CC BY
55
9
С 11 6 X И в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 9 (114)
УДК 628.543(088.8)
Т.В. Самсонова, М.С. Гречина, В.А. Колесников, В.И. Ильин Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ НИКЕЛЯ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
A process of the electroflotation of recovery of a dispersed phase of metals from waste waters of firms of non-ferrous metallurgy has been studied. It is shown that in the range of current densities 0,1-0,2 A/1 the degree treatment of the waste water from dispersed phase of nickel is 9598 % and time treatment of waste water 6-8 min. The process of electroflotation combined with flocculation treatment of the waste water enables time to 3-5 min and electric power consumption by 2 to 3 times.
Исследован электрофлотационный процесс извлечения дисперсной фазы металлов из сточных вод предприятий цветной металлургии. Показано, что в диапазоне плотности тока 0,1-0,2 А/л степень очистки сточной воды от дисперсной фазы никеля составляет 9598 % при времени обработки 6-8 мин. Проведение процесса электрофлотации с флокуляци-онной обработкой воды позволяет сократить время до 3-5 мин и затраты электроэнергии в 2-3 раза.
Разнообразие перерабатываемого сырья, сложность и многостадий-ность производственных процессов предприятий цветной металлургии обусловливают большой выход сточных вод, высокую степень их загрязнённости. Если в составе сточных вод предприятий отрасли нормативно-чистые воды составляют 15%, то доля загрязнённых вод, сбрасываемых в природные поверхностные водные объекты, достигает 47%. Это в основном сточные воды, образующиеся в электролитных цехах, при смыве полов и обмыве аппаратуры. Несмотря на то, что схемы обогащения, водопотребления и во-доотведения, номенклатуры и расход приметаемых реагентов на предприятиях различаются, сточные воды в значительной степени загрязнены соединениями металлов: меди, никеля, кобальта, цинка, кадмия, свинца и т.п. Повышение требований к качеству сброса сточных вод в объекты рыбохо-зяйственного значения по содержанию металлов создаёт определённые сложности в разработке схем глубокой очистки сточных вод.
Проблема охраны водных объектов в значительной мере решается при внедрении новых сооружений и установок, которые обеспечивают очистку сточных, шахтных, рудничных, ливнёвых вод, а иногда и технологических растворов.
В общем случае очистку сточных вод проводят механическими и физико-химическими методами, связанными с извлечением примесей. Практически отсутствуют методы глубокой очистки воды, при которой степень удаления загрязняющих веществ практически не ограничена и определяется условиями сброса очищенных вод в водные объекты.
В настоящее время уровень обеспеченности новейшими технологиями и установками для очистки сточных вод невысок. Непрерывное ужесто-
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. N0 9 (114)
чение нормативных требований привело к исчерпанию технических возможностей существующих технологий производить очистку сточных вод до нормативных показателей.
Действующие очистные сооружения большей частью нуждаются в ремонте и модернизации. В последние годы разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очистки и доочистки сточных вод с применением новейших способов - электрохимических, мембранных, сорбцион-ных, магнитных и др. В то же время, рост водопотребления и возросшие требования к качеству воды обусловливают поиск направлений интенсификации процессов водоочистки, направленных на повышение скорости и эффективности процесса очистки, повышение производительности очистных сооружений, сокращение их эксплуатационных затрат, упрощение существующих технологий.
Для практического применения в РХТУ им. Д. И. Менделеева на кафедре ТЭП ведутся работы по очистке жидких отходов предприятий цветной металлургии электрофлотацией с нерастворимыми электродами.
В качестве объекта исследования использовали имитат сточной воды, содержащей ионы никеля. Содержание никеля в воде определялось методом атомно-адсорбционной спектроскопии.
В начальной стадии экспериментов было исследовано влияние температуры очищаемой воды при рН 9,5 на свойства дисперсной фазы никеля.
Установлено, что повышение температуры воды не влияет существенно на растворимость осадка.
В первой серии опытов выяснено влияние объёмной плотности тока на эффективность извлечения частиц дисперсной фазы никеля. Полученные данные свидетельствуют о том, что в диапазоне объёмной плотности тока от 0,1 до 0,2 А/л и при продолжительности обработки 10 мин, степень очистки воды увеличивается и достигает максимального значения порядка 98 % при объёмной плотности тока 0,2 А/л за время обработки 8 мин. При этом удельные затраты электроэнергии составляют 0,9 Вт-ч/л.
Следует отметить, что при других значениях объёмной плотности тока в интервале времени обработки от 6 до 10 мин степень очистки меняется незначительно, изменяясь на 1-2 %.
Во второй серии опытов рассмотрена возможность использования органических флокулянтов. Было исследовано 5 образцов флокулянтов. Установлено, что в присутствии флокулянта М, являющимся «ноу-хау», при объёмной плотности тока 0,2 А/л степень извлечения дисперсной фазы металлов достигает порядка 98 % уже за 3 мин. Удельные затраты электроэнергии составляют 0,3 Вт-ч/л, что в 3 раза меньше, чем при проведении процесса в отсутствии флокулянта.
Таким, образом, проведённые исследования указывают на целесообразность использования электрофлотации с предварительной флокуляцион-ной обработкой воды для извлечения частиц дисперсной фазы никеля. Установленные оптимальные параметры электрофлотационного процесса могут стать основой для разработки промышленной технологии по извлечению частиц дисперсной фазы других цветных металлов.
