RU2063931C1

RU2063931C1 - Method of waste waters purification from metals ions

Info

Publication number: RU2063931C1
Application number: RU93055621A
Authority: RU
Inventors: А.И. Нестерчук; С.Т. Кузнецова; Г.С. Кузьменко
Original assignee: Научно-техническая внедренческая фирма "ЭВР"
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: waste waters purification from metals ions. SUBSTANCE: waste waters purification is exercised using magnetite produces as a result of electrical erosive dispersion of iron in water under temperature of water of no less than 40 C. Ln, Pb, Ni, Cu, Fe, Cr(VI) ions are effectively extracted. EFFECT: method allows to extract effectively ions of many metals during waste waters purification. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано для очистки стоков гальванических производств и других стоков преимущественно от ионов тяжелых металлов. The invention relates to the field of water purification and can be used for purification of wastewater from galvanic plants and other drains mainly from heavy metal ions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий операции введения при перемешивании в стоки измельченного магнетита и отделения осадка (заявка Японии N 57-45665, кл. С 02 С 5/02, 1977 г.). The closest in technical essence and the achieved result is a method of treating wastewater from heavy metal ions, including the operation of introducing crushed magnetite into the effluent with stirring and separating the precipitate (Japanese application N 57-45665, class C 02 C 5/02, 1977 )

Недостатком способа является большой расход сорбента (магнетита), необходимость длительного процесса подготовки сорбента (измельчение до размера частиц в несколько мкм), длительного контакта стоков с соробентам. The disadvantage of this method is the high consumption of sorbent (magnetite), the need for a long process of preparation of the sorbent (grinding to a particle size of several microns), prolonged contact of effluents with sorbents.

Необходимость получения мелких фракций магнетита вызвана тем, что сорбция тяжелых металлов происходит в местах дефектов кристаллической решетки, образующихся при механическом измельчении. The need to obtain small fractions of magnetite is due to the fact that the sorption of heavy metals occurs in places of defects in the crystal lattice formed during mechanical grinding.

В основу изобретения поставлена задача снижения длительности техпроцесса. The basis of the invention is the task of reducing the duration of the process.

Поставленная задача решается тем, что получают измельченный магнетит путем электроэрозионного диспергирования железа в воде при температуре не ниже 40^oС, вводят образующуюся суспензию в стоки при перемешивании и отделяют образовавшийся осадок.The problem is solved in that crushed magnetite is obtained by electroerosive dispersion of iron in water at a temperature of at least 40 ^° C, the resulting suspension is introduced into the effluent with stirring, and the precipitate formed is separated.

В процессе электроэрозионного диспергирования железа в водной среде происходит его окисление с образованием в основном магнетита. При температуре среды в процессе диспергирования ниже 40^oС происходит частичное окисление железа, в связи с чем свежеприготовленная суспензия содержит незначительное количество магнетита, что не позволяет эффективно ее использовать для очистки стоков. Процесс образования основной части магнетита в указанных условиях завершается через 3 часа. Повышение температуры воды активизирует окислительные процессы непосредственно при диспергировании железа, что приводит к интенсивному образованию магнетита непосредственно в зоне искровых разрядов. Известно, что порошкообразное железо при нормальных условиях медленно реагирует с водой. Продуктами этой реакции являются магнетит и газообразный водород. Повышение температуры воды, с одной стороны, ускоряет окислительные процессы, а с другой, способствует повышению дефектности кристаллической решетки магнетита, получению пористых, с развитой поверхностью продуктов окисления. Можно предположить, что протекание этих процессов ускоряется также за счет попадания в подогретую воду диспергированных частиц, поверхность которых еще не покрыта плотной + оксидной пленкой. Таким образом, суспензия уже на выходе из реактора без дополнительной выдержки содержит магнетит, способный активно осаждать ионы металла из раствора.In the process of electroerosive dispersion of iron in an aqueous medium, its oxidation occurs, with the formation mainly of magnetite. At a medium temperature in the process of dispersion below 40 ^o C, partial oxidation of iron occurs, and therefore the freshly prepared suspension contains a small amount of magnetite, which does not allow it to be used effectively for wastewater treatment. The process of formation of the main part of magnetite under these conditions ends in 3 hours. An increase in water temperature activates oxidative processes directly during the dispersion of iron, which leads to the intense formation of magnetite directly in the zone of spark discharges. Powdered iron is known to slowly react with water under normal conditions. The products of this reaction are magnetite and hydrogen gas. An increase in water temperature, on the one hand, accelerates oxidation processes, and, on the other hand, increases the defectiveness of the crystal lattice of magnetite and produces porous oxidation products with a developed surface. It can be assumed that the course of these processes is also accelerated due to dispersed particles entering the heated water, the surface of which is not yet covered with a dense + oxide film. Thus, the suspension already at the outlet of the reactor without additional exposure contains magnetite, which is able to actively precipitate metal ions from the solution.

Экспериментально установлено, что сорбционные свойства свежеприготовленной суспензии, полученной в интервале температур воды 40-100^o С, практически не зависят от температуры воды. При температуре воды ниже 40^oС сорбционные свойства свежеприготовленной суспензии снижаются. Кроме того, для поддержания низкой температуры воды (ниже 40^oС), протекающей через реактор, необходимо резко увеличивать расход охлаждающей воды, что приводит к повышенным энергозатратам. Верхняя температурная граница техпроцесса ограничена температурой кипения воды. Таким образом, оптимальная температура воды при диспергировании находится в интервале 40-100^oС.It was experimentally established that the sorption properties of a freshly prepared suspension obtained in the temperature range of 40-100 ^o C, practically do not depend on the temperature of the water. At a water temperature below 40 ^o With the sorption properties of the freshly prepared suspension are reduced. In addition, to maintain a low temperature of water (below 40 ^o C) flowing through the reactor, it is necessary to sharply increase the flow of cooling water, which leads to increased energy consumption. The upper temperature limit of the process is limited by the boiling point of water. Thus, the optimum water temperature during dispersion is in the range of 40-100 ^o C.

Пример. 20 кг железорудных металлизированных окатышей или равное им по объему количество железной дроби (измельченной стружки) загружают в реактор, снабженный двумя электродами. Включают подачу воды в циркуляционном контуре, состоящем из гидравлически соединенных насоса, теплообменника, реактора диспергирования и отстойника. Подавая на электроды высоковольтные импульсы (500 В, 800-1000 Гц), осуществляют электроэрозионное диспергирование. При этом за счет энергии электрических разрядов температура воды, циркулирующей через реактор, повышается. После достижения температуры циркулирующей воды не ниже 40^oС включают охлаждение для отвода избыточного тепла. Полученную суспензию вводят при перемешивании в очищаемую воду и отделяют образовавшийся осадок. Остаточную концентрацию металлов в очищенной воде контролируют фотоколориметрическим методом по известным методикам. Результаты испытаний техпроцесса очистки воды от ионов металлов предлагаемым способом и известным (прототип) приведены в таблице.Example. 20 kg of iron ore metallized pellets or equal in volume to the amount of iron fraction (shredded chips) are loaded into a reactor equipped with two electrodes. The water supply is turned on in a circulation circuit consisting of a hydraulically connected pump, a heat exchanger, a dispersion reactor, and a sump. Feeding high voltage impulses (500 V, 800-1000 Hz) to the electrodes, they carry out electroerosive dispersion. Moreover, due to the energy of electric discharges, the temperature of the water circulating through the reactor rises. After reaching a temperature of circulating water of not lower than 40 ^o With include cooling to remove excess heat. The resulting suspension is introduced with stirring into the purified water and the precipitate formed is separated. The residual concentration of metals in purified water is controlled by the photocolorimetric method by known methods. The test results of the process of water purification from metal ions by the proposed method and known (prototype) are shown in the table.

Как следует из приведенных данных, очистка воды по предлагаемому способу позволяет сократить длительность техпроцесса за счет исключения операций механического измельчения и повышения скорости сорбционных процессов. ТТТ1 As follows from the above data, water purification by the proposed method allows to reduce the duration of the process due to the exclusion of mechanical grinding operations and increase the speed of sorption processes. TTT1

Claims

A method of treating wastewater from metal ions by introducing crushed magnetite and separating the precipitate formed, characterized in that magnetite is obtained by electroerosive dispersion of iron in water at a temperature of at least 40 ^° C.