[go: up one dir, main page]

RU2667566C1 - Method of preparation of galvanic sludge for its utilization - Google Patents

Method of preparation of galvanic sludge for its utilization Download PDF

Info

Publication number
RU2667566C1
RU2667566C1 RU2017131188A RU2017131188A RU2667566C1 RU 2667566 C1 RU2667566 C1 RU 2667566C1 RU 2017131188 A RU2017131188 A RU 2017131188A RU 2017131188 A RU2017131188 A RU 2017131188A RU 2667566 C1 RU2667566 C1 RU 2667566C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
galvanic sludge
galvanic
sludge
carbon black
mixing
Prior art date
Application number
RU2017131188A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Макаров
Сахиба Зияддин Кзы Калаева
Ирина Николаевна Захарова
Мария Андреевна Кручина
Андрей Юрьевич Дубов
Ксения Алексеевна Лосева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ"
Priority to RU2017131188A priority Critical patent/RU2667566C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2667566C1 publication Critical patent/RU2667566C1/en

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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to the preparation of galvanic sludge – hydroxides of heavy metals, which are formed during the purification of waste waters of galvanic areas, for their subsequent disposal. Galvanic sludge is mixed in the reactor with a reducing agent of oxidized metals. Prior to mixing, dewatering of galvanic sludge is carried out on vacuum filters or filter presses. It is stirred at the normal temperature for 20–25 minutes. As the reducing agent waste of technical carbon is used, which is introduced in the preparation of galvanic sludge in the amount of 15–100 % of the dry matter of galvanic sludge. At the same time, 80–100 % of the dehydrated galvanic sludge is fed to the reactor before loading of carbon black waste, and the carbon black waste during the mixing time is introduced in three parts – immediately after the loading of carbon black, 5–10 minutes from the beginning of mixing and then after 5–10 min at the stopped agitator.
EFFECT: method provides for the reduction of oxidized metals and their recovery for reuse.
1 cl

Description

Изобретение относится к области подготовки гальваношламов-гидроксидов тяжелых металлов, образующихся при очистке сточных вод гальванических участков, для последующей утилизации.The invention relates to the field of preparation of galvanic sludge-hydroxides of heavy metals generated during wastewater treatment of galvanic sections, for subsequent disposal.

Проблема утилизации гальваношламов является межотраслевой, поскольку гальванические цехи и участки имеются на большинстве крупных предприятий, но наиболее она выражена в машиностроении, где широко используется набор гальванических операций (травление, хромирование, никелирование, цинкование, меднение и др.) Отработанные рабочие растворы и промывные воды, идущие на очистку различными способами порождают различие в количественном и качественном составе гальваношламов по ионам тяжелых металлов.The problem of disposal of galvanic sludge is an interdisciplinary one, since galvanic shops and sites are available at most large enterprises, but it is most pronounced in mechanical engineering, where a wide range of galvanic operations (pickling, chromium plating, nickel plating, zinc plating, copper plating, etc.) are widely used. going for cleaning in various ways give rise to a difference in the quantitative and qualitative composition of galvanic sludge for heavy metal ions.

Но даже при наличии полигонов, захоронение гальваношламов не является рациональным, поскольку они состоят из соединений, обладающих ценными свойствами, относящихся к исчерпаемым природным ресурсам.But even in the presence of landfills, the disposal of galvanic sludge is not rational, since they consist of compounds possessing valuable properties related to exhaustible natural resources.

Известен способ подготовки гальваношлама для агломеризации и утилизации [А.С. 1581758 СССР, МПК С22В 1/00. Способ подготовки шлама для агломерации. [Бюл. Открытия. Изобретения. 1990.28. С. 118]. Он основан на использовании отходов извести и реализации процесса ее гашения за счет влаги шлама.A known method of preparing galvanic sludge for agglomeration and disposal [A.S. 1581758 USSR, IPC С22В 1/00. A method of preparing sludge for agglomeration. [Bull. Discoveries. Inventions 1990.28. S. 118]. It is based on the use of lime waste and the implementation of the process of extinguishing it due to moisture sludge.

В качестве недостатков и узких мест способа могут быть отмечены возможность его использования для подготовки шлама к утилизации лишь с ограниченной влажностью (не более 15-20%), обусловленная чрезмерно большими расходами дорогостоящей извести и малопригодностью полученного композита для проведения последующего термовосстановительного процесса соединений гальваношлама до металлов, в то время как фактическая влажность гальваношламов после обезвоживания не менее 45%.The disadvantages and bottlenecks of the method can be noted the possibility of its use for preparing sludge for disposal only with limited humidity (not more than 15-20%), due to the excessively high costs of expensive lime and the unsuitability of the resulting composite for the subsequent heat-reduction process of galvanic sludge compounds to metals , while the actual humidity of galvanic sludge after dehydration is not less than 45%.

Известен способ подготовки шлама к агломеризации [Заявка №98122482/02 от 15.12.98. МПК С22И 1/14, C02F 11/14. Способ подготовки шлама к агломерации]. Он отличается от предыдущего способа тем, что в качестве влагопоглощающего агента используют воздушно- сухой торф. Согласно этому способу процесс осуществляется в условиях перемешивания с подачей шлама в торф, взятый в количестве 50-80% от значения влажности шлама.A known method of preparing sludge for agglomeration [Application No. 98122482/02 of 12/15/98. IPC S22I 1/14, C02F 11/14. A method of preparing sludge for agglomeration]. It differs from the previous method in that air-dry peat is used as a moisture-absorbing agent. According to this method, the process is carried out under stirring with the supply of sludge to peat, taken in an amount of 50-80% of the moisture content of the sludge.

Однако указанный расход торфа, превышающий 50% от значения влажности шлама снижает практическую значимость проекта в связи с необходимостью использования значительных количеств исчерпаемого природного сырья на по нетрадиционному направлению.However, the indicated peat consumption in excess of 50% of the sludge moisture value reduces the practical significance of the project due to the need to use significant quantities of exhaustible natural raw materials in an unconventional direction.

Наиболее близким к заявленному является способ подготовки гальваношлама к агломеризации и утилизации. [Патент РФ №2535110. Опубликован 10.12.2014 Бюл. №34. МПК С22В 7/00 (2006.01) С22В 5/04 (2006.01)] Процесс осуществляется в условиях перемешивания компонентов, взятых в соотношении: на одномассовую долю шлама приходится 0,43 масс. долей касситеритового концентрата (36% SnO), 0,49 масс. долей угля, 0,49 масс. долей карбоната натрия, 0,3 масс. долей хлорида натрия.Closest to the claimed is a method of preparing galvanic sludge for agglomeration and disposal. [RF patent No. 2535110. Published December 10, 2014 Bull. Number 34. IPC С22В 7/00 (2006.01) С22В 5/04 (2006.01)] The process is carried out under conditions of mixing the components taken in the ratio: 0.43 mass accounted for the single-mass fraction of sludge. fractions of cassiterite concentrate (36% SnO), 0.49 mass. fractions of coal, 0.49 mass. fractions of sodium carbonate, 0.3 mass. fraction of sodium chloride.

Однако способ (прототип) имеет целый ряд существенных недостатков: 1) Все компоненты получаемой шихты являются дефицитными и дорогостоящими материалами; 2) Их дозировка берется из расчета на одну массовую долю шлама, что говорит о потребности больших количеств всех компонентов, используемых в настоящее время в других традиционных направлениях; 3) Значительные размеры частиц касситеритового концентрата и угля по сравнению с наночастицами гидроксидов гальваношлама не обеспечивают плотного контакта поверхностей взаимодействия при проведении термовосстановительного процесса окисленных металлов; 4) Процесс ведут при высокой температуре в течение длительного времени.However, the method (prototype) has a number of significant drawbacks: 1) All components of the resulting mixture are scarce and expensive materials; 2) Their dosage is taken based on one mass fraction of sludge, which indicates the need for large quantities of all components currently used in other traditional areas; 3) The significant particle sizes of cassiterite concentrate and coal compared with galvanic sludge hydroxide nanoparticles do not provide close contact between the interaction surfaces during the heat-reduction process of oxidized metals; 4) The process is conducted at high temperature for a long time.

Задачей настоящего изобретения является снижение дефицитности, стоимости и сокращения времени подготовки гальваношлама к утилизации за счет использования для восстановления содержащихся в них ионов тяжелых металлов крупнотоннажных, легкодоступных отходов производства, в качестве которых выступает тонкодисперсный отход технического углерода.The objective of the present invention is to reduce the scarcity, cost and reduce the time of preparation of galvanic sludge for utilization due to the use of large-tonnage, readily available production wastes, which are fine carbon black waste, to recover heavy metal ions contained in them.

Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ подготовки гальваношлама к утилизации, включающий перемешивание гальваношлама в реакторе с восстановителем окисленных металлов. Перед перемешиванием проводят обезвоживание гальваношлама на вакуум- или прессфильтрах, после чего перемешивание ведут при нормальной температуре в течение 20-25 мин., при этом в качестве восстановителя отходы технического углерода, которые вводят при подготовке гальваношлама в количестве 15-100% от сухого вещества гальваношлама, при этом 80-100% обезвоженного гальваношлама подают в реактор перед загрузкой отходов технического углерода, а отходы технического углерода за время перемешивания вводят тремя частями - сразу после загрузки технического углерода, через 5-10 мин от начала перемешивания и затем через 5-10 мин при остановленной мешалке. При этом получается однородный, сыпучий или тиксотропный, непылящий композит.This object is achieved by the fact that the proposed method of preparing galvanic sludge for disposal, including mixing the galvanic sludge in the reactor with a reducing agent of oxidized metals. Before mixing, dehydration of the galvanic sludge is carried out on vacuum or press filters, after which the mixing is carried out at normal temperature for 20-25 minutes, while carbon black waste, which is introduced in the preparation of galvanic sludge in the amount of 15-100% of the dry substance of galvanic sludge, is reduced as a reducing agent In this case, 80-100% of dehydrated galvanic sludge is fed into the reactor before loading carbon black waste, and carbon black waste is introduced in three parts during mixing - immediately after loading carbon, after 5-10 minutes from the start of mixing and then after 5-10 minutes with the stirrer stopped. This results in a homogeneous, free-flowing or thixotropic, non-dusting composite.

Исследования по формированию из обезвоженного гальваношлама сыпучего или тиксотропного композита - агломерата были проведены в лабораторных условиях. В качестве агрегата для перемешивания был использован гомогенизатор объемом 1,5 дм3 с мешалкой (скорость вращения 100 оборотов в минуту).Studies on the formation of granular or thixotropic composite agglomerate from dehydrated galvanic sludge were carried out in laboratory conditions. As a unit for mixing, a homogenizer with a volume of 1.5 dm 3 with a mixer was used (rotation speed 100 rpm).

В гомогенизатор при скорости вращения мешалки 20 оборотов в минуту загружался весь гальваношлам, после чего скорость вращения мешалки увеличивалась до 100 оборотов в минуту. На момент подачи первой трети общего количества отхода технического углерода мешалка останавливалась, а после его загрузки скорость вращения увеличивалась до 100 оборотов в минуту и поддерживалась до момента второй загрузки через 5-10 минут после полного выполнения первой. Таким же образом производилась загрузка третьей порции через 10-15 минут при остановленной мешалке. Общее время перемешивания при 100 оборотах в минуту составляло 20-25 минут, не считая времени на загрузку отхода технического углерода.At the mixer rotation speed of 20 revolutions per minute, the entire galvanic sludge was loaded into the homogenizer, after which the rotation speed of the mixer increased to 100 revolutions per minute. At the time of the first third of the total carbon black waste, the mixer stopped, and after loading, the rotation speed increased to 100 rpm and was maintained until the second load in 5-10 minutes after the first was fully completed. In the same way, the third portion was loaded after 10-15 minutes with the stirrer stopped. The total mixing time at 100 rpm was 20-25 minutes, not counting the time to load the carbon black waste.

Полученный композит выгружался в емкость. В зависимости от дозировки отхода технического углерода в пределах 15-100% от сухого вещества гальваношлама композит представлял сыпучую или тиксотропную массу. Достижение максимальной степени однородности структуры композита за установленное время смешения определялось аналитически по определению минимального разброса концентрации катиона в пробах, взятых в разных микрообъемах полученного композита.The resulting composite was discharged into a container. Depending on the dosage of carbon black waste within 15-100% of the dry matter of the galvanic sludge, the composite was a loose or thixotropic mass. Achieving the maximum degree of homogeneity of the composite structure over a specified mixing time was determined analytically by determining the minimum spread of cation concentration in samples taken in different microvolumes of the obtained composite.

Композит пригоден для последующей термо-восстановительной утилизации как добавка в металлургическую шихту в зависимости от катионного состава гальваношлама.The composite is suitable for subsequent thermal recovery utilization as an additive in the metallurgical charge, depending on the cationic composition of the galvanic sludge.

Способ включает обезвоживание гальваношламов на вакуум- или пресс- фильтрах (выполняется у владельцев гальваношламов) и его перемешивание в реакторе с мешалкой с отходами технического углерода, обеспечивающие восстановление окислительных металлов и их возврат для повторного использования [Отход технического углерода, образующиеся при его производстве (Федеральный классификационный каталог отходов - ФККО, Код 3.12.112.91.29.3 «Смет углерода технического в его производстве»), отход технического углерода при его подготовке для производства резиновых смесей (ФККО, Код 3.31.055.12.40.4), отход технического углерода в виде пыли при производстве резиновых смесей (ФККО, Код 3.31.115.11.42.4), пыль технического углерода при газоочистке в производстве резиновых смесей (ФККО, Код 3.31.713.11.42.4)].The method includes dewatering galvanic sludge on vacuum or press filters (performed by the owners of galvanic sludge) and mixing it in a reactor with a stirrer with carbon black waste, ensuring the recovery of oxidizing metals and their return for reuse [Waste of carbon black formed during its production (Federal Waste classification catalog - FKKO, Code 3.12.112.91.29.3 “Estimated technical carbon in its production”), carbon black waste in its preparation for production new mixtures (FKKO, Code 3.31.055.12.40.4), carbon black waste in the form of dust in the manufacture of rubber compounds (FKKO, Code 3.31.115.11.42.4), carbon black dust during gas cleaning in the production of rubber mixtures (FKKO, Code 3.31.713.11 .42.4)].

Полученный однородный, непылящий композит пригоден для проведения дальнейшей тепловой обработки с восстановлением окисленных металлов гальваношлама.The resulting homogeneous, non-dusting composite is suitable for further heat treatment with the reduction of oxidized galvanic sludge metals.

Миллионы тонн ежегодно образующихся неутилизируемых гальваношламов, содержащих токсичные тяжелые металлы, представляют угрозу населению вследствие их неконтролируемого распространения по территории регионов, у которых отсутствуют полигоны захоронения, соответствующие СНиП 2.01.28-85 и СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления»Millions of tons of annually generated non-utilizable galvanic sludge containing toxic heavy metals pose a threat to the population due to their uncontrolled distribution across regions that do not have landfills that comply with SNiP 2.01.28-85 and SanPiN 2.1.7.1322-03 “Hygienic requirements for placement and disposal production and consumption waste

Одновременно решение проблемы утилизации гальваношламов связано с социальным эффектом - улучшением среды обитания человека и экономическим эффектом - отсутствием необходимых огромных затрат на строительство полигонов - могильников, опасных в экологическом отношении, экономией природных ресурсов за счет превращения гальваношламов в востребованный обществом продукт - восстановленные металлы. По своей сущности сухой остаток гальваношлама представляет собой агломерат - смесь различных руд, который необходимо наименее затратным способом готовить к термовосстановительному процессу. По требованию санитарных правил и норм владелец отходов - гальваношламов обязан для направления на дальнейшую переработку обезводить их, превратив в пасту, то есть у владельца гальваношлама должен быть вакуум- или пресс- фильтр. К сожалению, утилизация гальваношлама не получила распространения, поскольку предлагаемые технологии были весьма сложными и затратными, что заставляло владельцев данного вида отходов искать обходные пути.At the same time, the solution to the problem of the disposal of galvanic sludge is associated with the social effect of improving the human environment and the economic effect of the absence of the enormous costs for the construction of landfills - repositories that are environmentally hazardous, saving of natural resources due to the transformation of galvanic sludge into a product demanded by society - recovered metals. In essence, the galvanic sludge dry residue is an agglomerate - a mixture of various ores, which must be prepared in the least expensive way for a heat recovery process. At the request of sanitary rules and norms, the owner of the waste - galvanic sludge is obliged to dehydrate them, turning them into paste, that is, the owner of the galvanic sludge must have a vacuum or press filter. Unfortunately, the disposal of galvanic sludge was not widespread, since the proposed technologies were very complex and costly, which forced the owners of this type of waste to look for workarounds.

Claims (1)

Способ подготовки гальваношлама к утилизации, включающий перемешивание гальваношлама в реакторе с восстановителем окисленных металлов, отличающийся тем, что перед перемешиванием проводят обезвоживание гальваношлама на вакуум- или прессфильтрах, после чего перемешивание ведут при нормальной температуре в течение 20-25 мин, при этом в качестве восстановителя используют отходы технического углерода, которые вводят при подготовке гальваношлама в количестве 15-100% от сухого вещества гальваношлама, при этом 80-100% обезвоженного гальваношлама подают в реактор перед загрузкой отходов технического углерода, а отходы технического углерода за время перемешивания вводят тремя частями - сразу после загрузки технического углерода, через 5-10 мин от начала перемешивания и затем через 5-10 мин при остановленной мешалке.A method of preparing galvanic sludge for disposal, including mixing the galvanic sludge in a reactor with an oxidized metal reductant, characterized in that before mixing the dehydrated galvanic sludge is dehydrated using vacuum or pressure filters, after which the mixing is carried out at normal temperature for 20-25 minutes, while as a reducing agent use carbon black waste, which is introduced in the preparation of galvanic sludge in an amount of 15-100% of the dry matter of the galvanic sludge, while 80-100% of dehydrated galvanic sludge they are fed into the reactor before loading the carbon black waste, and the carbon black waste is introduced in three parts during mixing — immediately after loading the carbon black, 5-10 minutes from the start of mixing and then after 5-10 minutes with the mixer stopped.
RU2017131188A 2017-09-04 2017-09-04 Method of preparation of galvanic sludge for its utilization RU2667566C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131188A RU2667566C1 (en) 2017-09-04 2017-09-04 Method of preparation of galvanic sludge for its utilization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017131188A RU2667566C1 (en) 2017-09-04 2017-09-04 Method of preparation of galvanic sludge for its utilization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667566C1 true RU2667566C1 (en) 2018-09-21

Family

ID=63668855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017131188A RU2667566C1 (en) 2017-09-04 2017-09-04 Method of preparation of galvanic sludge for its utilization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2667566C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3313889A1 (en) * 1983-04-16 1984-10-18 Martina Von Ahn Method and apparatus for the elimination of toxic and special refuse
RU2200601C2 (en) * 1997-07-23 2003-03-20 Пак Холдинг С.А. Method of reusing halogenated and non-halogenated wastes
RU2219261C1 (en) * 2002-04-16 2003-12-20 Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН Method of treating galvanic slime before utilization and processing
UA23590U (en) * 2007-03-22 2007-05-25 Ltd Liability Company Interpro Method for nonferrous metals extraction from electrotype sludges
RU2535110C1 (en) * 2013-05-07 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Copper galvanic sludge processing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3313889A1 (en) * 1983-04-16 1984-10-18 Martina Von Ahn Method and apparatus for the elimination of toxic and special refuse
RU2200601C2 (en) * 1997-07-23 2003-03-20 Пак Холдинг С.А. Method of reusing halogenated and non-halogenated wastes
RU2219261C1 (en) * 2002-04-16 2003-12-20 Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН Method of treating galvanic slime before utilization and processing
UA23590U (en) * 2007-03-22 2007-05-25 Ltd Liability Company Interpro Method for nonferrous metals extraction from electrotype sludges
RU2535110C1 (en) * 2013-05-07 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Copper galvanic sludge processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102161048B (en) Innocent treatment method of electrolytic manganese slag
Guo et al. Enhanced chromium recovery from tanning wastewater
CN104174634B (en) Stable solidification method of strong-acid arsenic sulfide waste residue
US5626664A (en) Waste treatment process
CN113968716A (en) Harmless treatment method for electrolytic manganese slag
CN104496139A (en) Pretreatment method of heavy metal sludge
CN102887581A (en) Flocculating agent for treating sewage in Chinese patent medicine production enterprises and preparation method thereof
CN112125537B (en) Industrial preparation technology of calcium hydroxide
CN107572591A (en) A kind of PAFC and preparation method and application
CN105731691A (en) Coupled stabilizing treatment method for acid wastewater and incineration ash
CN104355356B (en) Sewage-treating agent, preparation method and applications
CN104496085B (en) A kind of petrochemical wastewater advanced treatment process
CN101234238B (en) Method for using carbon monoxide to detoxicate chromium residue
CN205183308U (en) System for utilize high -efficient decontaminating agent of alkaline residue production
CN103183395A (en) Decolorizing trapping agent
RU2667566C1 (en) Method of preparation of galvanic sludge for its utilization
CN104556483A (en) Method for deep treatment of biochemical tail water of coking wastewater
CN110092562A (en) A kind of sludge dewatering by plate-frame method and conditioner used
CN108341583A (en) A kind of sludge dehydration conditioner and its dewatering
CN108373249B (en) Resource utilization method and treatment system for high-chlorine iron-containing waste sludge
CN106277274A (en) One utilizes pyrite and Zero-valent Iron mixed processing heavy metal ion-containing waste water method
CN117417108A (en) Method for preparing sludge dewatering conditioner by mixing municipal sludge and coal
CN104609606A (en) Method for pretreating petrochemical wastewater
CN103755170A (en) Red mud desertification process and equipment
CN102874953A (en) Process method for wastewater treatment