Способ утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов

Изобретение относится к технологии утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, отходов цинка и может быть использовано в машиностроении и гальванотехнике. Способ утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов заключается в том, что в емкость с отработанными травильными растворами вносят отходы латуни и выдерживают при периодическом перемешивании. После выдержки в емкость добавляют отходы цинка и выдерживают до достижения рН порядка 7. Далее отделяют осажденную на дне емкости медь, а в оставшийся в емкости раствор добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка, который отделяют от раствора. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, а также отходов цинка и повышение его эффективности. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, отходов цинка и может быть использовано в машиностроении и гальванотехнике.

Сточные воды гальванических производств весьма вредно влияют на экосистему: водоем-почва-растение-животный мир-человек. Широко применяемый реагентный способ очистки гальванических стоков прост и дешев, однако не решает проблему утилизации ценных компонентов, которые безвозвратно теряются с осадками. Эти осадки должны быть захоронены на спецполигонах, но в большинстве случаев их просто нет. Захоронение отходов производится на городских бытовых свалках, несмотря на то, что отходы оказывают негативное влияние на экологию, так как в форме растворимых соединений переходят в грунтовые воды. Поэтому большой проблемой промышленных предприятий является утилизации отработанных гальванических растворов, в том числе и травильных растворов.

Предприятия, которые изготавливают детали из латуни, имеют большой объем отработанного материала, в частности латунной стружки, который требует утилизации.

Известен способ переработки латунного лома и стружки на медный купорос и хлористый цинк, описанный в патенте SU 7008 патентообладателя Н.Ф. Юшкевича, опубликованном 10.11.1928 года, согласно которому стружка обрабатывается в 7 этапов:

1) образование сплавов хлористых металлов действием газообразного хлора в шахтной печи,

2) растворение полученных сплавов в слабом растворе соляной кислоты при продувке воздуха,

3) осаждение меди окисью цинка при нагревании и отделении осадка от раствора,

4) упаривание раствора хлористого цинка до нормальной концентрации,

5) растворение осадка серной кислотой,

6) упаривание раствора, содержащего соли меди, и выделение медного купороса,

7) очистка маточного раствора действием хлористой меди, возвращение раствора в производство на этап №3.

Существенными недостатками описанного способа являются необходимость применения дополнительных химических реагентов и создания специального сложного производства.

Известен способ переработки латунной стружки (http://pererabotka.ucoz.ru/index/primery_pererabotki_otkhodov/ ) методом ее плавления в условиях пиролиза (без доступа воздуха) без угара цинка и меди. Пары цинка конденсируются в слое стружки, находящейся в камере пиролиза выше рабочей зоны печи. По мере плавления слой оседает и оказывается в рабочей зоне печи, где плавится вместе с уловленным цинком. Перед разливом металла остатки стружки кратковременно перемешивались с жидким металлом с их плавлением, после чего разлив металла осуществлялся через нижнее основание камеры пиролиза. Стружка предварительно отжигалась. При загрузке стружки в нее вводился полукокс.

Недостатками указанного способа является его неэффективность, поскольку при плавлении теряется большое количество латунной стружки, а также сложность, поскольку существует необходимость применения дополнительного оборудования и химических материалов.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка эффективного способа совместной утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, а также отходов цинка с помощью простых химических процессов.

Техническим результатом изобретения является упрощение процесса утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, а также отходов цинка и повышение его эффективности.

Дополнительным техническим результатом является получение из отходов латуни, отходов цинка, отработанных травильных растворов ценных химических материалов в виде контактной меди и гидроксида цинка.

Для достижения технического результата в способе утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов согласно изобретению в емкость с отработанными травильными растворами вносят отходы латуни и выдерживают при периодическом перемешивании до достижения максимального значения рН, после чего в емкость добавляют отходы цинка и выдерживают до достижения рН порядка 7, затем отделяют осажденную на дне емкости медь, в оставшиеся в емкости растворенные соли цинка добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка, который можно отделить от жидкости.

Также для достижения технического результата в способе утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов применяют растворы травления латуни или меди, а отходы латуни размещают в мешке из полипропилена или другого аналогичного функционального материала, например хлорин-ткани.

Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение осуществляется следующим образом.

В емкость заливают отработанные травильные растворы. Допускается применение растворов травления латуни либо меди на основе любых кислот, в частности серной, азотной, соляной и других. В отработанные травильные растворы закладывают отходы латуни, в частности используется латунная стружка. Отходы латуни могут быть размещены в мешке из полипропилена или другого аналогичного функционального материала, например хлорин-ткани. Отходы латуни выдерживают в отработанных травильных растворах при периодическом перемешивании до достижения максимального значения рН. После этого в емкость добавляют отработанные цинковые аноды (также допускается применение любых отходов цинка) и выдерживают до достижения рН порядка 7. Осажденная медь собирается на дне емкости, ее отделяют в другую емкость. На следующем этапе в первоначальную емкость, содержащую растворенные соли цинка, добавляют кальцинированную или каустическую соду (допускается применение любой щелочи), перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка. После отстаивания растворы фильтруются для отделения полученного осадка. Таким образом, с помощью простых химических процессов и совместного использования отходов производства: отходов латуни, отработанных травильных растворов, а также отходов цинка разработан способ утилизации указанных отходов, кроме того, получены ценные химические материалы в виде контактной меди и гидроксида (карбоната) цинка.

Примеры осуществления предложенного способа утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов.

Опыт №1

Используемые вещества:

- латунная стружка,

- отработанный раствор травления латуни на основе НNО3 и Н24.

Цель опыта: насытить медью и цинком из латунной стружки отработанные травильные растворы, содержащие соли цинка и меди, нейтрализовав остатки кислоты.

В стеклянную емкость объемом 2 л засыпают 500 г латунной стружки и добавляют до полного объема разбавленный в пропорции 1:1 отработанный раствор травления латуни на основе НNО3 и Н24 (допускаются растворы на любых кислотах). Раствор выдерживают 24 часа до достижения максимального значения рН, в данном случае рН≈2,4. После фильтрации раствора через полипропиленовый мешок и промывки под проточной водой остатков латунной стружки полученный состав стружки анализируют.

Полученные результаты: из результатов анализа видно, что цинк растворяется быстрее, чем медь, и максимальное значение достигнутого рН≈2,4.

Опыт №2

Используемые вещества:

- слитый раствор, полученный в опыте №1,

- отработанные цинковые аноды,

- дистиллированная вода.

Цель опыта: осадить медь путем добавления в слитый раствор из опыта №1 отработанных цинковых анодов.

В слитую жидкую фракцию, полученную в опыте №1, добавляют 2 отработанных цинковых анода. Раствор выдерживают 24 часа до рН≈7, на поверхность выделяется медь. Отфильтрованную медь промывают дистиллированной водой. После отстаивания раствор сливают через воронку и фильтровальную бумагу, отделив медь, которую после сушки направляют на спектральный анализ.

Полученные результаты: получен осадок в виде порошковой меди, но с примесями цинка, которые достаточно легко удаляются.

Опыт №3

Используемые вещества:

- слитый раствор, полученный в опыте №2,

- кальцинированная сода,

- дистиллированная вода.

Цель опыта: осадить карбонат цинка путем добавления кальцинированной соды в слитый раствор из опыта №2.

Жидкую фракцию из опыта №2 постепенно смешивают с кальцинированной содой до рН≈7,5-8,3. Раствор отстаивают 30 минут для осаждения осадка. После фильтрации полученного осадка через фильтровальную бумагу и воронку получают чистый карбонат цинка, который анализируют.

Полученные результаты: осажден чистый карбонат цинка.

Опытно-промышленная отработка

Опытно-промышленный способ совместной утилизации отходов латуни, отходов цинка и отработанных травильных растворов заключается в следующем.

В ванну №1 заливается промывная вода после травления латуни и закладывается латунная стружка в полипропиленовом мешке. По окончании реакции мешок перемещается в ванну №2, куда сливают следующие промывные травильные воды, а в первую ванну помещают новый мешок со свежей латунной стружкой. После окончания реакции мешки перемещают в следующие ванны и так до полного растворения латунной стружки.

После этого в ванны добавляют отходы цинка, выдерживают до достижения рН ≈ 7, а осажденная медь собирается на дне ванн. После этого жидкая фракция отделяется декантацией сифоном в отдельную емкость.

На следующем этапе в ванны, содержащие растворенные соли цинка, добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают. После отстаивания растворы фильтруют для отделения полученного осадка.

Таким образом, предложенный способ утилизации латунной стружки, отработанных травильных растворов и отходов цинка с получением ценных вторичных химических материалов (порошковой меди и гидроксида (карбоната) цинка) может быть реализован на действующих предприятиях без дополнительных капиталовложений и может найти применение в машиностроении и гальванотехнике для утилизации отходов, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».

1. Способ утилизации отходов латуни, цинка и отработанных травильных растворов, характеризующийся тем, что в емкость с отработанным травильным раствором добавляют отходы латуни и проводят выдержку при периодическом перемешивании, после чего в емкость добавляют отходы цинка и выдерживают до достижения рН порядка 7, далее отделяют осажденную на дне емкости медь, а в оставшийся в емкости раствор, содержащий соли цинка, добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка, который отделяют от раствора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанные растворы травления латуни.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют отработанные растворы травления меди.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходы латуни размещают в мешке из полипропилена или хлорин-ткани.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для получения чистых соединений железа, концентратов цветных и благородных металлов из пиритных огарков, являющихся отходами сернокислотного производства.
Изобретение относится к способу утилизации отходов сернокислотных железосодержащих растворов гидрометаллургических производств. Способ включает осаждение из упомянутых растворов твердого сульфата железа двухвалентного Fe2SO4⋅7H2O.
Изобретение относится к переработке тяжелых остатков гидрокрекинга нефти, содержащих молибденовые катализаторы. Способ включает приготовление газопроницаемой шихты путем смешения тяжелых нефтяных остатков с кусковым твердым негорючим материалом и, при необходимости, твердым топливом, загрузку шихты в верхнюю часть вертикального шахтного реактора, инициирование в реакторе горения при подаче газообразного окислителя в нижнюю часть реактора, проведение процесса горения тяжелых нефтяных остатков в режиме фильтрационного горения путем продувки газообразного окислителя через слой шихты, прошедшей высокотемпературную обработку, и выведения из верхней части реактора газообразных продуктов горения через слой загруженной в реактор свежей шихты.
Изобретение относится к способу селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров. Способ включает растворение исходного продукта, взятого в виде плава хлоридов, в дистиллированной воде.

Изобретение относится к способу утилизации шламов алюминиевого производства. Способ включает отмывку шламов от сульфата натрия, сгущение, фильтрацию и сушку, удаление углерода в процессе окислительного обжига в реакторе при температуре 780-800°С, электролиз полученных материалов в электролизной ванне и разливку алюминия в изложницы при температуре не ниже 820°С, при этом при отмывке шлама от сульфата натрия, сушке шлама и окислительном обжиге используют воду и воздух, подогретые теплом отходящих из реактора дымовых газов.
Изобретение может быть использовано при изготовлении огнеупорных материалов, абразивов. Для получения плавленого корунда смешивают исходные компоненты, зажигают шихту и инициируют процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

Изобретение может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ переработки цинкового кека включает сульфатизацию олеумом с последующим выщелачиванием сульфатного спека раствором серной кислоты с образованием пульпы.
Группа изобретений относится к металлургии титана. Титансодержащая шихта для получения тетрахлорида титана содержит титановый шлак, углеродсодержащий материал, хлорид натрия, измельченную формованную смесь из угольных отходов, полученных с фильтров по очистке газов при сушке и транспортировке углеродсодержащего материала, пылевых отходов, полученных с фильтров тонкой очистки газов производства титанового шлака, и связующего.

Изобретение относится к технологии 100% переработки красных и нефелиновых (белитовых) шламов с получением товарных продуктов в виде сплавов железа, цементов, а также аморфного диоксида кремния.
Изобретение относится к области металлургии драгоценных и благородных металлов и может быть использовано для переработки лома радиоэлектронных изделий для получения драгоценных металлов высокой чистоты.
Изобретение относится к области гидрометаллургии. Танталониобиевый концентрат, содержащий 39,6-43,0 мас.% висмута, обрабатывают при начальной комнатной температуре смесью плавиковой кислоты с концентрацией 270-330 г/л HF и серной кислоты с концентрацией 400-500 г/л H2SO4 при Т:Ж=1:(1,9-3,0) с переводом висмута в виде фторида в осадок, который отделяют от фильтрата, содержащего тантал и ниобий.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. При переработке исходного титансодержащего минерального сырья его увлажняют и смешивают с гидродифторидом аммония в стехиометрическом соотношении.

Изобретение может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ переработки цинкового кека включает сульфатизацию олеумом с последующим выщелачиванием сульфатного спека раствором серной кислоты с образованием пульпы.
Изобретение относится к извлечению редкоземельных металлов и тория из фосфатных руд и концентратов, в частности монацита. Вскрытие монацита проводят фосфорной кислотой при температуре от 300 до 550°С, в течение 1-2 часов.

Изобретение относится к способу переработки файнштейна с выделением металлизированной фракции. Способ включает окислительное гидрохлоридное выщелачивание путем постепенной подачи металлизированной фракции в хлоридный раствор при ОВП 400-450 мВ с переводом в раствор основной части цветных металлов и концентрированием драгоценных металлов и серы в остатке.

Изобретение относится к обработке фосфатного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита, и может быть использовано в промышленности для получения нерадиоактивного карбонатного или гидроксидного концентрата РЗЭ.

Изобретение относится к способу обработки марганецсодержащих материалов, таких как конкреции, извлеченные с помощью добычи под морским дном. Способ включает взаимодействие материалов с аммиаком и выщелачивание с помощью минеральной кислоты.

Изобретение относится к способу переработки апатита с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в том числе золота, может быть использовано при переработке как низкопробного, так и высокопробного первичного и вторичного сырья с получением на каждой стадии выщелачивания высококонцентрированных продуктов.

Изобретение относится к способу обработки марганецсодержащих материалов, например марганцевых конкреций морского дна. Способ включает выщелачивание этих материалов с помощью водного раствора азотной кислоты и полимеризованного оксида азота (N2O3)x.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Способ включает обработку отходов оцинкованной стали водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы.

Изобретение относится к технологии утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, отходов цинка и может быть использовано в машиностроении и гальванотехнике. Способ утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов заключается в том, что в емкость с отработанными травильными растворами вносят отходы латуни и выдерживают при периодическом перемешивании. После выдержки в емкость добавляют отходы цинка и выдерживают до достижения рН порядка 7. Далее отделяют осажденную на дне емкости медь, а в оставшийся в емкости раствор добавляют кальцинированную или каустическую соду, перемешивают и отстаивают до получения осадка в виде карбоната или гидроксида цинка, который отделяют от раствора. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса утилизации отходов латуни, отработанных травильных растворов, а также отходов цинка и повышение его эффективности. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

Наверх