RU2294316C1

RU2294316C1 - Method of purification of acid waste water from zinc

Info

Publication number: RU2294316C1
Application number: RU2005117671/15A
Authority: RU
Inventors: Станислав Алексеевич Куценко (RU); Станислав Алексеевич Куценко; Жанна Викторовна Хрулева (RU); Жанна Викторовна Хрулева
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-02-27
Also published as: RU2005117671A

Abstract

FIELD: processing of aqueous solutions containing heavy metals; mechanical engineering for purification of acid waste water contaminated with heavy metals, zinc in particular.

SUBSTANCE: proposed method consists in two-stage sedimentation; at the first stage, use is made of calcium hydroxide and at the second stage, use is made of sodium carbonate; at the first stage, solutions of sodium hydroxide and calcium chloride are simultaneously introduced to final magnitude of pH from more than 7 to 8; amount of sodium carbonate is determined through mole ratio to calcium chloride which is close to one. Proposed method makes it possible to clean waste water to thousandth of fraction mg/l. Simultaneous introduction of sodium hydroxide and calcium chloride excludes use of lime milk and metered consumption of sodium carbonate makes it possible to accurately adjust sedimentation pH for obtaining maximum sedimentation.

EFFECT: enhanced efficiency; maximum sedimentation.

1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки кислых сточных вод, загрязненных соединениями тяжелых металлов, в частности цинка.The invention relates to mechanical engineering and can be used for the treatment of acidic wastewater contaminated with compounds of heavy metals, in particular zinc.

Известен способ, предусматривающий обработку едким натром, затем хлорсодержащими неорганическими соединениями кальция, причем в качестве хлорсодержащих неорганических соединений кальция используют хлорид кальция и гипохлорит кальция, а мольное соотношение реагентов NaOH:CaCl₂:Ca(ClO)₂ составляет 1:(0,20-0,26):(0,10-0,13), при этом едкий натр берут в количестве 0,04-0,29 мас.%. [1]There is a method involving treatment with sodium hydroxide, then with chlorine-containing inorganic calcium compounds, moreover, calcium chloride and calcium hypochlorite are used as chlorine-containing inorganic calcium compounds, and the molar ratio of reagents NaOH: CaCl ₂ : Ca (ClO) ₂ is 1: (0.20 - 0.26) :( 0.10-0.13), while sodium hydroxide is taken in an amount of 0.04-0.29 wt.%. [one]

Недостатком данного способа является использование гипохлорита кальция, а также недостаточная полнота осаждения цинка.The disadvantage of this method is the use of calcium hypochlorite, as well as the insufficient completeness of precipitation of zinc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов (меди, железа и марганца). Осаждение тяжелых металлов из кислых сточных вод осуществляется в две стадии: вначале раствором гидроксида кальция, а затем раствором карбоната натрия. Гидроксидом кальция сточную воду нейтрализуют до рН 6,5-7,0. далее тяжелые металлы осаждаются раствором карбоната натрия, вводимым до рН 9,0-9,5. [2]The closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed invention is a method of treating industrial wastewater from heavy metals (copper, iron and manganese). The deposition of heavy metals from acidic wastewater is carried out in two stages: first, with a solution of calcium hydroxide, and then with a solution of sodium carbonate. Calcium hydroxide wastewater neutralized to a pH of 6.5-7.0. then heavy metals are precipitated with a solution of sodium carbonate, introduced to a pH of 9.0-9.5. [2]

Недостатком данного способа является неполное осаждение цинка при снижении рН осаждения первой стадии ниже 7,0 и увеличение рН второй стадии осаждения выше 9,5, а также необходимостью приготовления гидроксида кальция.The disadvantage of this method is the incomplete precipitation of zinc with a decrease in the pH of the precipitation of the first stage below 7.0 and an increase in the pH of the second stage of precipitation above 9.5, as well as the need to prepare calcium hydroxide.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности очистки за счет увеличения степени осаждения цинка и упрощении процесса за счет устранения гидроксида кальция. Это достигается тем, что в способе очистки кислых сточных вод, включающем двухстадийное осаждение с использованием на первой стадии гидроксида кальция и на второй карбоната натрия, на первой стадии в процессе очистки совместно вводят растворы гидроксида натрия и хлорида кальция до конечного значения рН от более 7 до 8, а количество карбоната натрия определяется мольным отношением к хлориду кальция, близким к единице.The problem to which the invention is directed, is to increase the cleaning efficiency by increasing the degree of deposition of zinc and simplifying the process by eliminating calcium hydroxide. This is achieved by the fact that in the method of purification of acidic wastewater, including two-stage precipitation using calcium hydroxide in the first stage and in the second sodium carbonate, in the first stage, sodium hydroxide and calcium chloride solutions are jointly introduced into the cleaning process to a final pH of more than 7 to 8, and the amount of sodium carbonate is determined by the molar ratio to calcium chloride, close to unity.

В заявляемом способе осаждение цинка из кислых сточных вод осуществляется в две стадии. Вначале сточные воды обрабатываются растворами гидроксида натрия и хлорида кальция, затем раствором карбоната натрия. Совместное использование растворов гидроксида натрия и хлорида кальция позволяет отказаться от использования гидроксида кальция, а дозированный расход карбоната натрия, близкий к эквимолярному расходу хлористого кальция, на первой стадии позволяет точно регулировать рН осаждения, добиваясь наибольшей полноты осаждения цинка при рН 9,2-9,5.In the inventive method, the deposition of zinc from acidic wastewater is carried out in two stages. Initially, wastewater is treated with sodium hydroxide and calcium chloride solutions, then with sodium carbonate solution. The combined use of solutions of sodium hydroxide and calcium chloride eliminates the use of calcium hydroxide, and the dosed flow rate of sodium carbonate, close to the equimolar flow rate of calcium chloride, in the first stage allows you to accurately adjust the pH of the deposition, achieving the most complete deposition of zinc at pH 9.2-9, 5.

Пример конкретного выполнения способа. Осаждение цинка проводили при комнатной температуре из кислого раствора, содержащего 100мг/л Zn²⁺, pH 3,0. Количество очищаемого раствора во всех опытах брали равным 3000 мл, температура осаждения 20°С Ориентировочные расходы реагентов определялись в соответствии со стехиометрией протекаемых при очистке реакций. На первой стадии очистки при перемешивании вводили совместно раствор 20% хлористого кальция в количестве от 1,5 до 2,6 мл и 10% раствор гидроксида натрия в количестве 0,5-0,7 мл и замеряли рН. Через три минуты для второй стадии очистки дополнительно в каждом опыте вводили 10% раствор карбоната натрия в количестве 1,5-2,7 мл и замеряли конечное значение рН. Растворы после каждого опыта отфильтровывали. Остаточное содержание цинка в очищенных растворах определяли атомно-абсорбционной спектроскопией. Данные о расходах реагентов на очистку и результаты анализа по содержанию цинка для разных опытов представлены в таблице.An example of a specific implementation of the method. Zinc precipitation was carried out at room temperature from an acidic solution containing 100 mg / L Zn ²⁺ , pH 3.0. The amount of the solution to be purified in all experiments was taken equal to 3000 ml, the deposition temperature was 20 ° С. The estimated reagent costs were determined in accordance with the stoichiometry of the reactions proceeding during purification. In the first purification step, with stirring, a solution of 20% calcium chloride in an amount of from 1.5 to 2.6 ml and a 10% sodium hydroxide solution in an amount of 0.5-0.7 ml were introduced together and the pH was measured. After three minutes for the second stage of purification, an additional 10% solution of sodium carbonate in an amount of 1.5-2.7 ml was added in each experiment and the final pH value was measured. The solutions were filtered after each experiment. The residual zinc content in the purified solutions was determined by atomic absorption spectroscopy. Data on the costs of cleaning reagents and the results of the analysis of the zinc content for different experiments are presented in the table.

номер
опытаnumber
experience 10% р-р
NaOH, мл10% rr
NaOH, ml 20% р-р
CaCl₂, мл20% solution
CaCl ₂ , ml рН р-ра
после
первой
стадии
очисткиpH solution
after
first
stage
cleaning 10% р-р
Na₂CO₃,
мл10% rr
Na ₂ CO ₃ ,
ml рН р-ра
после
второй
стадии
очисткиpH solution
after
second
stage
cleaning содержание
Zn²⁺ после
очистки
мг/лcontent
Zn ²⁺ after
cleaning
mg / l 1one 0,70.7 2,62.6 8,08.0 2,72.7 9,89.8 0,0180.018 22 0,50.5 1,51,5 7,17.1 1,51,5 9,09.0 0,0120.012 33 0,60.6 2,02.0 7,67.6 2,12.1 9,59.5 0,0050.005 4four 0,60.6 1,51,5 7,47.4 1,51,5 9,29.2 0,0080.008

Данный способ позволяет повысить эффективность очистки за счет увеличения степени осаждения цинка и упростить процесс за счет устранения гидроксида кальция. Совместное использование растворов гидроксида натрия и хлорида кальция позволяет отказаться от использования гидроксида кальция, а дозированный расход карбоната натрия, близкий к эквимолярному расходу хлористого кальция, на первой стадии позволяет точно регулировать рН осаждения, добиваясь наибольшей полноты осаждения цинка при рН 9,2-9,5.This method allows to increase the cleaning efficiency by increasing the degree of deposition of zinc and to simplify the process by eliminating calcium hydroxide. The combined use of solutions of sodium hydroxide and calcium chloride eliminates the use of calcium hydroxide, and the dosed flow rate of sodium carbonate, close to the equimolar flow rate of calcium chloride, in the first stage allows you to accurately adjust the pH of the deposition, achieving the most complete deposition of zinc at pH 9.2-9, 5.

Источники информацииInformation sources

1. Балуев В.А. Способ очистки сточных вод. Патент РФ №2003100148, 7С 02 F 1/62, 1/58, 2004.1. Baluev V.A. The method of wastewater treatment. RF patent №2003100148, 7С 02 F 1/62, 1/58, 2004.

2. Попик В.П., Заманский В.Я., Павилайнен Ю.В., Трубицин М.Б., Федотов А.К., Богданов А.Е., Сидоров А.П. Способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов. Патент РФ №2010013 C1, 7C 02 F 1/62, 1/66, 1994.2. Popik V.P., Zamansky V.Ya., Pavilainen Yu.V., Trubitsin M.B., Fedotov A.K., Bogdanov A.E., Sidorov A.P. The method of purification of acidic wastewater from heavy metal ions. RF patent No.2010013 C1, 7C 02 F 1/62, 1/66, 1994.

Claims

A method for purifying zinc from acidic wastewater, including two-stage precipitation using calcium hydroxide in the first stage and sodium carbonate in the second stage, characterized in that, in the first stage, sodium hydroxide and calcium chloride solutions are introduced together to a final pH of more than 7 to 8, and the amount of sodium carbonate is determined by the molar ratio to calcium chloride, close to unity.