[go: up one dir, main page]

RU2390500C1 - Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов - Google Patents

Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов Download PDF

Info

Publication number
RU2390500C1
RU2390500C1 RU2008149995/15A RU2008149995A RU2390500C1 RU 2390500 C1 RU2390500 C1 RU 2390500C1 RU 2008149995/15 A RU2008149995/15 A RU 2008149995/15A RU 2008149995 A RU2008149995 A RU 2008149995A RU 2390500 C1 RU2390500 C1 RU 2390500C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arsenic
metals
aqueous solutions
stage
heavy metals
Prior art date
Application number
RU2008149995/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Святослав Николаевич Курсков (RU)
Святослав Николаевич Курсков
Владимир Николаевич Чупис (RU)
Владимир Николаевич Чупис
Олег Юрьевич Растегаев (RU)
Олег Юрьевич Растегаев
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии"
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 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" filed Critical Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии"
Priority to RU2008149995/15A priority Critical patent/RU2390500C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2390500C1 publication Critical patent/RU2390500C1/ru

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и других водных кислых растворов, содержащих мышьяк и тяжелые металлы - хром, марганец, железо, никель, медь, цинк, стронций, кадмий, свинец, и может быть использовано в химической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности, имеющих токсичные воды, содержащие указанные металлы в концентрации, превышающей значения ПДК. Для осуществления способа обработку водных растворов проводят в две стадии с удалением образующегося осадка после каждой стадии, при этом на первой стадии осаждение проводят ионами железа, затем окислителем с последующим доведением рН до 6,5-7,0, а на второй стадии - ионами трехвалентного железа с последующим доведением рН до 10,0-10,5. Изобретение обеспечивает повышение эффективности вывода из сточных вод мышьяка и сопутствующих ему металлов в виде нерастворимых соединений и доведение концентраций металлов и мышьяка в очищенной воде до значений ниже их значений ПДК. 2 табл.

Description

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод от соединений мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов, к которым относятся: хром, марганец, никель, цинк, стронций, кадмий, свинец. Данное изобретение может быть использовано в различных технологических процессах в химической, металлургической и машиностроительной отраслях промышленности.
Известен способ вывода мышьяка из производства в виде арсената кальция, включающий осаждение растворенного мышьяка известковым молоком (Чижиков Д.М. Металлургия тяжелых металлов // Удаление олова, мышьяка и сурьмы щелочным рафинированием. - М.-Л.: Изд. Академии наук СССР, 1948, гл.18, с.265 и 266). Недостатком данного способа является то, что после осаждения мышьяка в маточном растворе его остается еще достаточное количество, мышьяк в растворенном виде поступает в подземные грунтовые воды и неблагоприятно воздействует на окружающую среду.
Известен способ вывода мышьяка из мышьяксодержащих материалов путем осаждения растворенного мышьяка в нейтральной среде осадителем, в качестве которого используют сульфат железа +3 в весовом соотношении 3,5-5,5:1 к растворенному мышьяку, а для перевода ионов Fe+2 в Fe+3, As+3 в As+5 используют какой-либо окислитель, например пиролюзит (Патент RU №2226562, кл. С22В 30/04 C02F 1/62, 2004). Данный патент принят за прототип. В результате в виде осадка получают арсенат железа +3, который нерастворим в воде и может храниться, не загрязняя окружающей среды. В растворе после осаждения мышьяка оставалось 0,33 г/л; извлечение мышьяка составляло - 97,18%.
Недостатком способа, принятого за прототип, является очистка водных растворов только от соединений мышьяка, соединения тяжелых металлов остаются в растворе.
Задачей предлагаемого изобретения является очистка водных растворов или сточных вод не только от мышьяка, но и от целого ряда сопутствующих мышьяку металлов, концентрация которых в сточной воде превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) - хром, марганец, никель, цинк, стронций, кадмий, свинец.
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов, включающем последовательное осаждение труднорастворимых соединений ионами железа в присутствии окислителя, обработку очищаемых водных растворов проводят в две стадии с удалением образующегося осадка после каждой стадии, при этом на первой стадии рН обрабатываемого раствора равен 6,5-7,0, а на второй стадии - 10-10,5.
Предлагаемый способ очистки водных растворов осуществляют следующим образом. Исходный раствор доводят до нейтральной рН с помощью дешевых реагентов: каустической или кальцинированной содой (или их смесью). Можно использовать оборотные реагенты или же отходы производства, которые при сливании дадут нейтральную рН. Осаждение мышьяка и всех сопутствующих металлов проводят ионами железа +3; исходным реагентом может быть отработанный раствор железа +2 в весовом отношении 2-5:1 ко всем растворенным соединениям металлов, сопутствующих мышьяку. Для перевода ионов мышьяка +3 в мышьяк +5, и железа +2 в железо +3 можно использовать любой окислитель или проводить оксидирование раствора кислородом воздуха методом аэрации.
В результате окислительно-восстановительных процессов в растворе появляются ионы с различными степенями окисления, такие как Fe+2, Fe+3, As+3, As+5, Cr+2, Cr+3, Cr+6, Mn+2, Mn+3, неизменными остаются ионы Ni+2, Zn+2, Sr+2, Cd+2, Pb+2. Взаимодействие этих элементов друг с другом в нейтральной и щелочной среде приводит к образованию нерастворимых соединений, в частности арсенатов железа и других металлов, хроматов свинца, кадмия, стронция, цинка, марганца, оксидов и гидроксидов вышеперечисленных элементов, имеющих крайне низкие произведения растворимости.
На первой стадии полностью осаждаются соединения мышьяка, хрома, стронция.
На второй стадии можно использовать любую соль железа +3, например хлорид железа (+3), без дополнительного окисления раствора.
На второй стадии окончательно осаждаются соединения марганца, никеля, кадмия, цинка, свинца.
В результате предложенного способа происходит очистка водных растворов (сточных вод) от мышьяка и тяжелых металлов до концентраций ниже их значений ПДК. Контроль концентраций осаждаемых металлов и мышьяка в процессе отделения проводят масс-спектрометрическим методом.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.
Пример 1.
1-ая стадия очистки.
К раствору (сточные воды производства мышьяка и мышьяксодержащих соединений, имеющие рН<6) мышьяка с сопутствующими металлами (концентрации приведены в табл.1) добавляют раствор FeSO4 в весовом соотношении 5:1 (массы Fe ко всем металлам). Затем при непрерывном перемешивании добавляют MnO2 по стехиометрии для окисления As+3 в As+5 и Fe+2 в Fe+3. Затем добавлением Na2CO3 доводят рН до 6,5-7,0. Выдерживают очищаемый раствор в течение 1-3 суток, фильтрацией отделяют осадок. Далее обрабатывают фильтрат.
2-ая стадия очистки.
К фильтрату добавляют FeCl3 в весовом соотношении 2:1 ко всей массе удаляемых металлов, добавляют раствор NaOH до рН 10,0-10,4, выдерживают 1-3 дня и фильтруют от образовавшегося осадка.
Содержание мышьяка и сопутствующих металлов на разных стадиях очистки сточных вод сведено в табл.1
Таблица 1
Исходные концентрации элементов и на 1 и 2 стадиях очистки (степень очистки, %)
Элемент ПДК рыб. хоз., мг/л ПДКв, мг/л Исходн. конц, мг/л 1-ая стадия очистки, мг/л (ст. оч., %) 2-ая стадия очистки, мг/л (ст. оч., %)
мышьяк 0,05 0,01 4,86 0,007 (99,86) 0,007 (99,86)
марганец 0,01 0,1 0,10 0,03 (70) 0,002 (98)
никель 0,01 0,02 1,12 0,80 (28,6) 0,008 (99,29)
цинк 0,01 1,0 0,48 0,05 (89,58) 0,007 (98,54)
стронций 0,4 7,0 0,46 0,02 (95,65) 0,002 (99,57)
кадмий 0,005 0,001 0,55 0,35 (36,36) 0,002 (99,64)
свинец 0,006 0,01 0,69 0,02 (97,1) 0,001 (99,86)
хром 0,02 0,05 2,16 0,01 (99,54) 0,01 (99,54)
Извлечение мышьяка из раствора составило 99,86%,
Пример 2.
1-ая стадия очистки.
К раствору (сточные воды производства мышьяка и мышьяксодержащих соединений, имеющие рН<6) мышьяка с сопутствующими металлами (концентрации приведены в табл.2) добавляют сточные воды производства химической обработки стальных изделий, содержащие кислые растворы ионов железа без других тяжелых металлов, в весовом соотношении 3:1 (массы Fe ко всем элементам). Затем при непрерывном перемешивании добавляют концентрированный р-р Н2О2 по стехиометрии (примерно 1% от объема сточной воды) для окисления As+3 в As+5 и Fe+2 в Fe+3. Затем добавлением Na2CO3 доводят рН до 6,5-7,0. Выдерживают очищаемый раствор в течение 1-3 суток, фильтрацией (можно декантацией) отделяют осадок. Далее обрабатывают фильтрат.
2-ая стадия очистки.
К фильтрату при интенсивном перемешивании (чтобы происходило насыщение раствора кислородом воздуха) добавляют FeSO4 в весовом соотношении 2:1 ко всей массе удаляемых металлов, добавляют раствор NaOH до рН 10,0-10,4, выдерживают 1-3 дня и сливают с образовавшегося осадка. Содержание мышьяка и сопутствующих металлов на разных стадиях очистки сточных вод сведено в табл.2
Таблица 2
Исходные концентрации элементов и на 1 и 2 стадиях очистки (степень очистки, %)
Элемент ПДК рыб. хоз., мг/л ПДКв, мг/л Исходн. конц, мг/л 1-ая стадия очистки, мг/л (ст. оч., %) 2-ая стадия очистки, мг/л (ст. оч., %)
мышьяк 0,05 0,01 5,34 0,008 (99,85) 0,008 (99,85)
марганец 0,01 0,1 0,11 0,03 (72,73) 0,002 (98,18)
никель 0,01 0,02 1,08 0,77 (28,7) 0,007 (99,35)
цинк 0,01 1,0 0,48 0,03 (93,75) 0,006 (98,75)
стронций 0,4 7,0 0,42 0,006 (98.57) 0,002 (99,52)
кадмий 0,005 0,001 0,48 0,31 (35,42) 0,002 (99,58)
свинец 0,006 0,01 0,79 0,02 (97,47) 0,001 (99,87)
хром 0,02 0,05 2,57 0,01 (99,61) 0,01 (99,61)
Пример 3.
1-ая стадия очистки.
К раствору (сточные воды производства мышьяка и мышьяксодержащих соединений, имеющие рН≤6) мышьяка с сопутствующими металлами (концентрации приведены в табл.2) добавляют раствор ионов железа +3 в весовом соотношении 3:1 (массы Fe ко всем элементам). Затем при непрерывном перемешивании добавляют концентрированный р-р H2O2 по стехиометрии (примерно 1% от объема сточной воды) для окисления As+3 в As+5. Затем добавлением Na2CO3 доводят рН до 6,5-7,0. Выдерживают очищаемый раствор в течение 1-3 суток, фильтрацией (можно декантацией) отделяют осадок. Далее обрабатывают фильтрат.
2-ая стадия очистки.
К фильтрату при интенсивном перемешивании (чтобы происходило насыщение раствора кислородом воздуха) добавляют FeSO4 в весовом соотношении 2:1 ко всей массе удаляемых металлов, добавляют раствор NaOH до рН 10,5 затем выдерживают 1-3 дня и сливают с образовавшегося осадка.
Исходные концентрации, а также концентрации элементов на 1-ой и 2-ой стадиях очистки, соответственно, оказывались идентичными второму примеру (табл.2).
Извлечение мышьяка из раствора составило 99,85%, что выше, чем у прототипа, и наряду с этим предложенный способ позволяет извлекать сопутствующие тяжелые металлы до 98,18-99,87%.
В настоящем изобретении можно использовать для извлечения мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов отработанный раствор промышленного производства, который содержит ионы железа. Тем самым происходит одновременная утилизация двух отходов.
Поскольку большинство производств, связанных с добычей, переработкой и выделением мышьяка не могут обходиться без образования различных отходов, в том числе и водных, настоящее изобретение может иметь широкое применение.

Claims (1)

  1. Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов: хрома, марганца, никеля, цинка, стронция, кадмия, свинца - осаждением труднорастворимых соединений ионами железа в присутствии окислителя, отличающийся тем, что обработку водных растворов проводят в две стадии с удалением образующегося осадка после каждой стадии, при этом на первой стадии осаждение проводят ионами железа, затем окислителем с последующим доведением рН до 6,5-7,0, а на второй стадии - ионами трехвалентного железа с последующим доведением рН до 10,0-10,5.
RU2008149995/15A 2008-12-17 2008-12-17 Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов RU2390500C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149995/15A RU2390500C1 (ru) 2008-12-17 2008-12-17 Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149995/15A RU2390500C1 (ru) 2008-12-17 2008-12-17 Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2390500C1 true RU2390500C1 (ru) 2010-05-27

Family

ID=42680404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149995/15A RU2390500C1 (ru) 2008-12-17 2008-12-17 Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390500C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592596C2 (ru) * 2014-12-25 2016-07-27 Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" Способ очистки растворов от селена и мышьяка
RU2615023C2 (ru) * 2015-04-30 2017-04-03 Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов" ОАО "Иргиредмет" Способ комплексной очистки сточных вод от цианидов, тиоцианатов, мышьяка, сурьмы и тяжелых металлов
RU2725315C1 (ru) * 2019-03-19 2020-07-02 Анатолий Григорьевич Демахин Способ очистки воды от соединений мышьяка
CN115873601A (zh) * 2022-11-24 2023-03-31 安徽国祯环境修复股份有限公司 重金属钝化剂、土壤修复材料及镉砷复合污染物修复方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024769A (en) * 1988-07-29 1991-06-18 Union Oil Company Of California Method of treating an arsenic-containing solution
RU2100288C1 (ru) * 1993-05-18 1997-12-27 Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом Способ очистки сточных вод и водных растворов солей щелочных металлов от мышьяка
RU2226562C2 (ru) * 2001-06-07 2004-04-10 Ван Геннадий Владимирович Способ вывода мышьяка из мышьяксодержащих материалов
WO2006119771A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Microdrop Aqua Aps Method and device for removing contaminant trace species, especially arsenic, from water
RU2312820C1 (ru) * 2006-05-10 2007-12-20 Олег Григорьевич Передерий Способ очистки растворов от мышьяка

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024769A (en) * 1988-07-29 1991-06-18 Union Oil Company Of California Method of treating an arsenic-containing solution
RU2100288C1 (ru) * 1993-05-18 1997-12-27 Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом Способ очистки сточных вод и водных растворов солей щелочных металлов от мышьяка
RU2226562C2 (ru) * 2001-06-07 2004-04-10 Ван Геннадий Владимирович Способ вывода мышьяка из мышьяксодержащих материалов
WO2006119771A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Microdrop Aqua Aps Method and device for removing contaminant trace species, especially arsenic, from water
RU2312820C1 (ru) * 2006-05-10 2007-12-20 Олег Григорьевич Передерий Способ очистки растворов от мышьяка

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2592596C2 (ru) * 2014-12-25 2016-07-27 Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" Способ очистки растворов от селена и мышьяка
RU2615023C2 (ru) * 2015-04-30 2017-04-03 Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов" ОАО "Иргиредмет" Способ комплексной очистки сточных вод от цианидов, тиоцианатов, мышьяка, сурьмы и тяжелых металлов
RU2725315C1 (ru) * 2019-03-19 2020-07-02 Анатолий Григорьевич Демахин Способ очистки воды от соединений мышьяка
CN115873601A (zh) * 2022-11-24 2023-03-31 安徽国祯环境修复股份有限公司 重金属钝化剂、土壤修复材料及镉砷复合污染物修复方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3842907B2 (ja) 金属含有排水の処理および有価金属の回収方法
US4419246A (en) Removal of heavy metal ions
CA2605005C (en) Method for the recovery of valuable metals and arsenic from a solution
CN102765831B (zh) 一种含重金属及砷的废水净化方法
KR102119234B1 (ko) 시안 함유 폐수의 처리방법
US20050274678A1 (en) Integrated technology in sequential treatment of organics and heavy metal ions wastewater
AU2019412815B2 (en) Procedure for obtaining scorodite with a high arsenic content from acidic solutions with high content of sulfuric acid
KR101618938B1 (ko) 난용성 칼슘-비소 화합물의 제조 방법
CA2388987A1 (en) Cyanide detoxification process
RU2390500C1 (ru) Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов
GB2530482A (en) Method of removing metal ions from aqueous solutions
CN113772802A (zh) 一种基于锰氧化物修饰的铜锰尖晶石降解水中双酚a的方法
US10730768B2 (en) Method for reducing selenium and heavy metals in industrial wastewaters
JP4894403B2 (ja) シアン含有排水の処理方法及び装置
CN113307350A (zh) 一种电镀废水中重金属快速沉淀和cod高效去除的高级氧化工艺
JP5719320B2 (ja) 亜鉛めっき廃液からの亜鉛回収方法
JP2004290777A (ja) ヒ素含有水の処理方法
JP4639309B2 (ja) シアン含有廃水の処理方法
CZ293864B6 (cs) Způsob přípravy použitelných produktů ze znečištěného roztoku síranu železitého
AU2017221284B2 (en) Process for reduction of sulfide from water and wastewater
JP2006136843A (ja) セレン含有水の処理方法
CN105565546B (zh) 一种去除高盐废水中氨氮及硝酸盐氮的方法
CN114772816A (zh) 一种含重金属铊的污水净化处理方法
JP4614093B2 (ja) 砒素含有排水の処理方法
RU2226562C2 (ru) Способ вывода мышьяка из мышьяксодержащих материалов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161218