[go: up one dir, main page]

CZ285273B6 - Způsob dekontaminace půd znečištěných kovy - Google Patents

Způsob dekontaminace půd znečištěných kovy Download PDF

Info

Publication number
CZ285273B6
CZ285273B6 CZ942906A CZ290694A CZ285273B6 CZ 285273 B6 CZ285273 B6 CZ 285273B6 CZ 942906 A CZ942906 A CZ 942906A CZ 290694 A CZ290694 A CZ 290694A CZ 285273 B6 CZ285273 B6 CZ 285273B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
zinc
stage
decontamination
leaching
cementation
Prior art date
Application number
CZ942906A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ290694A3 (en
Inventor
Laurent Rizet
Pierre Emmanuel Charpentier
Original Assignee
Sogepass (Société Anonyme)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sogepass (Société Anonyme) filed Critical Sogepass (Société Anonyme)
Publication of CZ290694A3 publication Critical patent/CZ290694A3/cs
Publication of CZ285273B6 publication Critical patent/CZ285273B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006Wet processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C5/00Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
    • C25C5/02Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from solutions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S75/00Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
    • Y10S75/961Treating flue dust to obtain metal other than by consolidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Hydrometalurgický postup dekontaminace půd (1), znečištěných kovovými prvky, zahrnuje stupeň I zásaditého loužení k rozpuštění odstraňovaných kovových prvků, stupeň II cementace k vysrážení uvedených prvků v kovové formě (6), provádění elektrochemickou výměnou se zinkovým práškem (5) vznikajícím ve stupni III elektrolýzy roztoku (7) z cementačního stupně. Provádí se doplňkový přívod zinku, výhodně na výstupu z loužicího stupně ve formě výluhu (17) z odpadu z výroby železa a oceli, zejména z prachu (13) z výroby (15) elektrooceli. ŕ

Description

Způsob dekontaminace půd znečištěných kovovými prvky
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu dekontaminace půd znečištěných kovy.
Dosavadní stav techniky
Ochrana životního prostředí je významným tématem již po řadu let a k vyřešení problémů spojených se znečištěním bylo provedeno mnoho studií.
Znečištění půd kovovými prvky, vyvolané různým způsobem, způsobuje nejen přítomnost uvedených prvků v koncentraci, která je příliš vysoká oproti přijatým standardům, ale může způsobovat i znečištění zvodnělých vrstev a vodních toků.
Je tedy důležité nalézt možnost ošetřovat tyto znečištěné půdy a snižovat jejich znečištění úpravou koncentrace kovových prvků na úroveň, která odpovídá přijatým standardům.
Jediné z metod dekontaminace, dostupné v současné době, jsou však pyrolytického typu nebo hydrometalurgického typu s použitím kyselé cesty, a proto vedou zejména ke vzniku odpadů, které je nemožno recyklovat a vyžadují skladování, nebo k uvolňování toxických plynů.
Je ovšem znám také způsob hydrometalurgického zpracování zásaditou cestou s použitím zinku pro zpracování kalů a prachu z výroby železa a oceli, například z dokumentu BE-A-894733, spočívající v kombinovaném použití tří po sobě následujících stupňů v tomto pořadí:
- vyluhování kalu hydroxidem sodným (tedy zásaditým médiem);
- cementace přídavkem kovového zinku k výluhu za účelem vysrážení a regenerace kovů, které jsou elektronegativnější než zinek, a získání roztoku bohatého rozpuštěným zinkem;
- elektrolýza tohoto roztoku za účelem regenerace rozpuštěného zinku katodickou redukcí.
Tato metoda, která je navržena pro zpracování výchozích materiálů, které jsou dostatečně bohaté zinkem (v případě ocelárenského prachu tradičně přibližně 5 až 50 % hmotnostních), je však nevhodná pro zpracování látek s nízkým obsahem zinku nebo dokonce prostých zinku, což je obvykle případ znečištěných půd, kterých se vynález primárně týká.
Stejné pozorování se týká zpracování, podobného výše uvedenému, popsanému v dokumentu GB-A-1568362.
Cílem vynálezu je nalézt hydrometalurgické zpracování pomocí zinku, schopné efektivně dekontaminovat látky s nízkým nebo nulovým obsahem zinku, jako jsou znečištěné půdy.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je hydrometalurgický způsob zásaditou cestou s použitím zinku pro dekontaminaci půd znečištěných kovovými prvky, které mají mírný nebo žádný obsah zinku, zahrnující stupeň loužení, vedoucí k rozpuštění kovových prvků, které mají být odstraněny, stupeň cementace, vedoucí k vyloučení uvedených prvků v kovové formě, prováděnému výměnou s práškovým zinkem, a stupeň elektrolýzy roztoku z cementačního stupně za vzniku
- 1 CZ 285273 B6 kovového zinkového prášku, který se zcela nebo zčásti recykluje jako recyklovaný zinek do cementačního stupně ke splnění požadavků na práškový zinek v uvedeném cementačním stupni a získává jako získávaný zinek, přičemž koncentrace zinku v roztoku, podrobovaném stupni elektrolýzy, se upraví na alespoň 8 g/1 uváděním elementárního zinku v rozpustné nebo rozpuštěné formě v kterémkoli stupni postupu, doplňujícího přídavek kovového zinku, prováděný ve stupni cementace a procházející ze stupně elektrolýzy.
Podle výhodného provedení vynálezu se doplňují přídavek elementárního zinku provádí v kterémkoli stupni mezi výstupem z loužicího stupně a vstupem do stupně elektrolýzy ve formě zásaditého výluhu odpadu z výroby železa a oceli, zejména prachu z výroby elektrooceli. Výhodně se rovněž uvedený výluh přidává k hlavnímu výluhu, pocházejícímu ze zpracování půd na výstupu z loužicího stupně před cementačním stupněm.
Jednou ze sekundárních charakteristik vynálezu je skutečnost, že elektrolýza roztoku se výhodně provádí na hořečnaté katodě, výhodně s vysokou proudovou hustotou, což umožňuje získat zinek ve formě ultrajemného zinkového prášku, vykazujícího vlastnosti, zvlášť vhodné pro jeho recyklaci do cementačního stupně podle vynálezu. V důsledku svých vlastností však může být tento ultrajemný prášek použit i v jiných aplikačních oblastech a popřípadě zcela nebo částečně prodáván.
Podle jedné z možností vynálezu se první přídavek zinkového prachu provádí během první cementace; práškový zinek, vznikající pak během stupně elektrolýzy, se pak vrací do procesu k uskutečnění dalších cementací. Z toho vyplývá výhodný systém pro výrobu a interní spotřebu práškového zinku.
V praktické aplikaci umožňuje způsob podle vynálezu dekontaminaci půd znečištěných kovy, jako je zejména olovo, měď, cín, nikl, arsen, zinek nebo kadmium.
V nejčastějších případech zpracovávaných znečištěných půd se vynález vztahuje na zpracování půd, které původně nejsou zinkonosné; stejně efektivně a výhodně je však možno jej použít v dalších aplikacích, kde sama zpracovávaná kompozice obsahuje zinek v jakékoli formě, například na struskové odvály a jiné haldy z výroby železa a oceli.
Způsob podle vynálezu je tedy možno výhodně použít k odstranění jakéhokoli znečištění; kromě znečištění přírodních půd, způsobeného přítomností kovových prvků, zejména při zpracování upotřebených elektrických baterií nebo ocelárenského prachu a ke zpracování určitých rud.
„Znečištěné půdy“ v rozsahu významu tohoto textu tedy znamenají nejen přírodní půdy, ale jakékoli další substance, schopné dekontaminačního zpracování k odstranění výše uvedených nežádoucích kovů.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže popsán v souvislosti s připojenými výkresy, přičemž obr. 1 představuje základní proudové schéma způsobu podle vynálezu v obecné formě a obr. 2 je podobné znázornění výhodného provedení způsobu podle vynálezu.
Na obr. 1 je zleva doprava označeno:
Stupeň I loužení
Stupeň I loužení umožňuje rozpuštění kovových prvků, přítomných ve zpracovávané znečištěné půdě L
-2CZ 285273 B6
Loužení se výhodně provádí v zásaditém prostředí, tvořeném vstupem pro roztok 2 hydroxidu sodného NaOH kvysrážení kovů, které mohou být přítomny, jako je železo, ve formě nerozpustných hydroxidů, které pak je možno snadno odstranit dělením pevná látka-kapalina, přičemž ostatní prvky přecházejí do roztoku jak v zásaditém, tak v kyselém prostředí.
Znečištěná půda 1 nejprve prochází neznázoměným sítem k odstranění štěrku a zbytků rostlin, které obvykle obsahují jen málo nebo žádné kontaminující kovy. Tyto zbytky a štěrk se perou k odstranění zbytkové půdy, která může obsahovat kontaminující kovy. Je výhodné, aby pro loužení byla půda přesáta co nejjemněji. Je-li to možné, je výhodné kinetiku loužení, která je ve vztahu k velikosti částic půdy, zlepšit drcením.
Půda se pak suspenduje v roztoku hydroxidu sodného. Přítomné kovy přecházejí do roztoku; železo, které může být přítomno, se sráží, jak výše uvedeno, jako hydroxid, který se pak odstraní dělením pevná látka-kapalina.
Kinetika loužení kovů ve formě solí, zejména uhličitanů a síranů, nebo oxidů je rychlejší než v případě loužení kovů v kovové formě.
Například olovo pak reaguje podle rovnic:
Pb2+ + 4 OH“ PbO2 + 2 H2O
PbO + 2 OH’ PbO2“ + H2O
Ve zvlášť výhodném provedení je možno do roztoku vstřikovat vodný peroxid vodíku (H2O2) k oxidaci kovu, přítomného v kovové formě. Například v případě olova probíhají tyto reakce:
Pb + H2O2 + 2 OH“ -> PbO2’ + 2 H2O nebo Pb +1/2 O2 + 2 OH“ -> PbO2“ + H2O
Použití ultrazvuku během loužicího stupně může výhodně loužení zlepšit. Prakticky umožňuje ultrazvuk zvýšení kontaktu pevná látka/kapalina vyvoláním účinného míchání.
Zvlášť výhodným způsobem může použití ultrazvuku rovněž vyvolávat tvorbu vodného peroxidu vodíku, který přispívá k oxidaci znečišťujících prvků v kovové formě.
V půdách mohou být rovněž přítomny hlinitokřemičitany (jíly) a ty se pak mohou během loužení částečně rozpouštět. Je možno je opět vysrážet nastříknutím vápna do roztoku.
Může být potvrzena i přítomnost solí a ty rovněž přecházejí do roztoku. Je možno je výhodně odstranit po skončení zpracování odpařením nebo pomocí iontovýměnných pryskyřic, je-li jejich koncentrace příliš vysoká.
Poté se provádí dělení pevná látka/kapalina. Takto dekontaminovaná půda 3 se pak pere v zásaditém prostředí, přefiltruje a po kontrole může být nahrazena. Způsobem podle vynálezu tak umožňuje dekontaminovat veškerou zpracovanou půdu.
Stupeň Π cementace
Výluh (nebo permeát) 4, obsahující rozpuštěné kovy, se pak podrobí stupni Π cementace, který umožňuje izolovat rozpuštěné kovy pomocí práškového zinku elektrochemickou výměnou.
-3 CZ 285273 B6
Například v případě roztoku obsahujícího olovo pak probíhá tato redox reakce:
Zn + PbC>2~ -> ZnO2 + Pb
Přídavek kovového práškového zinku 5 se výhodně provádí tak, aby došlo k úplné reakci mezi zinkem a znečišťujícími kovy. Pak se provede další dělení pevná látka-kapalina. Takto získané kovové cementy 6 se pak promyjí a odfiltrují.
Podle dalšího speciálního znaku vynálezu je možno kovy, přítomné v cementech 6, recyklovat, takže netvoří nevyužitelný odpad, který by musel být skladován na regulované skládce.
Roztok 7 ze stupně cementace, obsahující zinek ve formě zinkátů, se pak podrobí elektrolýze.
Stupeň III elektrolýzy
Elektrolýza podle vynálezu se provádí za podmínek, které umožňují získat ultrajemné zinkové prášky 8, které mohou být zcela nebo částečně (recyklovaný zinek 8J použity recyklací k cementaci. Zinkový prášek, po případě získávaný v přebytku (získávaný zinek 8). má formu, která umožňuje jeho prodej do jiných oblastí aplikace, jako jsou speciální antikorozní nátěry. Zásaditý roztok 9 může být recyklován do stupně I loužení, a tak vytvořit uzavřený cyklus kapaliny mezi všemi třemi stupni zpracování.
Použití hořčíkové katody výhodně umožňuje vyloučení zinku, který nemá vysokou adhesi a má vyšší faradaickou účinnost než u jiných katod, používaných při alkalické elektrolýze.
V konkrétním provedení vynálezu, používaném ke zpracování znečištěných půd, je koncentrace hydroxidu sodného v roztoku, obsahujícím zinek, od 240 do 300 g/1, tj. přibližně 6N. Tato koncentrace umožňuje dosáhnout maximální vodivosti roztoku a maximální rozpustnosti 45 až 50 g/1 zinku.
V tomto roztoku hydroxidu sodného je zinek přítomen ve formě zinkátu ZnO2 2’ a rozpouští se, například ve stupni I loužení, podle rovnice:
Zn + PbOj” ZnOj” + Pb
K tomu, aby ve stupni ΙΠ elektrolýzy bylo dosaženo těchto charakteristik:
- faradaická účinnost > 90 %
- měrný výkon 1,9 kg/h m2
- využití energie < 4 kWh/kg se pracuje při teplotě roztoku 20 až 50 °C, výhodně při 40 °C. Překročí-i se 50 °C, je možno pozorovat masivní vylučování příliš adhesivní hmoty a příliš rychlé zpětné rozpouštění práškového zinku.
Hustota elektrolytického proudu je vysoká. Nejvhodnější hodnota je funkcí teploty. Obecně leží mezi 10 a 30 A/dm2, výhodně je řádově 20 A/dm2.
Mez rozpustnosti oxidu zinku v 6N hydroxidu sodném je 45 až 50 g/1. Koncentrace zinkových roztoků, které lze zpracovávat způsobem podle vynálezu, leží mezi 0 a 50 g/1, výhodně mezi 8 a 45 g/1. Ve všech případech, kdy se pracuje s koncentrací menší než 8 g/1, existuje odpovídající nebezpečí, že se vyloučený zinek oddělí a vytvoří krátké obvody. Kromě toho má faradaická účinnost tendenci klesnout pod 50 %.
-4 CZ 285273 B6
Protože nános vyloučeného zinku na katodě není příliš adhesivní, je možno na katodě použít pneumatický vibrátor, umožňující jeho úplné odloučení, po němž zůstane katoda čistá a hladká.
Vibrátor tedy pracuje postupně; nejprve umožňuje vytvoření dostatečně velkého nánosu, který se pak snadněji proporciálně odlučuje účinkem své vlastní váhy.
Tvorba velkého nánosu přináší také výhoda poklesu elektrického odporu v obvodu a využití energie a navíc umožňuje zvýšení faradaické účinnosti.
Pneumatický vibrátor, připojený na hořčíkové katody, se výhodně používá v cyklech po 2krát 5 s každých 45 min v případě koncentrací zinku do 13 g/1 a každých 15 min při koncentracích zinku 13 až 8 g/1.
Tento vibrátor je výhodně výkonem ekvivalentním vibrátoru typu CFP45, prodávaného francouzskou akciovou společností (société anomyne) „Vibration Industrielle“, pro přibližně 5 katod po 1 m2; je možno použít i jiné zařízení.
Na výstupu ze stupně III elektrolýzy umožňuje promytí v promývacím zařízení 10 odstranit nečistoty přítomné v zinkovém prášku a rozbít případně existující zinkové aglomeráty.
Protože je zinkový prášek v zásaditém médiu, je nezbytné zamezit jakémukoli styku se vzduchem, aby nedošlo k oxidaci zinku.
Promývání zinkového prášku 8 v promývacím zařízení 10 se provádí 6N roztokem hydroxidu sodného, prostého rozpuštěného zinku, k zachycení komplexů typu zinkátu, které jsou přítomny v roztoku impregnujícím prášek, což pak umožňuje zamezit vzniku hydroxidu zinku během neutralizace.
Pak se provádí pasivace v pasivačním zařízení 11 pomocí dvojchromanu sodného nebo jiného pasivačního prostředku za účelem vytvoření vrstvy chromanu zinku na povrchu zinkového prášku, bránící oxidaci a karbonizaci.
V případě dvojchromanu sodného tedy pasivace probíhá podle reakcí:
2CrO2 + 3 Zn + 8 H2O —> 2Cr(OH)3 + Zn2+ +10OH’
CrO2- + 3 Zn2+ -» 3 ZnCrO4
Stupeň promývání v promývacím zařízení 10 umožňuje uplatnit faktory související s čistotou a desintegrací prášku.
Dostatečné míchání prášku tak umožňuje odstranění zinkátů a úplnou pasivaci. Snížení velikosti částic znamená zvětšení specifického povrchu. Hmota chromátu nebo jiného typu pasivátoru nesmí relativně k množství potřebnému k úplné pasivaci zhoršovat příliš čistotu prášku. Zvlášť výhodné je rovněž používat ultrazvukový systém, umožňující desintegrací prášku a také frakcionaci vzniklých krystalů tvaru zpeřených listů.
Tak se dosáhne snížení velikosti částic, zlepšení kontaktu s práškem a odstranění hydroxidu zinku během promývání hydroxidem sodným.
Získané zinkové prášky mají tyto charakteristiky:
-5 CZ 285273 B6
- čistota > 95 %
- střední velikost částic 1 až 10 gm
- forma: krystaly tvaru zpeřených listů, destičky
- specifický povrch 0,9 až 4 m2/g
Tyto charakteristiky umožňují zinkový prášek výhodně používat ve stupni II cementace způsobu podle vynálezu. Za tímto účelem umožňuje separátor 12 určit množství recyklovaného zinku 8' a odebírané množství získávaného zinku 8, které se promývá demineralizovanou vodou a pak suší v peci mezi 80 a 180 °C.
Doplňkový přívod elementárního zinku A' A A'
Podle podstatné charakteristiky způsobu podle vynálezu se přívod elementárního zinku provádí jako doplněk k přívodu kovového práškového zinku ve stupni II cementace. Tento doplňkový přívod zinku je možno provádět v kterémkoli okamžiku procesu [A' (loužení), A (cementace) nebo A' (elektrolýza)], ale v rozpuštěné (Zn) nebo rozpustné (oxid) formě. Primární funkcí tohoto doplňkového přívodu zinku je dosáhnout minimální koncentrace, řádově 8 g/1, požadované při elektrolýze ke splnění podmínek nutných v tomto stupni ke stabilnímu vylučování zinkového prášku v katodě. Je tak možno doplnit nedostatek zinku ve zpracovávaných půdách, který nelze upravit pouhým přívodem kovového zinku, prováděným ve stupni II cementace. Primární funkci pozdějšího přívodu tak v praxi je redukce kovů, které se odebírají jako cement 6, a pouze díky konkurenci s touto redox reakcí se dále v elektrolytu nachází zinek v rozpuštěné formě.
Podle výhodného provedení vynálezu, znázorněného na obr. 2, provádí se tento doplňkový přívod zinku v rozpuštěné formě do výluhu 4, vycházejícího ze stupně I loužení a pocházejícího z odpadů 13 z výroby železa a oceli, které jsou přirozeně bohaté na zinek ve formě oxidu, jako je prach z výroby elektrooceli.
Přitom se prach z výroby železa a oceli, pocházející z odstraňování prachu 14 z dýmů z výroby 15 elektrooceli, například elektrické pece, podrobí zpracování ve stupni IV základního loužení, takže jednak dojde k rozpuštění Zn louhováním těchto oxidů s hydroxidem sodným a jednak kvysrážení železa ve formě nerozpustných hydroxidů 16, které umožňuje jejich izolaci s výhledem na možnou regeneraci.
Zásaditý výluh 17, obsahují rozpuštěný zinek, se přidává k základnímu výluhu 4 ze zpracování půd před stupněm Π cementace přes směšovací ventil 18, který umožňuje regulovat poměr zásaditého výluhu 17 ve výluhu 4.
Zavádění zásaditého výluhu 17 již do stupně loužení může v praxi znamenat nevýhodu vzhledem ke schopnosti některých půd vázat zinek, který se by pak v důsledku toho znovu nacházel v podílu dekontaminované půdy 3, vraceném na skládku, zatímco zpracovávaná znečištěná půda by neobsahovala žádný nebo téměř žádný zinek, s kterým by bylo možno proces zahájit.
S ohledem na to je možno přídavek zásaditého výluhu 17 provádět v kterémkoli okamžiku mezi výstupem ze stupně I loužení a stupněm ΠΙ elektrolýzy.
Je-li to nutné, je možno zásaditý roztok 9, procházející z elektrolýzy, samotný znovu elektrolyzovat pouze ke snížení obsahu rozpuštěného zinku před recyklací do stupně I loužení, pokud by schopnost absorpce zinku znečištěnou půdou měla vést k překročení standardů, povolených předpisy, upravujícími vypouštění do přírodního prostředí. Intenzita elektrolytického proudu může být oproti hodnotě použité v původní elektrolýze značně snížena.
-6CZ 285273 B6
Je nutno poznamenat, že mohou být vhodné i další zdroje doplňkového zinku kromě vyluhovaného odpadu z výroby železa a oceli. Například vypotřebované elektrické baterie nyní představují bohatý zdroj zinku, který je pro tento účel zcela vhodný.
Postup dekontaminace podle vynálezu má řadu výhod, jako je jednoduchost aplikace, absence sekundárního znečištění a selektivita pro odstraňování kovové prvky. Tak například netoxické železo se nerozpouští.
Navíc může postup dekontaminace podle vynálezu v některých případech umožňovat úplný návrat zpracované zeminy na původní místo bez nutnosti skládkování, jak je tomu v případě jiných metod.
Postup dekontaminace podle vynálezu umožňuje recyklovat odstraněné kovy. Kovy, získané takto ve formě cementu 6, a získávaný zinek 8, získaný elektrolýzou, je možno výhodně znovu prodávat nebo znovu použít v různých aplikačních oblastech.
Způsob dekontaminace podle vynálezu je tedy výhodný v tom, že neznečišťuje a jeho jediný odpad tvoří slaná voda.
Způsob podle vynálezu umožňuje regenerovat zinek ve formě kovového práškového zinku, který je možno znovu obchodně použít v různých aplikačních oblastech, zejména v oblasti antikorozních nátěrů.
Je snadno pochopitelné, že v rozsahu vynálezu je možno pro čištění roztoku z cementačního stupně používat jakékoli tradiční hydrometalurgické procesy, nutné ke zpracování dalších znečišťujících přísad, neuvedených jako přísady, ale bylo produkovat práškový zinek, použitelný pro cementační stupeň způsobu podle vynálezu nebo obchodovatelný.
Příklad provedení vynálezu
Pro osvětlení, avšak nikoli omezení vynálezu je uveden příklad dekontaminace vzorku půdy, znečištěného olovem.
Vzorek 100 g půdy, obsahující olovo v množství 1,2 %, se přesije přes síto 0,8 mm.
Tento vzorek se pak podrobí loužení po dobu 1 h 30 min při střední teplotě 95 °C. Použije se 1 1 roztoku louhu, obsahujícího 250 až 300 g/1 NaOH.
Po 1 h loužení se po dobu 30 min aplikuje nástřik H2O2 v koncentraci 2 % na 100 ml. Pokud se nástřik provádí ihned, jakmile začne loužení, bude doba loužení nepochybně kratší.
Udržuje se energické míchání.
Přidá se vápno (CaO) ve stechiometrickém poměru vyšším než 1, aby došlo k opětnému vysrážení hlinitokřemičitanů, které mohly přejít do roztoku.
Provede se dělení pevná látka/kapalná v odstředivce s 2000 ot/min po dobu 1 min.
Půda se pak znovu rozpustí v 1 1 6N louhu.
Roztok se míchá mechanickým míchadlem a pak se znovu odstřeďuje 1 min při 2000 ot/min.
- 7 CZ 285273 B6
Použití 6N louhu však není nezbytné, pokud k zamezení opětného vysrážení olova ve formě hydroxidu postačuje pobyt v zásaditém médiu (pH 14).
Půda, získaná po druhém odstředění, se zneutralizuje pomocí kyseliny chlorovodíkové v 1 1 vody. Půda se nechá 1 h usadit a pak se znovu přefiltruje. Pevný zbytek se suší 24 h v peci při 95 °C.
Roztok, získaný po loužení, ještě obsahuje přibližně 1,2 g/1 olova a 1 až 3 g/1 siliky.
Přibližně 1 1 zásaditého výluhu 17 z prachu z výroby železa a oceli se pak přidá ke 40 g zinku na litr tak, aby obsah rozpuštěného zinku v době elektrolýzy dosáhl 20 g/1 a umožňoval přídavek rozpuštěného zinku vzniklého během cementace.
Práškový kovový se pak přidá v přesně stechiometrickém poměru kotovu 1,5:2. Výhodně se použije práškový zinek, produkovaný během elektrolýzy.
Po 1 h cementace, prováděné za mírného míchání, klesne obsah olova na méně než 70 mg/1.
Pak se provede elektrolýza roztoku, obsahujícího zinek, na hořčíkové katodě s proudovou hustotou 20 A/dm2 při teplotě 20 °C.
Dosáhne se tak obsahu olova nižšího než 300 ppm. Hmotnost regenerované půdy je 80 až 90 g, a tedy představuje ztrátu pouze 10 až 20 g.
Jak je patrné již zvýše uvedeného, není vynález samozřejmě omezen na popsané konkrétní provedení, ale zahrnuje všechny alternativní formy a ekvivalenty, které mohou spadat do nárokovaného rozsahu vynálezu.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob dekontaminace půd znečištěných kovovými prvky, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    - stupeň (I) loužení znečištěných půd (1) v zásaditém prostředí k selektivnímu rozpuštění kovových prvků, které mají být odstraněny,
    - stupeň (Π) cementace výluhu (4) ze stupně (I) loužení, vedoucí k vyloučení uvedených prvků v kovové formě, prováděné výměnou s práškovým zinkem (5),
    - a stupeň (ΙΠ) elektrolýzy roztoku (7) ze stupně (Π) cementace za vzniku kovového zinkového prášku (8), který se zcela nebo zčásti recykluje jako recyklovaný zinek (8') do stupně (H) cementace ke splnění požadavků na práškový zinek (5) v uvedeném stupni (Π) cementace a získává jako získávaný zinek (8),
    - přičemž koncentrace zinku v roztoku (7) ze stupně (Π) cementace se upraví na alespoň 8 g/1 uváděním elementárního zinku (A', A, A”'), v rozpustné nebo rozpuštěné formě v kterémkoli stupni (I, Π, Π) postupu, doplňujícího přídavek práškového zinku (5), prováděný ve stupni (Π) cementace a pocházející ze stupně (ΙΠ) elektrolýzy.
    - 8 CZ 285273 B6
  2. 2. Způsob dekontaminace znečištěných půd podle nároku 1, vyznačující se tím, že doplňkový přívod elementárního zinku (A', A, A'), se provádí na výstupu ze stupně (I) loužení ve formě zásaditého výluhu (17) odpadu z výroby železa a oceli.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedeným odpadem z výroby železa a oceli je prach z výroby (15) elektrooceli.
  4. 4. Způsob dekontaminace znečištěných půd podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že elektrolýza se provádí na hořčíkové elektrodě tvořící katodu.
  5. 5. Způsob dekontaminace znečištěných půd podle nároku 4, vyznačující se tím, že elektrolýza se provádí s proudovou hustotou 10 až 30 A/dm2.
  6. 6. Způsob dekontaminace podle nároku 4, vyznačující se tím, že katoda při elektrolýze se podrobí vibracím.
  7. 7. Způsob dekontaminace podle nároků 4 nebo 5, vyznačující se tím, že stupeň (III) elektrolýzy se provádí při teplotě 20 až 50 °C.
  8. 8. Způsob dekontaminace podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že stupeň (I) loužení v zásaditém médiu se provádí s roztokem (2) hydroxidu sodného o koncentraci 240 až 300 g/1.
  9. 9. Způsob dekontaminace podle nároků 1, 2 nebo 8, vy z n ač uj íc í se tím, že během stupně (I) loužení se provede postřik vodného roztoku peroxidu vodíku.
  10. 10. Způsob dekontaminace podle kteréhokoli z nároků 1, 2, 8 nebo 9, vyznačující se tím, že loužení se provádí při teplotě vyšší nebo rovné 90 °C.
  11. 11. Způsob dekontaminace podle kteréhokoli z nároků 1, 2, 8 nebo 9, vyznačující se tím, že loužení se provádí ultrazvukem.
  12. 12. Způsob dekontaminace podle nároku 1, vyznačující se tím, že během stupně (II) cementace s práškovým zinkem (5) se tento zinek přidává ve stechiometrickém poměru 1:2 ke kovovému prvku.
CZ942906A 1992-05-29 1993-05-13 Způsob dekontaminace půd znečištěných kovy CZ285273B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9206635A FR2691649B1 (fr) 1992-05-29 1992-05-29 Procédé de décontamination des terres polluées par des métaux.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ290694A3 CZ290694A3 (en) 1995-11-15
CZ285273B6 true CZ285273B6 (cs) 1999-06-16

Family

ID=9430329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ942906A CZ285273B6 (cs) 1992-05-29 1993-05-13 Způsob dekontaminace půd znečištěných kovy

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5549811A (cs)
EP (1) EP0642394B1 (cs)
JP (1) JPH07507960A (cs)
AT (1) ATE165536T1 (cs)
AU (2) AU4075393A (cs)
CA (2) CA2136847A1 (cs)
CZ (1) CZ285273B6 (cs)
DE (1) DE69318297T2 (cs)
ES (1) ES2116449T3 (cs)
FR (1) FR2691649B1 (cs)
HU (1) HUT70991A (cs)
RO (1) RO116353B1 (cs)
RU (1) RU94046089A (cs)
SK (1) SK280330B6 (cs)
WO (2) WO1993024249A1 (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU707183B2 (en) * 1995-08-15 1999-07-01 Discovery Resources, Inc. Recovery of elements involving a chemical processing step
RU2100485C1 (ru) * 1996-07-17 1997-12-27 Дональд Анатольевич Исаков Устройство для очистки капиллярно-пористой среды
US6852237B2 (en) * 1996-08-14 2005-02-08 Discovery Resources, Inc. Method for improved recovery of metals
US6669864B1 (en) * 1996-08-14 2003-12-30 Discovery Resources, Inc. Compositions for improved recovery of metals
RU2106432C1 (ru) * 1996-08-16 1998-03-10 Донат Анатольевич Исаков Устройство для очистки от загрязнений капиллярно-пористой среды
NL1004552C2 (nl) * 1996-11-18 1998-05-19 Europ De Dezingage Sa Comp Elektrolytische zinkwinning uit een zinkaatoplossing.
FR2770229B1 (fr) * 1997-10-29 1999-12-03 Unimetall Sa Conditionnement de poudre de metal electrodeposee en milieu basique
GB9925018D0 (en) * 1999-10-23 1999-12-22 Sonic Process Technologies Ltd A process for the removal of a contaminant
RU2245379C1 (ru) * 2003-05-22 2005-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов" (ФГУП "ЦНИГРИ") Способ интенсификации выщелачивания золота
CA2453005A1 (fr) * 2003-12-17 2005-06-17 Fermag Inc. Procede hydrometallurgique de separation des poussieres d`acieries utilisant un four a arc et pigments obtenus par le procede
CA2611197A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Ferrinov Inc. Anti-corrosion pigments coming from dust of an electic arc furnace and containing sacrificial calcium
BRPI0604307B1 (pt) * 2006-07-12 2015-10-20 Duberlis Correa Peña Y Lillo processo eletrohidrometalúrgico em meio alcalino para a extração de zinco de pó de forno elétrico
RU2393255C1 (ru) * 2009-02-09 2010-06-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии (Росатом) Способ извлечения урана из рудного сырья
RU2391418C1 (ru) * 2009-06-18 2010-06-10 Федеральное государственное учреждение Российский научный центр "Курчатовский институт" Способ извлечения металлов из руд и устройство для его осуществления
US8992122B2 (en) * 2011-10-12 2015-03-31 Empire Technology Development Llc Electro-remediation
CN108384549A (zh) * 2018-02-12 2018-08-10 环境保护部环境规划院 一种基于大宗修复材料修复高浓度锌污染土壤的复合药剂及其使用方法
RU184500U1 (ru) * 2018-04-04 2018-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации Устройство для детоксикации почв, загрязненных мышьяксодержащими веществами
JPWO2024154733A1 (cs) * 2023-01-17 2024-07-25

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3630669A (en) * 1967-12-26 1971-12-28 Mitsubishi Edogawa Kagaku Kk Process for removing impurities in the liquid of zinc refining by wet method
GB1568362A (en) * 1976-10-05 1980-05-29 Univ Cardiff Heavy metal recovery in ferrous metal production processes
US4824482A (en) * 1979-03-30 1989-04-25 Alloy Surfaces Company, Inc. Pyrophoric iron product and process of making
JPS569383A (en) * 1979-06-22 1981-01-30 Nat Res Dev Electrolysis of zinc chloride * cadmium chloride
AT366102B (de) * 1980-02-06 1982-03-10 Voest Alpine Ag Verfahren zur hydrometallurgischen aufbereitung von zinkhaeltigen materialien
DE3005674A1 (de) * 1980-02-15 1981-08-20 Ruhr-Zink GmbH, 4354 Datteln Verwendung einer blei-legierung fuer anoden bei der elektrolytischen gewinnung von zink
SU979527A1 (ru) * 1981-06-03 1982-12-07 Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова Способ получени магни
BE894733A (fr) * 1982-10-19 1983-04-19 Ct Belge D Etude Et De Documen Procede de traitement de boues et poussieres de l'industrie siderurgique
FR2535736B1 (fr) * 1982-11-04 1987-09-04 Promotion Procedes Hydro Metal Procede de traitement de poussieres contenant du zinc, issues de fours d'acieries electriques
DE3305854C1 (de) * 1983-02-19 1984-09-06 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Verfahren zur Herstellung von poroesem Sinterglas mit grossem offenem Porenvolumen
US4610722A (en) * 1985-01-31 1986-09-09 Amax Inc. Process for metal recovery from steel plant dust
JPH01263290A (ja) * 1988-04-12 1989-10-19 Purantetsukusu:Kk 非鉄金属の製造装置
DE3919788C1 (cs) * 1989-06-16 1990-07-05 Siebtechnik Gmbh, 4330 Muelheim, De
DE3931017A1 (de) * 1989-09-16 1991-03-28 Zueblin Ag Verfahren zum reinigen kontaminierter erdmassen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
SK280330B6 (sk) 1999-11-08
RU94046089A (ru) 1996-09-20
DE69318297D1 (de) 1998-06-04
ES2116449T3 (es) 1998-07-16
FR2691649B1 (fr) 1995-06-02
DE69318297T2 (de) 1998-12-24
ATE165536T1 (de) 1998-05-15
CA2113826A1 (fr) 1993-12-09
HU9403424D0 (en) 1995-02-28
CZ290694A3 (en) 1995-11-15
AU4075393A (en) 1993-12-30
RO116353B1 (ro) 2001-01-30
FR2691649A1 (fr) 1993-12-03
JPH07507960A (ja) 1995-09-07
US5549811A (en) 1996-08-27
WO1993024249A1 (fr) 1993-12-09
WO1993024250A1 (fr) 1993-12-09
SK145094A3 (en) 1995-05-10
CA2136847A1 (fr) 1993-12-09
AU4330393A (en) 1993-12-30
HUT70991A (en) 1995-11-28
EP0642394A1 (fr) 1995-03-15
EP0642394B1 (fr) 1998-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ285273B6 (cs) Způsob dekontaminace půd znečištěných kovy
CN103194615B (zh) 一种硫酸铅湿法炼铅工艺
US5897685A (en) Recycling of CdTe photovoltaic waste
CN102173547B (zh) 电镀企业含镍污泥的资源化回收工艺
CN105087964B (zh) 一种从稀土萃取皂化废水中去除铅同时回收稀土的工艺
CN1555422A (zh) 利用氯化物处理从复合硫化物精矿中制备氧化锌
KR20000052340A (ko) 아연페라이트가 함유된 제강분진으로부터 염산과 금속아연의 회수방법
JP3962855B2 (ja) 飛灰からの重金属の回収方法
JPH05255772A (ja) 電気的製鋼において発生する煙塵からの亜鉛・鉛の回収方法および精製金属の炉への再循環方法およびこの方法を実施するための装置
JP2002511527A (ja) 湿式処理による製鋼所塵埃の処理方法
JP4465496B2 (ja) 飛灰の処理方法
WO1998024938A1 (en) Extraction of metals from heavy metal-bearing wastes
JPH0975891A (ja) 製鉄ダストの湿式処理方法
JP3851206B2 (ja) 飛灰の処理方法
JP3080947B1 (ja) 電気炉ダストの処理方法
JP2972524B2 (ja) 焼却灰からの鉛及び亜鉛の分別回収方法
JP2002316123A (ja) 焼却炉および溶融炉からの飛灰の処理方法
JP3911587B2 (ja) 飛灰からの重金属の電気化学的回収方法
KR20000052330A (ko) 아연페라이트가 함유된 제강분진으로부터 염산과 금속아연의 회수방법
JP3646244B2 (ja) 重金属を含有する飛灰の処理方法
WO2006084273A2 (en) Process for hydrometallurgical treatment of electric arc furnace dust
JP2003013275A (ja) 電気炉ダストの処理方法
KR102678814B1 (ko) 아연, 구리 폐기물로부터 용매추출을 이용한 유가금속 회수방법
JP2002205030A (ja) 飛灰からの重金属の電気化学的回収方法
JP7756379B2 (ja) 亜鉛回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20040513