Способ обескремнивания кислых растворов


 


Владельцы патента RU 2526546:

Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (RU)

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и редких металлов и может быть использовано при подготовке растворов для экстракционного и сорбционного извлечения и разделения элементов и при очистке кислых растворов от кремнийсодержащих элементов. Способ обескремнивания кислых растворов соединений цветных и редких металлов включает их обработку при перемешивании флокулянтом - метилсиликонатом натрия - и последующее отделение образовавшегося продукта. Обработку ведут при добавлении изопропилового спирта в объемном отношении 0,5-2,5% к объему обрабатываемого раствора. Водный раствор метилсиликоната натрия вводят в количестве 0,7-1,5 % объемных от объема исходного раствора. Обработку исходных растворов ведут при температуре 40-60оС. Изобретение позволяет проводить обескремнивание кислых растворов до величин менее 0,1 г/дм3 SiO2. 2 з.п. ф-лы, 10 пр.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и редких металлов и может быть использовано при подготовке растворов для экстракционного и сорбционного извлечения и разделения элементов, а также в случаях, когда требуется очистка кислых растворов от кремнийсодержащих соединений. Как правило, речь идет о производственных растворах, содержащих соединения металла в концентрации до 1 моль/дм3.

Известно, что даже небольшие количества кремния (в виде кремниевой кислоты и/или ее полимерных форм) могут значительно осложнить экстракционный передел вследствие снижения скорости расслаивания фаз, образования межфазных пленок и осадков, а также привести к «отравлению смол» при переработке растворов сорбционными методами.

Из уровня техники известно, что пороговая концентрация SiO2 в кислых растворах составляет 0,1-0,05 г/дм3. Такое и более низкое содержание кремния в растворах при их дальнейшей переработке не вызывает трудностей, связанных с образованием устойчивых экстракционных эмульсий, межфазных пленок и позволяет получить конечный продукт надлежащего качества (Федоров В.Д., Ефимов Ю.Н. и др. Разработка технологии получения оксида циркония (с содержанием гафния менее 0,05%) многоцелевого назначения с использованием процессов спекания со щелочью и экстракции. // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России, 1999, С.59-65).

Известен способ очистки кислых растворов от кремния, включающий обработку их при повышенной температуре аморфным кремнеземом, модифицированным соединениями класса алкилполисиликонатов или полиалкилгидридсилоксанов, сорбцию SiO2 и отделение сорбента от раствора фильтрованием (Патент РФ №2034797, 1995).

Недостатком этого способа является его продолжительность, связанная с необходимостью предварительной подготовки сорбента, а также невозможность обескремнивания до величин менее 0,1 г/дм3 SiO2 кислых растворов с исходным содержанием SiO2 более 1 г/дм3.

Известен способ удаления кремния из горячих нейтральных и слабокислых подземных вод, включающий обработку их при определенном pH (достигаемом добавками щелочей) катионным коллоидным кремнеземом, силикагелем или их смесью с последующей сорбцией кремния (Патент Японии №8276191, 1996).

Недостатком этого способа является невозможность применения к сильнокислым растворам.

Известен способ удаления кремния из геотермальных вод, включающий осаждение кремния с помощью переменного электрического тока (Патент Японии №5131194, 1993).

Недостатком этого способа является невозможность применения к кислым растворам, содержащим высокие концентрации металла.

Наиболее близок к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату способ обескремнивания кислых растворов соединений цветных и редких металлов, включающий их обработку при перемешивании флокулянтом - метилсиликонатом натрия - и последующее отделение образовавшегося продукта (RU 2077506, опубл. 20.04.1997).

Способ позволяет проводить обескремнивание кислых растворов до величин менее 0,1 г/дм3 SiO2. При воспроизведении данного способа обнаружено, что его недостатком является низкая скорость фильтрования обескремненных растворов.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение скорости фильтрации при одновременном обеспечении глубины обескремнивания не более 0,05 г/дм3.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе обескремнивания кислых растворов соединений цветных и редких металлов, включающем их обработку при перемешивании флокулянтом - метилсиликонатом натрия - и последующее отделение образовавшегося продукта, обработку ведут при добавлении изопропилового спирта в количестве 0,5-2,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора, водный раствор метилсиликоната натрия вводят в количестве 0,7-1,5% объемных от объема исходного раствора, при этом обработку исходных растворов ведут при температуре 40-60°C.

При меньшем количестве изопропилового спирта увеличение скорости фильтрации не достигается, а добавление более 2,5%, об. не приводит к дальнейшему улучшению технического результата.

При количестве метилсиликоната, меньшем 0,7% объемных от объема исходного раствора, не достигается глубина обескремнивания менее 0,05 г/дм3, превышение свыше 1,5% от этого количества является избыточным.

Интервал температур 40-60°C обеспечивает воспроизводимую глубину обескремнивания исходных растворов менее 0,05 г/дм3.

Преимущественно метилсиликонат натрия вводят в виде водного раствора с содержанием не менее 5% масс., по кремнию. При таком содержании метилсиликоната натрия обеспечивается достижение технического результата, притом что водный раствор метилсиликоната с содержанием не менее 5% по кремнию является промышленно выпускаемым реагентом (ГКЖ-11н).

Преимущественно изопропиловый спирт вводят при объемном отношении 0,5-2,0% к объему исходного кремнийсодержащего раствора. При этом интервальном значении обеспечиваются оптимальные условия экстракционного извлечения металлов из обескремненных растворов.

Раствор метилсиликоната натрия добавляют к исходным кислым растворам, очищаемым от кремния, в объеме 0,7-1,5% от объема раствора и добавляют изопропиловый спирт в количестве 0,5-2,5% от исходного объема раствора. Обработку растворов ведут при перемешивании в течение 10-20 минут в интервале температур 40-60°C. В результате обработки в растворе образуется гелеобразный осадок, который затем отделяют фильтрованием.

Способ обескремнивания кислых растворов иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 2 моль/дм3 HCl, 0,5 моль/дм3 Zr и 3,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 2%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и метилсиликонат натрия марки ГКЖ-11н в количестве 1%, об. Перемешивание проводят в течение 10 минут при температуре 50°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,029 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,178 м32 час, что на 35% (в 1,35 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 2. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HCl, 0,4 моль/дм3 Ti и 2,1 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 1,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 1,5%, об. Перемешивание проводят в течение 10 минут при температуре 40°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,032 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,191 м32 час, что на 32% (в 1,32 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 3. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 1,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 1,5%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,010 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,108 м32 час, что на 34% (в 1,34 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 4. К раствору, содержащему 5 моль/дм3 HNO3, 1 моль/дм3 Zr и 1,5 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 0,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,011 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,094 м32 час, что на 30% (в 1,3 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 5. К раствору, содержащему 5 моль/дм3 HNO3, 0,8 моль/дм3 Hf и 0,9 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 0,7%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,010 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,338 м32 час, что на 30% (в 1,3 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 6. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 0,7%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,012 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,102 м32 час, что на 36% (в 1,36 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 7. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 1,0%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,010 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,126 м32 час, что на 68% (в 1,68 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 8. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 1,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,012 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,158 м32 час, что на 110% (в 2,1 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 9. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 2,0%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,011 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,248 м32 час, что на 230% (в 3,3 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

Пример 10. К раствору, содержащему 3 моль/дм3 HNO3, 0,9 моль/дм3 Zr и 1,2 г/дм3 SiO2, добавляют при перемешивании изопропиловый спирт в количестве 2,5%, об. по отношению к объему обрабатываемого раствора и ГКЖ-11н в количестве 0,7%, об. Перемешивание продолжают в течение 15 минут при температуре 60°C. Образовавшийся осадок отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание кремния в растворе составило 0,010 г/дм3 SiO2, при этом скорость фильтрации составила 0,255 м32 час, что на 240% (в 3,4 раза) больше, чем без добавки изопропилового спирта.

1 Способ обескремнивания кислых растворов соединений цветных и редких металлов, включающий их обработку при перемешивании флокулянтом - метилсиликонатом натрия и последующее отделение образовавшегося продукта, отличающийся тем, что обработку ведут при добавлении изопропилового спирта в объемном отношении 0,5-2,5% об. к объему обрабатываемого раствора, водный раствор метилсиликоната натрия вводят в количестве 0,7-1,5% объемных от объема исходного раствора, при этом обработку исходных растворов ведут при температуре 40-60°C.
2 Способ по п.1, отличающийся тем, что метилсиликонат натрия используют в виде водного раствора с содержанием кремния не менее 5% масс.
3 Способ по п.1, отличающийся тем, что изопропиловый спирт вводят при объемном отношении 0,5-2,0% к объему обрабатываемого раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости и может найти применение в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения.
Изобретение может быть использовано в металлургии благородных металлов, в том числе при обезвреживании сбросных цианистых растворов, образующихся при извлечении золота из коренных руд.

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности к системам фильтрации жидких отходов, установленным на транспортных средствах. Транспортное средство имеет средство извлечения 2 для извлечения жидких отходов, находящихся в контейнере 9 для жидких отходов в качестве обрабатываемого раствора.
Изобретение относится к биохимии. Предложен способ очистки воды и мерзлотной почвы от нефти и нефтепродуктов.

Заявляемое изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, нанотехнологий и фотохимии и касается разработки фотополимеризующейся композиции для получения полимерного материала, обладающего трехмерной нанопористой структурой с гидрофобной поверхностью пор, одностадийного способа его получения и пористого полимерного материала с селективными сорбирующими свойствами и одностадийного формирования на его основе водоотделяющих фильтрующих элементов с заданной геометрией и требуемой механической прочностью, применяемых в устройствах для очистки органических жидкостей, преимущественно углеводородных топлив, масел, нефтепродуктов, от эмульгированной воды и механических примесей.

Изобретение относится к очистке природных и сточных вод от механических примесей, и может быть использовано в системах очистки сточных вод в системе жилищно-коммунального хозяйства, а также в системах очистки природных питьевых вод городов и поселений.

Изобретение относится к очистке сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов и органические вещества, и может быть использовано в промышленности для получения воды для технических нужд.

Изобретение может быть использовано для очистки водопроводной воды в бытовых условиях от вредных примесей, в том числе от тяжелых изотопов дейтерия. Устройство содержит корпус (1) с находящейся внутри него герметичной емкостью изменяющегося объема (14), состоящую из верхнего цилиндра меньшего диаметра (5), нижнего цилиндра большего диаметра (10) и находящейся между ними гибкой оболочки (9).

Изобретение относится к способам извлечения тяжелых металлов и может быть использовано для выделения, например, ионов меди, цинка, кобальта или никеля из водных растворов.

Изобретение может быть использовано для очистки поверхностных сточных вод и нефтезагрязненных производственных стоков. Для осуществления способа очищаемую воду предварительно обрабатывают флокулянтом с гидрофобизирующими свойствами.
Изобретение может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод от силикатов. Для осуществления способа очищаемые воды фильтруют через слой активированного оксида алюминия, предварительно модифицированный 0,5%-ным раствором алюмината натрия. Регенерацию отработанного активированного раствора алюмината натрия осуществляют 0,1-0,5%-ным раствором алюмината натрия. Способ обеспечивает повышение сорбционной емкости загрузки по поглощаемому кремнию, увеличение продолжительности фильтроцикла между регенерациями загрузки и создание безотходной технологии обескремнивания воды с повторным использованием отработанного регенерационного раствора. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию для утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также для испарения сточных вод различного генезиса. Способ утилизации дренажного стока включает процесс естественного испарения дренажных вод с поверхности пруда-испарителя, разделенного на отсеки и сообщенного с подводящим коллектором. В радиальном направлении от первого отсека 1 пруда-испарителя на глубине нижнего уровня его заполнения прокладывают подпочвенные увлажнители. Над увлажнителями отсыпают земляные дамбы 3 высотой не более высоты капиллярного подъема отсыпаемого грунта. По длине дамб выполняют траншеи 4 с уложенным на их дне слоем гидрофобного материала и насыпанным поверх него слоем почвы 6, в которую высаживают саженцы солеустойчивых деревьев и/или кустарников 7. За счет создания дополнительной испаряющей поверхности и концентрации воздушного потока обеспечивается повышение эффективности процесса естественного испарения без увеличения площади водной поверхности пруда-испарителя. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также при испарении сточных вод различного генезиса, минерализация которых сформирована преимущественно минеральными солями. Пруд-испаритель минерализованного дренажного стока сопряжен посредством водорегулирующих сооружений 2, 3 с подводящим каналом 1 и снабжен плавающими испаряющими элементами из гидрофильного капиллярно-пористого материала. Плавающие испаряющие элементы выполнены в виде покрытых гидрофильным капиллярно-пористым материалом полых перфорированных барабанов 12, закрепленных между двумя опорными поплавками 9, 10 с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси с помощью торцевых полуосей, вставленных в размещенные по длине поплавков втулки. Барабаны 12 снабжены механизмом их синхронного поворота на 180° и обратно. Повышается эффективность процесса испарения и снижается трудоемкость работ, связанных с удалением солей из гидрофильного капиллярно-пористого материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к получению сорбентов. Способ заключается во взаимодействии соли трехвалентного железа с гидроксидом натрия в водной среде, содержащей фибриллированные целлюлозные волокна (ФЦВ). Образующиеся в результате взаимодействия частицы гидроксида трехвалентного железа иммобилизуются на ФЦВ с образованием сорбента. Полученный сорбент содержит гидроксид трехвалентного железа в количестве до 2500 мас.ч. на 100 мас.ч. волокон. Полученные сорбенты эффективны в процессах очистки сточных и технологических вод, содержащих соединения восстановленной серы и другие загрязнители. 2 пр.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может найти применение для очистки сточных вод рыбообрабатывающего предприятия. Система включает отстойную камеру, емкость приема всплывшей жиромассы, шнек, заключенный в перфорированный корпус, связанные с ним емкость для сбора обезвоженных отходов и емкость для сбора жидкости. Блок управления связан с датчиками уровня сточной воды и осадка в отстойной камере, жидкости в емкости сбора жидкости. В нижней части отстойной камеры установлена щетка с приводом. Камера выполнена с открывающейся стенкой, связанной с приводом, и снабжена двумя горизонтально ориентированными перфорированными перегородками. Система дооборудована емкостью сбора отходов, камерой приготовления раствора коагулянта, камерой смешения очищаемой воды и раствора коагулянта с автоматизированным дозатором и флотатором. Камера приготовления раствора коагулянта, камера смешения, емкости приема всплывшей жиромассы, флотатор, емкость для сбора отходов, емкость сбора обезвоженных отходов снабжены датчиками уровня жидкости. Отстойная камера и флотатор снабжены датчиками уровня осадка, а в шнеке и отстойной камере установлены датчики давления. Трубопроводы системы снабжены датчиками расхода воды и pH. Все датчики связаны с блоком управления. Обеспечивается высокое качество предварительной очистки сточных вод и автоматизация. 1 ил.

Изобретение относится к способам устранения биологических загрязнений текучих сред, используемых для обработки подземных скважин, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Способ противодействия биологическому загрязнению текучих сред включает следующие операции: получение текучей среды для обработки с первой численностью микроорганизмов в пределах примерно от 103 до 1030 бактерий/мл; добавку к текучей среде для обработки органического средства, снижающего вирулентность микроорганизмов примерно до 5% масс. от текучей среды для обработки; помещение текучей среды для обработки в систему, имеющую в своем составе источник ультрафиолетового излучения; обеспечение возможности взаимодействия свободных радикалов с микроорганизмами в текучей среде для сокращения первой численности микроорганизмов и размещение текучей среды в подземном пласте. Изобретение позволяет усилить биоцидный эффект и устранить повторное загрязнение. 10 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к обработке воды с применением магнитных полей и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине и фармакологии. Способ получения питьевой воды включает забор воды из природного источника, очистку от твердых примесей и обработку путем пропускания воды через аппарат, представляющий собой устройство, имеющее внешний и внутренний цилиндр. Через центральную полость устройства пропускают воду из подающей трубы с возможностью закручивания встречными потоками по спирали со скоростью 0,2-3,0 м/с и намагничивания. Обработку проводят при температуре 5-25°С, а затем осуществляют проточную магнитную обработку в аппарате, представляющем собой магнитную трубу с диаметром 5-20 см, через которую протекает вода со скоростью 0,2-3,0 м/с. Изобретение позволяет создать воду, которая может быть использована для постоянного употребления человеком без вреда для здоровья, а также снизить энергозатраты, повысить надежность, экологичность и ресурсосбережение. 3 пр.
Изобретение относится к способу получения жидкого средства для очистки воды. Способ включает электролиз водного раствора хлорида натрия в электролизере с неразделенными катодным и анодным пространствами и характеризуется тем, что электролиз осуществляют с использованием анода, изготовленного из алюминия или из сплавов алюминия. Использование предлагаемого способа позволяет расширить функциональные возможности получаемого средства. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов. Сорбент содержит термопластичный полимер с волокнообразующими свойствами, полученный методом аэродинамического формования, и нестерильные растения рода Сфагнум (Sphagnum), инкорпорированные в термопластичный полимер в процессе его аэродинамического формования в количестве 10-50% от массы термопластичного полимера. При этом материал, сформованный из термопластичного полимера, имеет объемную плотность 50-220 кг/м3, диаметр волокон 4-41 мкм. Полимер выбран из группы, включающей полипропилен или его сополимер с этиленом, сополимер акрилонитрила с метилакрилатом. Преимуществом изобретения является повышение эффективности сорбента, емкостных характеристик по нефти и нефтепродуктам, плавучести, удерживающих способностей. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к устройству для очистки и поддержания безопасности питьевой воды. Устройство для очистки воды содержит по меньшей мере две фильтрующие среды, имеющие такие размеры относительно друг друга, чтобы обеспечить вначале насыщение фильтрующей среды, фильтрующей первое загрязняющее вещество в воде, и с задержкой по времени насыщение фильтрующей среды, фильтрующей второе загрязняющее вещество. Устройство позволяет низкозатратным методом предупредить пользователя о риске употребления загрязненной воды. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх