[go: up one dir, main page]

RU2666859C2 - Способ комплексной очистки шахтных вод - Google Patents

Способ комплексной очистки шахтных вод Download PDF

Info

Publication number
RU2666859C2
RU2666859C2 RU2016147246A RU2016147246A RU2666859C2 RU 2666859 C2 RU2666859 C2 RU 2666859C2 RU 2016147246 A RU2016147246 A RU 2016147246A RU 2016147246 A RU2016147246 A RU 2016147246A RU 2666859 C2 RU2666859 C2 RU 2666859C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
purification
mine water
copper
nickel
Prior art date
Application number
RU2016147246A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016147246A (ru
RU2016147246A3 (ru
Inventor
Алексей Анатольевич Королев
Александр Тимофеевич Крестьянинов
Сергей Александрович Краюхин
Константин Леонидович Тимофеев
Василий Анатольевич Кочин
Василий Романович Курдюмов
Original Assignee
Акционерное общество "Уралэлектромедь"
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 Акционерное общество "Уралэлектромедь" filed Critical Акционерное общество "Уралэлектромедь"
Priority to RU2016147246A priority Critical patent/RU2666859C2/ru
Publication of RU2016147246A publication Critical patent/RU2016147246A/ru
Publication of RU2016147246A3 publication Critical patent/RU2016147246A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2666859C2 publication Critical patent/RU2666859C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J45/00Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в технологии очистки шахтных вод от меди, никеля, марганца и солей жесткости для получения воды хозяйственно-питьевого назначения вплоть до норм, предъявляемых к питьевой воде. Способ осуществляют путем комплексной многоступенчатой очистки воды. На первой стадии шахтные воды фильтруют через загрузку кварцевого песка крупностью 0,8-2,0 мм, на второй стадии медь, никель и марганец извлекают в трех и более сорбционных фильтрах аминодиацетатным ионитом с расходом 5-10 удельных объемов по загрузке одного фильтра. Затем шахтные воды обрабатывают 20%-ным раствором карбоната натрия до рН 6,5-8,5. Образующиеся карбонаты кальция и магния удаляют на стадии ультрафильтрации и очищенные воды обеззараживают ультрафиолетовым излучением. Способ обеспечивает комплексную очистку шахтных вод от загрязняющих элементов с высокой эффективностью удаления примесей. 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к способам очистки шахтных вод от тяжелых металлов, преимущественно от меди, никеля и марганца, а также от солей жесткости (кальция и магния), и может быть использовано для получения воды хозяйственно-питьевого назначения благодаря высокой эффективности удаления обозначенных примесей.
Известен способ очистки шахтных вод от кальция и магния с помощью фильтрации через неорганический сорбент - прокаленную опоку, получаемую путем обжига глиноземистой опоки фракций <0,5 мм и 0,5-1,0 мм в массовом соотношении 5 к 2 соответственно до температуры 1000-1100°С [1]. К недостаткам указанного способа следует отнести низкую степень извлечения опокой ионов меди, никеля и марганца из шахтной воды, а также невозможность проведения регенерации сорбента в силу особенностей его состава, что приводит к необходимости утилизации отработанного материала и его постоянной замены.
Известен способ очистки шахтных вод от загрязнений, включая медь, никель, марганец, и соли жесткости, с помощью обратного осмоса, при котором происходит разделение потока воды под давлением 2,0-2,5 МПа на глубокодеминерализованный пермеат и концентрат [2]. К недостаткам данного способа относится необходимость специальной реагентной подготовки шахтной воды, что включает в себя добавление коагулянта для осаждения взвешенных веществ, метабисульфата натрия для связывания свободного хлора, разрушающего мембраны установки обратного осмоса, антинакипина и серной кислоты для предотвращения отложения солей жесткости и солей железа, марганца соответственно на мембранах установки. Это требует установки дополнительного оборудования и средств контроля дозирования реагентов, ведет к дополнительным экономическим затратам. Общий недостаток схем с обратным осмосом - необходимость утилизации концентратов с установки обратного осмоса, которые возможно обезвредить лишь упариванием с получением сухих солей.
Известен способ очистки подземных вод от марганца и солей жесткости путем окисления соединений первого кислородом воздуха и фильтрацией на инертной загрузке с последующим умягчением 4%-ным раствором гидроксида натрия [3]. К недостаткам известного способа необходимо отнести невозможность очистки воды от меди и никеля, а также высокую стоимость щелочи, используемой для ее умягчения.
Существует способ очистки воды от марганца путем фильтрации через загрузку термически модифицированной при 400-600°С марганцевой руды карбонатного типа, которая одновременно является катализатором окисления марганца до малорастворимого соединения [4]. Однако данный способ не предполагает очистку шахтных вод от меди, никеля и солей жесткости. Кроме этого каталитическая загрузка чувствительна к уровню рН исходной воды: при рН<6,0 возможно ее растворение с выносом ионов марганца в отфильтрованную воду.
Наиболее близким к заявляемой технологии очистки шахтных вод является способ извлечения меди и железа из них с помощью сорбции на аминодиацетатном ионите (ионообменная смола) АНКБ-35 в Н+-форме с последующей десорбцией смолы серной кислотой с получением концентрированных элюатов [5]. В данном способе происходит концентрирование ионов меди с 0,15 г/дм3 в исходной шахтной воде до 4,60 г/дм3 в элюате, железа - с 0,88 до 5,28 г/дм3. Здесь же предложен метод увеличения селективности извлечения меди с целью получения более чистых медьсодержащих элюатов, что достигается гидролитическим осаждением железа при рН=3,5 перед стадией сорбционной очистки. К недостаткам данного способа следует отнести отсутствие информации по комплексной очистке никеля и марганца на указанной ионообменной смоле, несмотря на схожий с медью и железом механизм извлечения данных металлов.
Задачей предлагаемого изобретения является очистка шахтных вод от ионов меди, никеля и марганца с их последующим умягчением, что может быть использовано в комплексной очистке шахтных вод от любых примесей.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе шахтная вода проходит через несколько стадий очистки. На первой стадии, фильтрации через загрузку кварцевого песка крупностью 0,8-2,0 мм, происходит улавливание механических примесей. На второй стадии медь, никель и марганец извлекаются в сорбционных фильтрах аминодиацетатным ионитом с расходом 5-10 удельных объемов по загрузке одного фильтра. Для получения чистых никелевых элюатов, которые можно использовать в производстве никеля сернокислого, предусмотрена обработка шахтной воды через три и более ступени фильтров, загруженных ионитом. Селективное извлечение ионов никеля происходит на фильтре второй ступени. После сорбционной очистки шахтную воду обрабатывают 20%-ным раствором карбоната натрия, что позволяет корректировать уровень рН воды до 6,5-8,5, а также снизить содержание солей жесткости после начала их выноса с ионообменной смолы. Образующиеся карбонаты кальции и магния удаляют на стадии ультрафильтрации. Очищенные воды обеззараживают ультрафиолетовым излучением.
Суть предлагаемого изобретения поясняется примерами.
Пример 1
Шахтная вода подвергалась очистке, включающей следующие стадии:
1) очистка от механических примесей на фильтре, загруженном кварцевым песком;
2) сорбционная очистка от меди, никеля и марганца на фильтрах, загруженных аминодиацетатным ионитом;
3) корректировка уровня рН воды и ее умягчение 20%-ным раствором карбоната натрия;
4) ультрафильтрация воды для удаления взвеси карбонатов кальция и магния;
5) обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением;
6) регенерация смолы 5%-ным раствором соляной кислоты с получением никельсодержащего элюата.
Извлечение меди в данном случае достигло 98%, никеля - 95%, марганца - 99%. В результате умягчения удалось удалить до 95% кальция и до 40% магния. Составы исходных и очищенных шахтных вод в сравнении с требованиями санитарных норм и правил приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Пример 2
Шахтная вода подвергалась очистке, включающей стадии аналогичные примеру 1, кроме:
6) регенерация смолы 10%-ным раствором серной кислоты с получением никельсодержащего элюата.
Показатели извлечения примесей аналогичны примеру 1. После регенерации смолы получены элюаты с большим содержанием по никелю на 10% и меньшим по марганцу на 6%, чем после регенерации соляной кислотой, что делает более предпочтительным использование серной кислоты. Из полученного раствора никель может быть извлечен упариванием с получением семиводного сульфата никеля по ГОСТ 4465-74.
Пример 3
Шахтная вода подвергалась очистке, включающей стадии аналогичные примеру 1, но дополнительно было проведено:
7) химическое обеззараживание воды 34%-ным раствором гипохлорита натрия. Показатели извлечения примесей и качество очищенной воды аналогичны примеру 1.
Источники информации
1. Шувалов Ю.В., Кузьмин Д.Н., Грищенко А.Е., Волковская С.Г. Способ очистки шахтных вод // Патент РФ №2260565 от 21.10.04. Опубл. в бюл. №26, 20.09.2005.
2. Янковский Н.А., Степанов В.А. Способ получения глубокодеминерализованной воды // Патент РФ №2281257 от 07.09.2004 г. Опубл. в бюл №6, 10.08.2006.
3. Журба М.Г., Говорова Ж.М., Говоров О.Б., Амосова Э.Г., Долгополов П.И., Роговой В.А., Журавлев С.П. Способ очистки подземных вод от железа, марганца и солей жесткости // Патент РФ №2285669 от 14.05.2005. Опубл. в бюл. №29, 20.10.2006.
4. Бочкарев Г.Р., Белобородое А.В., Пушкарева Г.И., Скитер Н.А. Способ очистки воды от марганца // Патент РФ №2184708 от 15.01.2001. Опубл. в бюл. №19 10.07.2002.
5. Черный М.Л. Сорбционное извлечение редкоземельных и цветных металлов из шахтных вод и пульп: дис. … канд. техн. наук: 05.17.02 / М.Л. Черный; Уральский государственный технический университет. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - 142 с.: ил. (На правах рукописи).
6. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01. - М., 2002. - 62 с.

Claims (1)

  1. Способ комплексной очистки шахтной воды, включающий стадии механической очистки и сорбции меди на аминодиацетатном ионите, отличающийся тем, что на первой стадии шахтные воды фильтруют через загрузку кварцевого песка крупностью 0,8-2,0 мм, на второй стадии медь, никель и марганец извлекают в трех и более сорбционных фильтрах аминодиацетатным ионитом с расходом 5-10 удельных объемов по загрузке одного фильтра, затем шахтные воды обрабатывают 20%-ным раствором карбоната натрия до рН 6,5-8,5, образующиеся карбонаты кальция и магния удаляют на стадии ультрафильтрации и очищенные воды обеззараживают ультрафиолетовым излучением.
RU2016147246A 2016-12-01 2016-12-01 Способ комплексной очистки шахтных вод RU2666859C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147246A RU2666859C2 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ комплексной очистки шахтных вод

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147246A RU2666859C2 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ комплексной очистки шахтных вод

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016147246A RU2016147246A (ru) 2018-06-01
RU2016147246A3 RU2016147246A3 (ru) 2018-06-01
RU2666859C2 true RU2666859C2 (ru) 2018-09-12

Family

ID=62557485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147246A RU2666859C2 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ комплексной очистки шахтных вод

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2666859C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819595C1 (ru) * 2023-08-16 2024-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Способ очистки раствора, используемого при разделении твердой смеси хлоридов калия и натрия, содержащейся в природной руде

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2130477A1 (de) * 1971-06-19 1972-12-21 Bayer Ag Verfahren zur Trennung des Kupfers von den Metallen Eisen,Kobalt,Nickel und/oder Mangan
US4502645A (en) * 1981-07-28 1985-03-05 Ryobi Limited Fishing spinning reels
RU2033440C1 (ru) * 1992-11-19 1995-04-20 Шуленина Зинаида Макаровна Способ извлечения меди из растворов
RU2125105C1 (ru) * 1996-12-06 1999-01-20 Внедренческий научно-экспериментальный центр "Экотур"(ИП ВНЭЦ) Способ извлечения никеля из отработанных растворов гальванических производств
RU2213154C2 (ru) * 2001-11-01 2003-09-27 Рычков Владимир Николаевич Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп
CN101628761A (zh) * 2009-08-18 2010-01-20 湖南邦普循环科技有限公司 废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法
RU2430981C1 (ru) * 2010-03-30 2011-10-10 Владимир Алексеевич Гуров Способ извлечения никеля из растворов и очистки от примесей

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2130477A1 (de) * 1971-06-19 1972-12-21 Bayer Ag Verfahren zur Trennung des Kupfers von den Metallen Eisen,Kobalt,Nickel und/oder Mangan
US4502645A (en) * 1981-07-28 1985-03-05 Ryobi Limited Fishing spinning reels
RU2033440C1 (ru) * 1992-11-19 1995-04-20 Шуленина Зинаида Макаровна Способ извлечения меди из растворов
RU2125105C1 (ru) * 1996-12-06 1999-01-20 Внедренческий научно-экспериментальный центр "Экотур"(ИП ВНЭЦ) Способ извлечения никеля из отработанных растворов гальванических производств
RU2213154C2 (ru) * 2001-11-01 2003-09-27 Рычков Владимир Николаевич Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп
CN101628761A (zh) * 2009-08-18 2010-01-20 湖南邦普循环科技有限公司 废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法
RU2430981C1 (ru) * 2010-03-30 2011-10-10 Владимир Алексеевич Гуров Способ извлечения никеля из растворов и очистки от примесей

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE 2130477 A1, 19/01.1971. *
ФРОГ Б.Н., ЛЕВЧЕНКО А.П. Водоподготовка. Москва, изд. "Ассоциация строительных вузов", 2007, с. 452. *
ЧЕРНЫЙ М.Л. Сорбционное извлечение редкоземельных и цветных металлов из шахтных вод и пульп. Авто диссертации на соискание ученой степени кандитата технических наук. Екатеринбург, 2005 г. *
ЧЕРНЫЙ М.Л. Сорбционное извлечение редкоземельных и цветных металлов из шахтных вод и пульп. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандитата технических наук. Екатеринбург, 2005 г. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819595C1 (ru) * 2023-08-16 2024-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Способ очистки раствора, используемого при разделении твердой смеси хлоридов калия и натрия, содержащейся в природной руде

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016147246A (ru) 2018-06-01
RU2016147246A3 (ru) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230159346A1 (en) Facile, low-energy routes for the production of hydrated calcium and magnesium salts from alkaline industrial wastes
TWI616404B (zh) 含硼水的處理方法及裝置
KR102248622B1 (ko) 생물학적으로 처리된 폐수에서 소듐 술페이트의 제거
US20130020259A1 (en) Membrane and Electrodialysis based Seawater Desalination with Salt, Boron and Gypsum Recovery
MX2011001303A (es) Proceso hibrido de recuperacion mejorado con osmosis inversa.
CN103214115B (zh) 一种强酸阳离子交换树脂贫再生的水处理方法
CN208617376U (zh) 一种废盐的再利用装置
CN109930169B (zh) 一种废盐的纯化方法和装置
WO2010135561A2 (en) Method for treatment and purification of seawater to recover high purity sodium chloride for industrial usage
CN103466844A (zh) 含铅废水处理与回用的工艺与设备
CN111233233A (zh) 一种ro浓缩液的资源化利用方法及装置
RU2720420C1 (ru) Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов
CN204981431U (zh) 一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统
JP2004330148A (ja) セメントキルン燃焼ガス抽気ダストの処理方法
RU2666859C2 (ru) Способ комплексной очистки шахтных вод
CN211921173U (zh) 一种ro浓缩液的资源化利用装置
JP2020058963A (ja) 水処理装置および水処理方法
CN107662987A (zh) 从盐水中生产有用化学品的方法和系统
JP5023809B2 (ja) 塩化ナトリウム水溶液の電解方法
RU2225369C1 (ru) Способ очистки природных вод
CN103449627B (zh) 一种废水处理方法
JP4821170B2 (ja) 超純水製造装置
CN105366840A (zh) 一种铜业冶炼废水除盐方法
JPS58156393A (ja) 塩水精製方法
CN119240982B (zh) 一种铀钼矿酸法氧压浸出工艺废水资源化处理方法