0,87 мас.ч. на 1 мас.ч. ртути в исходных водах, и отделяют твердую фазу. Воды эффективно очищаются с получением компактного осадка, особенно при проведении процесса в несколько ступеней, лучше в 3 ступени, используя на каждой ступени равные порции реагента. Последний получают действием избытка соли марганца (II) на сульфид и/или гидросульфид натрия в водном растворе. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод, которая достигает 99%. Содержание ртути в водах после очистки в оптимальных условиях менее 0,1 мг/л. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в процессе очистки от ртути сточных вод, например, в производстве хлора и каустика методом электролиза с ртутным катодом.

Известен способ очистки промышленных сточных вод от ионов металлов, в том числе тяжелых металлов, сорбентом на основе измельченных марганцевых конкреций (пат. РФ N 2050973, кл. B 01 J 20/30, публ. 1995 г). Однако данный способ не предусматривает очистку вод от металлической ртути.

Известен также способ очистки ртутьсодержащих сточных вод действием сульфида натрия совместно с хлоридом кальция с последующим отделением образовавшегося осадка отстаиванием при подкислении соляной кислотой до pH 9 (авт. св. СССР N 343568, кл. C 02 F 1/00, публ. 1981 г). Способ требует длительного времени отстаивания, не дает высокой степени очистки вод от ртути, поскольку образуется сульфид ртути в виде гидрогеля, плохо отделяющегося от жидкости. Так, через 60 ч отстаивания в водах остается 0,33 мг/л ртути.

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является способ очистки промышленных сточных вод от ионов ртути и других тяжелых металлов действием нерастворимой в воде смешанной соли сульфида железа и сульфата бария с последующим отделением твердой фазы (пат. Великобритании N 1389322, кл. C 1 C, публ. 1975 г).

Однако и в этом известном способе степень очистки вод от ртути недостаточна, особенно при наличии в водах металлической ртути.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки.

Поставленная задача решается способом очистки промышленных сточных вод от ртути путем обработки водонерастворимым сульфидом металла переменной валентности с последующим отделением твердой фазы, в котором в качестве водонерастворимого сульфида металла переменной валентности используют сульфид марганца. Последний берут предпочтительно в количестве 0,65 - 0,87 мас.ч. на 1 мас. ч. ртути в исходных водах. При этом используют свежеприготовленный сульфид марганца, полученный действием избытка соли двухвалентного марганца на сульфид и/или гидросульфид натрия в водном растворе. Кроме того, обработку сульфидом марганца осуществляют в несколько ступеней, предпочтительно в три ступени, используя на каждой ступени примерно одинаковые количества сульфида марганца.

Способ проверен в лабораторных условиях.

Пример Для очистки берут сточную воду действующего промышленного производства хлора и каустической соды методом электролиза с ртутным катодом. Вода содержит 10,8 мг/л ртути общей, имеет pH 6,9 и комнатную температуру.

Предварительно готовят осадок сульфида марганца путем смешения 30 г 6,1%-ного раствора сульфата марганца (здесь и далее проценты массовые) и 3,3 мл раствора технического гидросульфида натрия, содержащего 16% гидросульфида и 5% сульфида натрия (общая концентрация сульфидной серы 112 г/л). Избыток марганца 5% от стехиометрии. Осадок сульфида марганца отфильтровывают. При этом получают 4,8 г важного осадка, содержащего 1 г сульфида марганца.

В реактор с мешалкой помещают 1 л сточной воды, предварительно обработанной хлорной водой для окисления всей ртути до двухвалентной с последующей отдувкой хлора воздухом и химическим обесхлориванием. При работающей мешалке в реактор вводят в три приема 0,034 г влажного осадка сульфида марганца (7,1 мг в пересчете на 100%-ный), что соответствует 0,65 г сульфида марганца на 1 г ртути в исходной сточной воде. Для этого 0,034 г влажного осадка сульфида марганца репульпируют в 15 мл предварительно подготовленной для обработки сульфидом марганца воды. В реактор вводят 5 мл полученной пульпы, перемешивают 5 минут, затем вводят следующую порцию пульпы (также 5 мл), перемешивают 5 минут и, наконец, вводят оставшуюся порцию пульпы (5 мл). Содержимое реактора перемешивают 5 минут и фильтруют. В фильтрате анализируют остаточное содержание ртути. Оно составляет 0,05 мг/л, что соответствует степени очистки 99,5%.

Проводят еще несколько аналогичных опытов, в которых изменяют порядок введения сульфида марганца в один и два приема и количество вводимого сульфида марганца. Во всех опытах используют свежеприготовленный осадок сульфида марганца, т.к. при хранении на воздухе он окисляется. Результаты всех опытов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, наилучший результат достигается при расходе сульфида марганца 0,65-0,87 г на 1 г ртути в сточных водах. При меньшем количестве реагента (см. оп. 8) степень очистки снижается, а большее количество реагента (оп. 9-11) не ведет к дальнейшему повышению степени очистки. При промышленной реализации способа наиболее эффективное значение расхода реагента может иметь и другие границы, так как скорость окисления осадка и эффективность размешивания в промышленных условиях иные, чем в лабораторных.

Способ наиболее эффективен при вводе сульфида марганца не менее чем в три приема. При уменьшении количества приемов до двух или одного для обеспечения требуемой полноты осаждения ртути необходимо увеличить расход сульфида марганца.

В процессе приготовления осадка сульфида марганца нужен избыток соли марганца во избежание присутствия в осадке растворимого сульфида, способствующего мицеллообразованию.

Полученные данные показывают, что предлагаемый способ позволяет снизить содержание ртути в воде с 10,8 мл/л до 0,04 мг/л. По известному способу через 60 часов отстаивания удается снизить содержание ртути лишь до 0,33 мг/л.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно повысить степень очистки промышленных сточных вод от ртути.

Формула изобретения

1. Способ очистки промышленных сточных вод от ртути путем обработки водонерастворимым сульфидом металла переменной валентности с последующим отделением твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве водонерастворимого сульфида металла переменной валентности используют сульфид марганца.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфид марганца берут в количестве 0,65 - 0,87 мас.ч. на 1 мас.ч. ртути в исходных водах.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что используют свежеприготовленный сульфид марганца, полученный действием избытка соли двухвалентного марганца на сульфид и/или гидросульфид натрия в водном растворе.

4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что обработку сульфидом марганца осуществляют в несколько ступеней.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что обработку сульфидом марганца осуществляют в три ступени, используя на каждой ступени примерно одинаковые количества сульфида марганца.

РИСУНКИ

Рисунок 1