[go: up one dir, main page]

RO125292A2 - Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum - Google Patents

Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum Download PDF

Info

Publication number
RO125292A2
RO125292A2 ROA200800728A RO200800728A RO125292A2 RO 125292 A2 RO125292 A2 RO 125292A2 RO A200800728 A ROA200800728 A RO A200800728A RO 200800728 A RO200800728 A RO 200800728A RO 125292 A2 RO125292 A2 RO 125292A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
acid
gypsum
solution
temperature
purified
Prior art date
Application number
ROA200800728A
Other languages
Romanian (ro)
Other versions
RO125292B1 (en
Inventor
Săndica Liliana Gherghe
Teodor Velea
Vasile Predica
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare -Imnr
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 Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare -Imnr filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Metale Neferoase Şi Rare -Imnr
Priority to ROA200800728A priority Critical patent/RO125292B1/en
Publication of RO125292A2 publication Critical patent/RO125292A2/en
Publication of RO125292B1 publication Critical patent/RO125292B1/en

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

The invention relates to a process for the recovery of spent sulphuric acid from batteries. According to the invention, the process consists in treating the Cu-, Sb- and As-containing sulphuric acid with sodium sulphide and further on with oxygenated water at a temperature of 20...25°C, the resulting acid being neutralized in a first step with calcium carbonate at a temperature of 65°C, for 2 hours, and in a second step, with calcium hydroxide at a pH value higher than 8, thereby resulting calcium sulphate having a concentration of impurities of 0.1 ppm, at the most.

Description

|OACWL de STF^Î^mTii^| OACWL by STF ^ Î ^ mTii ^

Cerere de brevet de invenție 8Patent application 8

Data depozit... θ ”09~ 2008Date of deposit ... θ ”09 ~ 2008

PROCEDEU DE PURIFICARE A ACIDULUI SULFURIC UZAT ȘI VALORIFICAREA LUI SUB FORMĂ DE GIPS PURPROCESS FOR THE PURIFICATION OF USED SULFURIC ACID AND ITS VALORIZATION IN THE FORM OF PURE GYPSUM

DESCRIEREA INVENȚIEIDESCRIPTION OF THE INVENTION

Invenția se referă la un procedeu de purificare a acidului sulfuric uzat și valorificarea acestuia sub formă de gips pur, destinat utilizării în domeniul industriei materialelor de construcții.The invention relates to a process for the purification of spent sulfuric acid and its use in the form of pure gypsum, intended for use in the construction materials industry.

în procedeele convenționale de tratare a bateriilor uzate, acidul uzat scurs din baterii este neutralizat și generează atât pierderi, cât și poluarea mediului, prin nămolul rezultat la neutralizare, care se depune pe halde. Acest nămol conține sulfat de calciu impur, cu structură cristalină inadecvată valorificării.In conventional waste battery treatment processes, the spent acid drained from the batteries is neutralized and generates both losses and environmental pollution through the sludge resulting from neutralization, which is deposited in dumps. This sludge contains impure calcium sulphate, with a crystalline structure unsuitable for recovery.

în toate aceste tehnologii nu este însă rezolvată ecologic și economic tratarea și valorificarea acidului sulfuric rezultat la scurgerea și/sau dezmembrarea bateriilor uzate.However, in all these technologies, the treatment and recovery of sulfuric acid resulting from the leakage and / or dismantling of used batteries is not solved ecologically and economically.

Procedeul clasic de tratare a acidului sulfuric scurs din baterii la unitățile de colectare sau la procesatorii pentru reciclare care prelucrează baterii scurse, se face prin neutralizarea acidului în două variante:The classic process of treating sulfuric acid from batteries to collection units or to recycling processors that process spent batteries is done by neutralizing the acid in two ways:

- cu carbonat de sodiu, conform reacției:- with sodium carbonate, according to the reaction:

H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2 sauH2SO4 + Na 2 CO 3 = Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 or

- cu lapte de var, conform reacției:- with lime milk, according to the reaction:

H2SO4 + Ca(OH)2 + x H2O = CaSO4 · nH2O + (x-n) H2O în care n = /2............2, în funcție de condițiile de reacție, care sunt urmărite cu mai multă sau mai puțină rigurozitate, în funcție de sistemul de stocare care se intenționează pentru produsul rezultat (șlam sau turta pe haldă).H 2 SO 4 + Ca (OH) 2 + x H 2 O = CaSO 4 · nH 2 O + (xn) H 2 O where n = /2............2, in depending on the reaction conditions, which are followed with more or less rigor, depending on the storage system intended for the resulting product (sludge or cake on the dump).

Sulfatul de sodiu poate avea o valorificare comercială, prin concentrarea și purificarea soluțiilor, obținând sulfat de sodiu cristalizat, cu utilizare în industria detergenților sau a hârtiei.Sodium sulphate can be used commercially by concentrating and purifying solutions to obtain crystallized sodium sulphate for use in the detergent or paper industry.

Datorită faptului ca soluțiile sunt foarte diluate, sub 20%, concentrarea este scumpă, cu consumuri energetice mari. Aceste costuri ridicate pentru depoluare, în majoritatea cazurilor, afectează eficiența economică a întregului proces de reciclare a bateriilor uzate.Due to the fact that the solutions are very diluted, below 20%, the concentration is expensive, with high energy consumption. These high depollution costs, in most cases, affect the economic efficiency of the entire waste battery recycling process.

^-2008-00728- - ,/ 1 8 -08“ 2008 li^ -2008-00728- -, / 1 8 -08 “2008 li

Pentru deșeurile solide care se depozitează în mediu pe halde de șlam sau halde pentru substanțe solide, trebuie avută în vedere atât calitatea substanțelor depozitate, cât și sistemul de depozitare, astfel încât să se respecte indicatorii de calitate ai solului prevăzuți ca valorile de referința în.Ordinul MAPPM nr. 756/1997 pentru soluri cu folosință mai puțin sensibilă [7].For solid waste that is deposited in the environment in sludge dumps or solid waste dumps, both the quality of the stored substances and the storage system must be taken into account in order to comply with the soil quality indicators set out in the reference values in. MAPPM Order no. 756/1997 for soils with less sensitive use [7].

Problema care apare în cazul valorificării acidului sulfuric uzat constă în găsirea unui procedeu hidrometalurgic care să reducă în totalitate sau la minim posibil gradul de poluare a mediului înconjurător cu deșeuri toxice (nămol, șlam), de obținere a unui produs finit valorificabil și care să fie eficient din punct de vedere economic. Valorificarea ca produs vandabil a acidului sulfuric rezidual din bateriile uzate, este una dintre problemele cheie care trebuie rezolvate, în scopul ecologizării și eficientizării procesului de reciclare a bateriilor Pb - acid.The problem that arises in the case of recovery of used sulfuric acid is the finding of a hydrometallurgical process that completely or minimally reduces the degree of pollution of the environment with toxic waste (sludge, sludge), to obtain a recoverable finished product and that is economically efficient. The recovery as a salable product of residual sulfuric acid from used batteries is one of the key issues that need to be addressed in order to green and streamline the recycling process of Pb-acid batteries.

Intre obiectivele principale ale noului procedeu fiind eliminarea pierderilor și a poluării, direcții posibile pentru purificarea și tratarea pentru valorificare a acidului sulfuric, sunt:Among the main objectives of the new process being the elimination of losses and pollution, possible directions for the purification and treatment for recovery of sulfuric acid, are:

❖ purificare prin sisteme cu membrane (ex: nano filtrarea, electrodializa, dializa prin difuzie);❖ purification by membrane systems (eg nano filtration, electrodialysis, diffusion dialysis);

❖ precipitarea chimică cu formarea gipsului valorificabil;❖ chemical precipitation with the formation of recoverable gypsum;

❖ tratament biologic, prin care se biogenerează H2S.❖ biological treatment, through which H2S is biogenerated.

Tehnicile de electrodializă pot fi aplicate în scopul obținerii unui acid sulfuric purificat cu concentrația maximă de 20% H2SO4, care se corectează până la 32% H2SO4 prin amestecarea cu acid concentrat și se utilizează la umplerea bateriilor noi.Electrodialysis techniques can be applied to obtain a purified sulfuric acid with a maximum concentration of 20% H 2 SO 4 , which is corrected to 32% H 2 SO 4 by mixing with concentrated acid and used to fill new batteries.

Dintre procedeele avute în vedere pentru tratarea acidului sulfuric, cel cu perspectivele cele mai bune de aplicare industrială este cel de purificare prin precipitare chimică a impurităților și apoi valorificarea ca ghips pentru utilizare în industria materialelor de construcții. 9Among the processes considered for the treatment of sulfuric acid, the one with the best prospects for industrial application is the purification by chemical precipitation of impurities and then recovery as gypsum for use in the construction materials industry. 9

Procedeul de purificare a acidului sulfuric uzat și valorificarea acestuia sub formă de gips pur, conform invenției, cuprinde următoarele faze (figura 1):The process for the purification of spent sulfuric acid and its use in the form of pure gypsum according to the invention comprises the following steps (Figure 1):

❖ precipitarea ionilor de metale grele și a arsenului sub formă de sulfuri;❖ precipitation of heavy metal ions and arsenic in the form of sulfides;

❖ desulfurarea soluției rezultată după precipitarea ionilor de metale grele și a arsenului;❖ desulfurization of the solution resulting from the precipitation of heavy metal ions and arsenic;

❖ neutralizarea acidului liber cu carbonat de calciu cu obținerea de gips pur care să poată fi utilizat la fabricarea materialelor de construcții cum ar fi cimentu^U^❖ neutralization of free acid with calcium carbonate to obtain pure gypsum which can be used in the manufacture of building materials such as cement ^ U ^

<Κ-2 Ο Ο 8 Ο Ο 7 2 8<Κ-2 Ο Ο 8 Ο Ο 7 2 8

8 -09- 2008 ❖ neutralizarea acidului liber cu hidroxid de calciu cu obținerea unui gips impurificat ce va fi haldat;8 -09- 2008 ❖ neutralization of free acid with calcium hydroxide to obtain an impure gypsum that will be sealed;

Impuritățile care se găsesc în acid și trebuie îndepărtate în procesul de purificare, sunt cuprul (40 - 60 ppm), stibiul (50 - 70 ppm) și arsenul (1-3 ppm). Precipitarea impurităților este controlată de potențialul redox. Arsenul, cuprul și stibiul pot fi precipitate din soluția de acid sulfuric uzată sub formă de sulfuri, cu randamente de peste 95% (conținuturile reziduale în soluție fiind : As < 1 ppm; Sb < 0,2 ppm; Cu < 0,2 ppm), atunci când procesul se desfășoară în următoarele condiții de lucru:The impurities that are found in the acid and must be removed in the purification process are copper (40 - 60 ppm), antimony (50 - 70 ppm) and arsenic (1-3 ppm). The precipitation of impurities is controlled by the redox potential. Arsenic, copper and antimony can be precipitated from the used sulfuric acid solution in the form of sulfides, with yields exceeding 95% (residual contents in solution being: As <1 ppm; Sb <0.2 ppm; Cu <0.2 ppm ), when the process is carried out under the following working conditions:

agent de sulfurare: soluție sulfură de sodiu 90-130 g/1 Na2S (se mai pot utiliza soluții sulfură acidă de sodiu NaHS sau hidrogen sulfurat temperatura de lucru: 20-25°C potențialul de oxido-reducere al soluției ORP <100 mV.sulfurizing agent: sodium sulfide solution 90-130 g / 1 Na2S (sodium sulfide solutions NaHS or hydrogen sulfide can also be used working temperature: 20-25 ° C oxidation-reducing potential of ORP solution <100 mV.

în urma tratării soluției de acid sulfuric uzat cu soluție de Na2S, după filtrare, se obțin:After treatment of the spent sulfuric acid solution with Na 2 S solution, after filtration, the following are obtained:

soluția de acid sulfuric care se prelucrează în continuare pentru îndepărtarea surplusului de Na2S și H2S dizolvat în soluție;the sulfuric acid solution which is further processed to remove excess Na 2 S and H 2 S dissolved in the solution;

precipitatul de sulfuri.sulfide precipitate.

După oxidarea cu perhidrol a sulfurii de sodiu și a hidrogenului sulfurat dizolvat în soluția de acid sulfuric rezultă un acid cu < 6 ppm S2’, la un ORP > 400 mV.After oxidation with sodium hydride of sodium sulphide and hydrogen sulphide dissolved in the sulfuric acid solution, an acid of <6 ppm S 2 'results at an ORP> 400 mV.

Experimentările privind prima treaptă de neutralizare a soluțiilor de acid sulfuric prin tratarea cu carbonat de calciu, cu obținerea unui gips pur s-au efectuat în următoarele condiții de lucru:Experiments on the first stage of neutralization of sulfuric acid solutions by treatment with calcium carbonate with pure gypsum were carried out under the following working conditions:

pH ul de neutralizare: < 2 temperatura: 60 - 70°C;pH of neutralization: <2 temperature: 60 - 70 ° C;

timp: 2-3 ore;time: 2-3 hours;

Din punct de vedere chimic probele de ghips obținute în prima etapă de neutralizare se încadrează în clasa I conform SR ISO 1587 (Piatra de gips pentru fabricarea lianților. Prescripții). Din punct de vedere mineralogic difracția cu raze X a arătat ca in probele analizate a fost identificat CaSO42H2O. Caracteristicile fîzico-mecanice ale cimenturilor realizate cu probele de gips obținute la neutralizarea acidului (neutralizare I) sunt comparabile cu cele ale cimenturilor realizate cu roca de gips. Prin urmare, gipsurile provenite de la tratarea componenților lichizi rezultați în procesele de reciclare a bateriilor Pb-acid pot fi folosite în industria cimentului ca adaos regulator de priză.From a chemical point of view, the gypsum samples obtained in the first stage of neutralization fall into Class I according to SR ISO 1587 (Gypsum stone for the manufacture of binders. Requirements). From a mineralogical point of view, the X-ray diffraction showed that CaSO42H 2 O was identified in the analyzed samples. of gypsum. Therefore, gypsum from the treatment of liquid components resulting in the recycling of Pb-acid batteries can be used in the cement industry as a setting regulator.

Rezultatele experimentale obținute la treapta a II-a de neutralizare, au pus în evidj*^·1'^ următoarele: fa , A 3 (k-2 0 0 8 - 0 0 7 2 8The experimental results obtained in the second stage of neutralization, highlighted * ^ · 1 '^ the following: fa, A 3 (k-2 0 0 8 - 0 0 7 2 8

8 -09- 2008 concentrația impurităților în apa de proces scade sub 0.1 ppm atunci când neutralizarea soluției slab acide se face la pH > 8. La acest pH are loc în precipitarea hidrolitică în totalitate a Fe, Sb, Cd, Pb, Zn, Ni;8 -09- 2008 the concentration of impurities in the process water decreases below 0.1 ppm when the neutralization of the weakly acid solution is done at pH> 8. At this pH it takes place in the total hydrolytic precipitation of Fe, Sb, Cd, Pb, Zn, Ni ;

după filtrare s-a obținut un gips impur care conține cca 3,09% Fe, el neîncadrându-se în standardul SR ISO 1587. Acesta este un subprodus care nu are valoare economică și se haldează. De precizat că doar 8% din cantitatea de gips obținută se haldează, restul de 92% reprezentând gips pur ce se poate utiliza la fabricarea materialelor de construcții.after filtration, an impure gypsum was obtained containing about 3.09% Fe, which does not comply with the standard SR ISO 1587. This is a by-product that has no economic value and is dumped. It should be noted that only 8% of the amount of gypsum obtained is dumped, the remaining 92% being pure gypsum that can be used in the manufacture of construction materials.

Prin aplicarea unei astfel de tehnologii, acidul uzat din baterii nu va mai fi transformat într-un nămol nefolositor care se depune pe halde poluând solul, ci într-un produs valoros.By applying such a technology, the waste acid from the batteries will no longer be transformed into a useless sludge that is deposited on landfills polluting the soil, but into a valuable product.

Se dau în continuare două exemple de realizare a invenției conform fluxului tehnologic prezentat în figură:The following are two embodiments of the invention according to the technological flow shown in the figure:

Exemplu 1: 1000 ml acid sulfuric uzat care conține 50 ppm Cu, 60 ppm Sb, 2 ppm As se tratează cu sulfură de sodiu, la temperatura de 20°C, până când potențialul de oxidoreducere al soluției ORP <100 mV. După filtrare, acidul purificat se tratează în continuare cu soluție de apă oxigenată, la temperatura de 20°C, până când potențialul de oxido-reducere al soluției ORP > 400 mV. Acidul rezultat în urma desulfurării este neutralizat în prima treaptă cu carbonat de calciu, la pH < 2, la temperatura 65°C, timp de 2 ore. După filtrare se obține un ghips pur și o soluție care este în continuare tratată în treapta a doua de neutralizare, cu lapte de var. Concentrația impurităților în apa de proces scade sub 0.1 ppm atunci când neutralizarea soluției slab acide se face la pH > 8.Example 1: 1000 ml spent sulfuric acid containing 50 ppm Cu, 60 ppm Sb, 2 ppm As is treated with sodium sulfide at 20 ° C until the oxidation potential of the ORP solution <100 mV. After filtration, the purified acid is further treated with hydrogen peroxide solution at 20 ° C until the oxidation-reduction potential of the ORP solution> 400 mV. The desulfurization acid is neutralized in the first stage with calcium carbonate, at pH <2, at 65 ° C, for 2 hours. After filtration, a pure gypsum is obtained and a solution which is further treated in the second stage of neutralization with lime milk. The concentration of impurities in the process water decreases below 0.1 ppm when the neutralization of the weakly acidic solution is done at pH> 8.

Exemplu 2. se procedează ca la exemplul 1 cu deosebirea că la etapa de neutralizare I se introduce și o parte din suspensia obținută la neutralizare I (experiment I). Acest lucru va determina creșterea grăunților de ghips pur.Example 2. proceed as in Example 1 except that at neutralization stage I part of the suspension obtained at neutralization I is also introduced (experiment I). This will increase the growth of pure gypsum grains.

Claims (2)

1 8 -09- 20081 8 -09- 2008 REVENDICĂRIdemand 1. Procedeul de valorificare a acidului sulfuric uzat din bateriile plumb-acid, caracterizat prin aceea că acidul este purificat de metale grele și arsen, prin precipitare cu soluție de sulfură de sodiu, la temperatura de 20 - 25°C, până la ORP < 100 mV, apoi suspensia este filtrată, după care acidul purificat este tratat în continuare cu soluție de apă oxigenată, la temperatura de 20 - 25°C, până la ORP > 400mV, în continuare acidul uzat purificat și desulfurat este neutralizat până la pH < 2, cu carbonat de calciu, la temperatura de 60 - 70°C, timp de 2-3 ore, iar după filtrare gipsul pur se separă din soluția care va fi tratată în treapta a doua de neutralizare, cu lapte de var, la pH > 8, când se obține o cantitate foarte mică de ghips impur (doar 7% din cantitatea totală de ghips), iar concentrația impurităților în apa de proces scade sub 0.1 ppm.1. Process for the recovery of spent sulfuric acid from lead-acid batteries, characterized in that the acid is purified from heavy metals and arsenic by precipitation with sodium sulphide solution at a temperature of 20-25 ° C to ORP < 100 mV, then the suspension is filtered, after which the purified acid is further treated with hydrogen peroxide solution at a temperature of 20-25 ° C to an ORP> 400mV, then the purified and desulfurized waste acid is neutralized to pH < 2, with calcium carbonate, at a temperature of 60 - 70 ° C, for 2-3 hours, and after filtration the pure gypsum is separated from the solution to be treated in the second stage of neutralization, with lime milk, at pH > 8, when a very small amount of impure gypsum is obtained (only 7% of the total amount of gypsum), and the concentration of impurities in the process water decreases below 0.1 ppm. 2. Procedeu de valorificare a acidului uzat conform revendicării 1. este caracterizat prin aceea că, în scopul valorificării acidului uzat sub formă de ghips pur (resursă importantă pentru industria materialelor de construcții, cu valoare economică semnificativă), acesta se purifică cu soluție de sulfură de sodiu, la temperatura de 20 - 25°C, până la ORP <100 mV.Process for the recovery of waste acid according to Claim 1, characterized in that it is purified with sulfide solution for the purpose of recovering the spent acid in the form of pure gypsum (an important resource for the building materials industry with significant economic value). sodium, at a temperature of 20-25 ° C, up to ORP <100 mV.
ROA200800728A 2008-09-18 2008-09-18 Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum RO125292B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200800728A RO125292B1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200800728A RO125292B1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO125292A2 true RO125292A2 (en) 2010-03-30
RO125292B1 RO125292B1 (en) 2013-09-30

Family

ID=49224471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA200800728A RO125292B1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO125292B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RO125292B1 (en) 2013-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100572286C (en) Utilize arsenic-containing waste water to prepare the method for white arsenic
ES2389396T3 (en) Method for desulphurization of battery paste
CN102531236A (en) Treating method of arsenic in waste acid
CN103168109B (en) The process of manganous sulfate/manganous dithionate liquid
KR100264625B1 (en) Semen Method of Copper Electrolyte
CN110272144B (en) Treatment method of iron phosphate production wastewater
MX2013010182A (en) Method for producing a poorly soluble calcium-arsenic compound.
CN103773972A (en) Processing method for lead-bearing raw material
JP5062111B2 (en) Method for producing high-purity arsenous acid aqueous solution from copper-free slime
CN101760613A (en) Method for leaching zinc-containing ores
CN104561558A (en) Method for treating selenium-containing mercury acid mud
US9555362B2 (en) Method for separating arsenic and heavy metals in an acidic washing solution
CN102910760A (en) Treatment process of contaminated acid containing heavy metals
CN102328947B (en) Method for recovering strontium slag
CN104445425A (en) Preparation method of high-purity manganese sulfate
WO2024000013A1 (en) A process for treating impurity containing streams
SE441441B (en) SET IN A PLANT FOR PURIFICATION OF WASTE WATER OR RAVATTEN ASTADKOMMA A WATER SOLUTION WITH HIGH PHOSPHORES AND RECYCLING OF METAL COMPOUNDS
CN106565005A (en) High-sulfur floatation wastewater treatment and sodium sulfide recycling preparation method
CN101724748A (en) Method for leaching magnesium-containing ores
JP2003137545A (en) Waste acid gypsum production method
RO125292A2 (en) Process for purifying spent sulphuric acid and recovering the same as pure gypsum
JP4239801B2 (en) Method for producing waste acid gypsum
CN106380015A (en) Method for removing copper ions in nitric acid-containing copper sulfate waster liquid
WO2003025235A1 (en) Process for the recovery of lead from scrap batteries
CN115849627B (en) Treatment method of kiln flue gas desulfurization filtrate in zinc suboxide production industry