CC BY
17
УДК 66.087.4
Н.И. Калля, А.М. Гайдукова*, В.А. Колесников
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 * e-mail: gaydukova.nastya@gmail.com
ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ НИКЕЛЯ ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД
Был исследован процесс электрофлотационного извлечения малорастворимых соединений никеля из промывных вод после операции гальванического нанесения покрытия никель-фосфор. Определен диапазон рН, при котором достигается максимальная степень извлечения соединений никеля. Установлено влияние добавок (флокулянтов) на эффективность процесса.
Ключевые слова: электрофлотация, промывные воды, малорастворимые соединения никеля, рН среды.
Одним из наиболее эффективных методов извлечения ионов тяжелых и цветных металлов из сточных вод является электрофлотация. Поэтому было проведено исследование
электрофлотационного процесса извлечения соединений никеля из промывных вод после операции гальванического нанесения покрытия никель-фосфор. Электролит имеет следующий состав: 0,5M NiS04-7H2O, 0,1 M HCl, 0,2 M NH2CH2COOH, 0,05 M NaH2P02, 2 г/л сахаринат натрия, 0,005 г/л лаурилсульфат натрия. Таким образом промывные воды могут содержать все перечисленные выше химические соединения.
Извлечение ионов Ni (II) из водных растворов осуществлялось в непроточном электрофлотаторе с нерастворимыми металл-оксидными анодами. Эксперименты проводились в интервале рН 6 - 12. Эффективность электрофлотационного процесса извлечения малорастворимых соединений никеля, из раствора оценивали по степени извлечения а
которую рассчитывали как отношение разницы между исходным и конечным содержанием никеля в растворе к исходному содержанию (суммарно в дисперсной и ионной формах):
ОС =
Си
Ск
100%
Си
(1)
Массовую концентрацию никеля (II) измеряли по стандартизованной методике на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-АФА. Измерения были проведены на оборудовании Центра коллективного пользования имени Д. И. Менделеева.
В таблице 1 представлены экспериментальные данные влияния рН среды на эффективность электрофлотационного извлечения соединений никеля из промывных вод.
Таблица 1. Зависимость степени извлечения малорастворимых соединений никеля от рН среды
рН Степень извлечения а, %
Модельный раствор NiSO4 Промывные воды
после электрофлотации, аЭФ после электрофлотации с последующим фильтрованием, аЭФ+Ф
6 — 23 27
7 — 25 27
8 — 35 37
9 93 55 73
10 97 67 81
11 99 70 91
12 98 67 88
c0(Ni2+) = 100 мг/л; т =10 мин; i=0,4 А/л
Таблица 2. Влияние флокулянтов различной природы на степень извлечения (а) малорастворимых соединений никеля
Степень извлечения a, %
т, мин Superfloc Superfloc Superfloc
Без добавок N-300 А-137 С-496
(н) (а) (к)
2 33 24 25 20
5 41 26 25 48
10 70 63 47 65
15 70 73 72 80
20 72 75 74 85
pH = 11; c0(Ni2+) = 100 мг/л; Сфлок = 1 мг/л; i = 0,4 A/л
Установлено, что эффективность процесса извлечения соединений никеля из промывных вод намного ниже, чем из модельных растворов сульфата никеля. Показано, что максимальная степень извлечения соединений никеля соответствует значению рН среды равному 11 и составляет 69 %. Следует отметить, что после фильтрования обработанного раствора степень извлечения возрастает до 91 %. Таким образом в процессе электрофлотационной обработки не удается извлечь все образованные частицы. Можно предположить, что размер частиц настолько мал, что не происходит образования флотокомплекса частица-пузырек газа. Поэтому далее было исследовано влияние органических добавок (флокулянтов) на эффективность процесса электрофлотационного извлечения соединений никеля.
В таблице 2 представлены экспериментальные результаты влияния флокулянтов различной
природы на степень извлечения соединений никеля из промывных вод.
Из экспериментальных данных установлено, что введение в раствор катионного флокулянта Superfloc С-496 позволяет повысить степень извлечения никеля до 85 % после 20 мин обработки.
Таким образом в результате экспериментальных исследований было определено значение рН, при котором достигается максимальная степень извлечения соединений никеля, а также установлено, что введение катионного флокулянта позволяет интенсифицировать процесс, однако необходимость в последующем фильтровании сохраняется.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках Соглашения о предоставлении субсидии № 14.574.21.0110 от 20 октября 2014 г., уникальный идентификатор соглашения ЯЕМЕЕ!57414Х0110.
Калля Надежда Ивановна, студентка 4 курса факультета Технология неорганических веществ и высокотемпературных материалов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Гайдукова Анастасия Михайловна, к.т.н., ведущий инженер кафедры Технология неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Колесников Владимир Александрович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой Технология неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
KallyaNadezhda Ivanovna, Gaydukova AnastasiyaMikhaylovna*, Kolesnikov Vladimir Aleksandrovich
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: gaydukova.nastya@gmail.com
EXTRACTION OF NICKEL FROM THE WASH WATER BY THE ELECTROFLOTATION
Abstract
Process elektroflotation extraction poorly soluble nickel compounds from the wash water after the operation of the galvanic coating of nickel-phosphorus has been investigated. Detected pH range at which the maximum degree of extraction of nickel compounds. The influence of additives (flocculants) on the efficiency of the process.
Key words: electroflotation, wash water, poorly soluble nickel compounds, pH.
