RU2601333C1 - Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes - Google Patents
Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601333C1 RU2601333C1 RU2015131267/05A RU2015131267A RU2601333C1 RU 2601333 C1 RU2601333 C1 RU 2601333C1 RU 2015131267/05 A RU2015131267/05 A RU 2015131267/05A RU 2015131267 A RU2015131267 A RU 2015131267A RU 2601333 C1 RU2601333 C1 RU 2601333C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- solutions
- pulp
- precipitate
- wastes
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title abstract description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 27
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 25
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 37
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 16
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 14
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003295 industrial effluent Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000012042 active reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052634 enstatite Inorganic materials 0.000 description 1
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical compound [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011431 lime mortar Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N magnesium;dihydroxy(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].O[Si](O)=O BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052605 nesosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012803 optimization experiment Methods 0.000 description 1
- 150000004762 orthosilicates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 description 1
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910021646 siderite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/16—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам, предназначенным для нейтрализации кислых техногенных растворов и/или с осаждением из них ценных компонентов - тяжелых цветных металлов.The invention relates to methods designed to neutralize acidic industrial solutions and / or by precipitation from them of valuable components - heavy non-ferrous metals.
Предлагаемый способ может быть использован на предприятиях цветной металлургии для нейтрализации и выделения металлов из растворов, получаемых, например, в результате подземного выщелачивания серной кислотой меди, цинка и других металлов, а также сточных отработанных растворов или техногенных кислых вод, содержащих не только цветные металлы, но и железо как в двухвалентом, так и в трехвалентом состоянии.The proposed method can be used at non-ferrous metallurgy enterprises for the neutralization and separation of metals from solutions obtained, for example, as a result of underground leaching of copper, zinc and other metals by sulfuric acid, as well as waste waste solutions or man-made acidic waters containing not only non-ferrous metals, but also iron in both the divalent and trivalent state.
К таким растворам относятся также шахтные и подотвальные воды, сопутствующие разработке медно-цинковых месторождений, например воды техногенного озера Левихинского рудника (Свердловская обл.), содержащие, г/л: 0,165 Cu; 0,413 Zn; 0,730 Fe, и имеющие pH 2,80. Это также подотвальные воды реки Сак-Элга (Челябинская обл.) с pH 2,4-4,0, содержащие, в г/л до 0,038 Cu; 0,150 Zn и от 0,001 до 0,250 Fe, причем железо может находиться как в двух-, так и трехвалентном состоянии. Кроме того, нейтрализации и осаждению из них тяжелых цветных металлов подвергаются отработанные растворы и стоки производств, перерабатывающих руды и концентраты их содержащие, а также бедные растворы, получающиеся при подземном сернокислотном выщелачивании бедных руд.Such solutions also include mine and subsurface waters associated with the development of copper-zinc deposits, for example, water from the technogenic lake of the Levikhinsky mine (Sverdlovsk region), containing, g / l: 0.165 Cu; 0.413 Zn; 0.730 Fe, and having a pH of 2.80. This is also the basement water of the Sak-Elga River (Chelyabinsk Region) with a pH of 2.4-4.0, containing, in g / l, up to 0.038 Cu; 0.150 Zn and from 0.001 to 0.250 Fe, moreover, iron can be in both divalent and trivalent states. In addition, waste solutions and effluents from plants processing ore and concentrates containing them, as well as poor solutions resulting from underground sulfuric acid leaching of poor ores are neutralized and precipitated from them by heavy non-ferrous metals.
Эти растворы характеризуются очень большими объемами, низкой концентрацией металлов в них (менее 1 г/л), непостоянным содержанием этих металлов, высокой кислотностью (pH до 2,4). Кроме того, как правило, этим металлам сопутствуют ионы железа в двух- и трехвалентном состоянии, осаждение которых проходит при pH до 7,2 и pH 1,7-4,3 (соответственно).These solutions are characterized by very large volumes, a low concentration of metals in them (less than 1 g / l), an unstable content of these metals, and high acidity (pH up to 2.4). In addition, as a rule, these metals are accompanied by iron ions in the bivalent and trivalent state, the deposition of which takes place at pH up to 7.2 and pH 1.7-4.3 (respectively).
Известен способ, предназначенный для очистки промышленных стоков (патент США US 4025430), включающий на первой стадии нейтрализацию кислых сточных вод с pH=1,4 гашеной известью (5-20% CaO) до pH=8,5-9,5 и отстаивание осадка. На второй стадии проводят обработку осветленного маточного раствора раствором силиката натрия (Na2SiO3) в количестве 5-30 стехиометрий, необходимых для более полного выделения металлов и вводят добавку флокулянта, например полиакриламида, для увеличения скорости отстаивания (осветления) растворов. Осадки, образующиеся на 1 и 2 стадиях направляют в пруд-отстойник.A known method designed for the treatment of industrial effluents (US patent US 4025430), including in the first stage, the neutralization of acidic wastewater with pH = 1.4 hydrated lime (5-20% CaO) to pH = 8.5-9.5 and sedimentation draft. At the second stage, the clarified mother liquor is treated with a solution of sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) in an amount of 5-30 stoichiometries, which are necessary for more complete metal precipitation, and a flocculant, for example polyacrylamide, is added to increase the rate of settling (clarification) of the solutions. Precipitation formed at stages 1 and 2 is sent to the settling pond.
Недостатки данного способа:The disadvantages of this method:
- сложная технологическая схема (две стадии обработки и фильтрации, оборот растворов, добавка флокулянтов при отстаивании и др.);- a complex technological scheme (two stages of processing and filtration, the circulation of solutions, the addition of flocculants during sedimentation, etc.);
- высокое водопотребление - использование воды для приготовления известкового раствора (5-20% CaO), раствора силиката натрия, флокулянта;- high water consumption - the use of water for the preparation of lime mortar (5-20% CaO), a solution of sodium silicate, flocculant;
- использование значительного количества дорогостоящих реагентов CaO, Na2SiO3 и коагулянтов (например, полиакриламида) и высокий расход основного действующего вещества CaO из-за высокого показателя pH=8,5-9,5 на первой стадии обработки;- the use of a significant amount of expensive reagents CaO, Na 2 SiO 3 and coagulants (for example, polyacrylamide) and high consumption of the main active substance CaO due to the high pH = 8.5-9.5 in the first stage of processing;
- низкая скорость отстаивания осадка, что требует введение коагулянта;- low sedimentation sedimentation rate, which requires the introduction of a coagulant;
- сброс осадков в пруд-отстойник для его хранения, что требует отчуждения земельных площадей, затрат на обустройство и содержание хранилища токсичных осадков.- discharge of sediments into a settling pond for its storage, which requires alienation of land areas, expenses for arrangement and maintenance of a toxic sediment storage.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является «Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов» (RU 2191750), включающий обработку техногенных растворов с pH 4,5 кальцийсодержащим реагентом путем дренирования сточных вод, содержащих медь и цинк, через слой дробленого карбоната кальция - известняка крупностью (минус) -3+0 мм со скоростью 100 мл/сутки при pH 6,4-6,5.The closest in technical essence to the proposed method is the "Method of wastewater treatment from heavy metal ions" (RU 2191750), including the treatment of man-made solutions with a pH of 4.5 calcium-containing reagent by draining wastewater containing copper and zinc through a layer of crushed calcium carbonate - limestone fineness (minus) -3 + 0 mm at a rate of 100 ml / day at a pH of 6.4-6.5.
К недостаткам данного способа следует отнести следующее:The disadvantages of this method include the following:
- низкая производительность процесса (100 мл/сут), что затрудняет и делает непригодным его использование для обработки больших объемов техногенных стоков и/или растворов. Проведение процесса в диффузионном режиме через стадию образования осадка гипса CaSO4·2H2O, способствующего осаждению, например, меди за счет образования основных сульфатов девилина CaSO4·CuSO4·3Cu(OH)2 или лангита CaSO4·3Cu(OH)2. Скорость процесса осаждения может также снижаться за счет ионов железа, которые сопутствуют цинку, меди и др. цветным металлам в отработанных растворах гидрометаллургической переработки полиметаллических руд, растворах их подземного выщелачивания, подотвальных и других стоков. Кроме того, железо (II) и (III), осаждающееся при pH 6,4-6,5 совместно с гипсом и соединениями меди и цинка увеличивает диффузионные затруднения при обработке исходных растворов;- low productivity of the process (100 ml / day), which makes it difficult and unsuitable to use it for the treatment of large volumes of industrial wastes and / or solutions. Carrying out the process in diffusion mode through the stage of gypsum precipitate formation CaSO 4 · 2H 2 O, which facilitates the deposition of, for example, copper due to the formation of basic deviline sulfates CaSO 4 · CuSO 4 · 3Cu (OH) 2 or langite CaSO 4 · 3Cu (OH) 2 . The rate of the deposition process can also be reduced due to iron ions, which accompany zinc, copper and other non-ferrous metals in spent solutions of hydrometallurgical processing of polymetallic ores, solutions of their underground leaching, basement and other effluents. In addition, iron (II) and (III), precipitated at a pH of 6.4-6.5 together with gypsum and copper and zinc compounds increases diffusion difficulties in the processing of the initial solutions;
- низкая экономичность процесса за счет высокого расхода основного действующего вещества CaO, входящего в состав известняка, за счет проведения процесса осаждения при pH 6,4-6,5 и образования гипса как в свободном состоянии, так и в составе соединений, обеспечивающих осаждение тяжелых цветных металлов;- low efficiency of the process due to the high consumption of the main active substance CaO, which is part of the limestone, due to the deposition process at pH 6.4-6.5 and the formation of gypsum both in the free state and in the composition of the compounds providing heavy color deposition metals;
- потеря ценных тяжелых цветных металлов с избытком известняка, что не обеспечивает их рециклинг - использование осадка для последующего извлечения металлов.- loss of valuable heavy non-ferrous metals with an excess of limestone, which does not ensure their recycling - the use of sludge for subsequent extraction of metals.
Задачей предлагаемого изобретения является создание высокопроизводительного и экономичного способа интенсивной обработки промышленных растворов и/или стоков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо, с получением из них комплексного осадка, пригодного для последующего их извлечения на действующих предприятиях цветной металлургии известными способами.The objective of the invention is the creation of a high-performance and economical method of intensive processing of industrial solutions and / or effluents containing heavy non-ferrous metals and iron, to obtain a complex precipitate from them, suitable for subsequent extraction at existing enterprises of non-ferrous metallurgy by known methods.
Техническими результатами, на достижение которых направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности и экономичности способа интенсивной обработки промышленных растворов и/или стоков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо, а также получение из указанных растворов и/или стоков комплексного осадка тяжелых цветных металлов, пригодного для последующего их извлечения на действующих предприятиях цветной металлургии известными способами, и вовлечение полученных комплексных концентратов тяжелых цветных металлов в рециклинг, что позволяет ликвидировать сброс токсичных отходов в окружающую среду.The technical results to which the present invention is directed is to increase the productivity and economy of the method for intensive processing of industrial solutions and / or effluents containing heavy non-ferrous metals and iron, as well as obtaining from these solutions and / or effluents a complex precipitate of heavy non-ferrous metals suitable for their subsequent extraction at existing non-ferrous metallurgy enterprises by known methods, and the involvement of the obtained complex concentrates of heavy non-ferrous meta lows in recycling, which eliminates the discharge of toxic waste into the environment.
Дополнительным техническим результатом является получение обогащенного комплексного концентрата осажденных металлов за счет удаления гидратной влаги и оксида углерода из осажденных карбонатов металлов.An additional technical result is to obtain an enriched complex concentrate of precipitated metals by removing hydrated moisture and carbon monoxide from precipitated metal carbonates.
Дополнительным техническим результатом является повышение экологичности способа за счет возможности применения в качестве реагента-осадителя щелочных отходов тепловых электростанций (ТЭС) - шламов химической водоочистки (ХВО).An additional technical result is to increase the environmental friendliness of the method due to the possibility of using alkaline wastes of thermal power plants (TPPs) as chemical reagent sludge - chemical water treatment sludge (HVO).
Указанный технический результат достигается за счет того, что растворы и/или стоки обрабатывают комплексным реагентом-осадителем, включающим карбонат кальция, железо, оксиды кремния и магния в соотношении СаСО3:Feобщ.:SiO2:MgO=100:0,7-9.5:1,3-4,8:2,5-6,5, при активном перемешивании с получением в пульпе pH 5,0-5,5, после чего выдерживают пульпу при активном перемешивании 0,5-2 часа, отфильтровывают и промывают осадок;The specified technical result is achieved due to the fact that the solutions and / or effluents are treated with a complex reagent-precipitator, including calcium carbonate, iron, silicon oxides and magnesium in the ratio of CaCO 3 : Fe total. : SiO 2 : MgO = 100: 0.7-9.5: 1.3-4.8: 2.5-6.5, with vigorous stirring to obtain a pH of 5.0-5.5 in the pulp, after which the pulp is kept with active stirring for 0.5-2 hours, the precipitate is filtered off and washed;
Указанный дополнительный технический результат достигается за счет того, что полученный осадок прокаливают при 720-770°C в течение 1-2 часов.The specified additional technical result is achieved due to the fact that the obtained precipitate is calcined at 720-770 ° C for 1-2 hours.
Указанный дополнительный технический результат достигается за счет обеспечения возможности применения в качестве реагента-осадителя щелочных отходов тепловых электростанций (ТЭС) - шламов химической водоочистки (ХВО), включающие карбонат кальция, железо, оксиды кремния и магния, при приведении их состава в соответствие с указанным выше соотношением.The specified additional technical result is achieved by ensuring the possibility of using alkaline waste from thermal power plants (TPPs) as chemical reagent sludge - chemical water treatment sludge (HVO), including calcium carbonate, iron, silicon and magnesium oxides, when bringing their composition in accordance with the above ratio.
Использование комплексного реагента-осадителя, включающего карбонат кальция, железо, оксиды кремния и магния в соотношении СаСО3: Feобщ.:SiO2:MgO=100:0,7-9.5:1,3-4,8:2,5-6,5 обеспечивает взаимодействие карбоната кальция в промышленных растворах и/или стоках с находящимися в них ионами металлов Cu2+, Zn2+, Fe2+ и Fe3+, с образованием комплексного осадка этих металлов при более низком, чем в прототипе, расходе основного действующего реагента CaO за счет возможности осуществления процесса при более низком показателе pH, равном 5,0-5,5, что обеспечивает повышение экономичности процесса. Выдержка полученной пульпы при активном перемешивании в течение 0,5-2 часов позволяет получить высокую степень осаждения металлов (98-99,0%), которая обеспечивается присутствием ионов железа и соединений кремния (SiO3 - -), играющих роль дополнительного фактора для более полного осаждения тяжелых цветных металлов.The use of a complex reagent-precipitator, including calcium carbonate, iron, oxides of silicon and magnesium in the ratio of CaCO 3 : Fe total. : SiO 2: MgO = 100: 0,7-9.5: 1,3-4,8: 2.5-6.5 provides the interaction of calcium carbonate in industrial solutions and / or with the effluent being in their Cu 2+ metal ions, Zn 2+ , Fe 2+ and Fe 3+ , with the formation of a complex precipitate of these metals at a lower consumption than the prototype of the main active reagent CaO due to the possibility of the process at a lower pH of 5.0-5.5 that provides an increase in the efficiency of the process. The exposure of the obtained pulp with active stirring for 0.5-2 hours allows to obtain a high degree of metal deposition (98-99.0%), which is ensured by the presence of iron ions and silicon compounds (SiO 3 - - ), which play the role of an additional factor for more complete deposition of heavy non-ferrous metals.
При этом введенные в состав реагента-осадителя соединения магния создают условия для укрупнения и коагуляции мелкодисперсного коллоидального осадка основных карбонатов металлов, что обеспечивает высокую скорость отстаивания комплексного осадка (осветления пульпы) и сгущения пульпы, что обеспечивает повышение производительности процесса, а также обеспечивает получение из указанных растворов и/или стоков комплексного осадка тяжелых цветных металлов, пригодного для последующего их извлечения на действующих предприятиях цветной металлургии известными способами.At the same time, magnesium compounds introduced into the composition of the precipitating reagent create conditions for coarsening and coagulation of finely dispersed colloidal precipitate of basic metal carbonates, which ensures a high rate of sedimentation of the complex precipitate (clarification of the pulp) and thickening of the pulp, which ensures an increase in the productivity of the process, and also provides from these solutions and / or effluents of a complex precipitate of heavy non-ferrous metals suitable for their subsequent extraction at existing non-ferrous meta enterprises Llurgy by known methods.
Прокаливание осадка при температуре 720-770°C в течение 1-2 часов позволяет удалить гидратную влагу и оксид углерода из осажденных карбонатов металлов, что повышает концентрацию этих металлов в полученном осадке, а, следовательно, снизить расходы на их дальнейшую транспортировку и переработку.Annealing the precipitate at a temperature of 720-770 ° C for 1-2 hours allows you to remove hydrated moisture and carbon monoxide from the precipitated metal carbonates, which increases the concentration of these metals in the precipitate, and, therefore, reduce the cost of their further transportation and processing.
В состав осадка кроме основных карбонатов, карбонатов и силикатов тяжелых цветных металлов и железа входит избыток CaCO3, неразложившийся на стадии осаждения. Дериватографические исследования данной пробы показали, что основная потеря массы, связанная с полнотой разложения карбонатов и удалением гидратной влаги происходит в области 720-770°C.In addition to basic carbonates, carbonates and silicates of heavy non-ferrous metals and iron, the precipitate contains an excess of CaCO 3 , which did not decompose at the precipitation stage. Derivatographic studies of this sample showed that the main mass loss associated with the completeness of decomposition of carbonates and the removal of hydrated moisture occurs in the range of 720-770 ° C.
Указанный дополнительный технический результат достигается также за счет возможности применения в качестве реагента-осадителя щелочных отходов тепловых электростанций (ТЭС) - шламов химической водоочистки (ХВО), содержащих необходимые компоненты реагента-осадителя, при условии соответствия их соотношения с заявленным техническим решением, что может быть достигнуто введением соответствующих недостающих компонентов в указанные отходы.The indicated additional technical result is also achieved due to the possibility of using alkaline waste from thermal power plants (TPPs) as chemical reagent sludge - chemical water treatment sludge (HVO) containing the necessary reagent-precipitant components, provided that their ratio matches the declared technical solution, which can be achieved by the introduction of the corresponding missing components in the specified waste.
При использовании в качестве реагента-осадителя указанных отходов сокращаются материальные затраты, а также появляется возможность освобождения значительных земельных площадей, которые заняты на ТЭС шламонакопителями, что позволит получить дополнительный экономический и экологический эффект.When using these wastes as a precipitating reagent, material costs are reduced, and it is also possible to free up large land areas occupied by TPP sludge collectors, which will provide an additional economic and environmental effect.
Пределы интервалов pH и продолжительности процесса при осаждении тяжелых цветных металлов из промышленных растворов и/или стоков при обработке их комплексным кальцийсодержащим реагентом, включающим карбонат кальция, соединения железа, кремния и магния, соотношение этих компонентов, а также показатели температуры и времени прокалки осадков выбраны опытным путем в лабораторных условиях, что показано на приведенных ниже примерах.The limits of pH and duration of the process during the deposition of heavy non-ferrous metals from industrial solutions and / or effluents when they are treated with a complex calcium-containing reagent, including calcium carbonate, iron, silicon and magnesium compounds, the ratio of these components, as well as temperature and precipitation calcination times, are selected by an experienced in the laboratory, as shown in the examples below.
В лабораторных исследованиях использованы составы комплексного реагента-осадителя, приведенные в таблице 3.In laboratory studies, the compositions of the complex reagent-precipitant are used, are shown in table 3.
Регулировать состав заявленного реагента-осадителя можно добавками к карбонату кальция (или материалам, или отходам его содержащими), карбоната железа в пересчете на Fe общее (или материала, или отходов его содержащими, например, природного сидерита), карбонатом магния в пересчете на оксид магния (или материалов, или отходов его содержащими, например, природного магнезита).The composition of the declared precipitating reagent can be controlled by additives to calcium carbonate (or materials or waste containing it), iron carbonate in terms of Fe total (or material or waste containing it, for example, natural siderite), magnesium carbonate in terms of magnesium oxide (or materials or waste containing it, for example, natural magnesite).
Кремнийсодержащий реагент в пересчете на SiO2 может быть добавлен в виде растворимого соединения кремния или песка, измельченного до фракции (минус) -0,05-0 мм, или пылевидного кварца (маршалит) - природного пылевидного кварцевого материала.The silicon-containing reagent in terms of SiO 2 can be added in the form of a soluble silicon compound or sand, crushed to a fraction (minus) of -0.05-0 mm, or pulverized silica (marshalite) - a natural pulverized silica material.
Кроме того, добавку MgO и SiO2 возможно ввести в виде веществ, содержащих пироксены, например кислоторастворимого энстатита - Mg2[Si2O6]. Ортосиликаты щелочноземельных элементов кислоторастворимы и при введении в кислые растворы и/или стоки разлагаются, гидрализуются, создавая в системе определенное, рассчитанное технологами соотношение ионов Mg2+ и SiO3 2-, необходимое для осаждения тяжелых цветных металлов и увеличения скорости отстаивания осадка в пульпе (осветления).In addition, the addition of MgO and SiO 2 can be introduced in the form of substances containing pyroxenes, for example, acid-soluble enstatite - Mg 2 [Si 2 O 6 ]. Orthosilicates of alkaline earth elements are acid-soluble and, when introduced into acidic solutions and / or effluents, decompose and hydrolyze, creating in the system a specific ratio of Mg 2+ and SiO 3 2- ions calculated by technologists, necessary for the deposition of heavy non-ferrous metals and increasing the sedimentation rate in the pulp ( clarification).
Далее приведены примеры конкретного осуществления способа, подтверждающие выбор соответствующих соотношений компонентов, а также режимов осуществления заявленного способа.The following are examples of specific implementation of the method, confirming the selection of the appropriate ratios of the components, as well as the modes of implementation of the claimed method.
Пример 1.Example 1
К 0,4 л раствора сульфата цинка, содержащего 0,500 г/л цинка, имеющего pH 2,8 за счет добавки 0,1N H2SO4 при активном перемешивании, постепенно небольшими порциями добавили комплексный реагент-осадитель (состав №3 приведен в таблице 3) и доводили в образовавшейся пульпе pH в опытах 1-5 соответственно 4,8; 5,0; 5,2; 5,4 и 5,6. Затем пульпу активно перемешивали 1 час при комнатой температуре, осадок отфильтровывали и промывали 0,025 л воды.To 0.4 l of zinc sulfate solution containing 0.500 g / l of zinc, having a pH of 2.8 due to the addition of 0.1N H 2 SO 4 with active stirring, a complex reagent precipitant was gradually added in small portions (composition No. 3 is given in the table 3) and adjusted in the resulting pulp pH in experiments 1-5, respectively 4.8; 5.0; 5.2; 5.4 and 5.6. Then the pulp was actively stirred for 1 hour at room temperature, the precipitate was filtered off and washed with 0.025 L of water.
Результаты экспериментов, приведенные в таблице 1, показывают, что при pH=5,2-5,5 достигается полное осаждение цинка. Снижение pH до 4,8 не позволяет получить полноты осаждения - степень осаждения 81,4%. Увеличение pH выше 5,5 нецелесообразно, т.к. при этом происходит увеличение расхода реагента-осадителя, увеличивается выход осадка, и снижается содержание цинка в осадке, что ухудшает его качество.The experimental results shown in table 1 show that at pH = 5.2-5.5, complete precipitation of zinc is achieved. Lowering the pH to 4.8 does not allow to obtain complete deposition - the degree of deposition of 81.4%. An increase in pH above 5.5 is impractical because in this case, the consumption of the precipitating reagent increases, the yield of the precipitate increases, and the zinc content in the precipitate decreases, which affects its quality.
Пример 2.Example 2
К 0,4 л раствора, содержащего в г/л: 0,165 Cu; 0,413 Zn; 0,730 Fe2+, введенных в составе сернокислых солей, при активном перемешивании добавляли 0,198 г надсернокислого аммония из расчета окисления 33% железа (II) в железо (III) и получили pH исходного раствора 2,80. Данный состав и показатель pH соответствует характеристике вод Левихинского рудника в техногенном озере на территории Свердловской области. К каждой порции исходного раствора полученного состава по методике, описанной в примере 1, добавляли реагент-осадитель (состав №3, таблица 3) и доводили pH до 5,20. Затем при активном перемешивании выдерживали пульпу 0,25; 0,54; 1,0; 2,0 и 2,5 часа. После соответствующей выдержки осадки отфильтровывали, промывали, сушили.To 0.4 l of a solution containing in g / l: 0.165 Cu; 0.413 Zn; 0.730 Fe 2+ introduced in the composition of the sulfate salts, with vigorous stirring, 0.198 g of ammonium sulfate was added based on the oxidation of 33% iron (II) to iron (III) and the pH of the initial solution was 2.80. This composition and pH indicator correspond to the characteristics of the waters of the Levikhinsky mine in a technogenic lake in the territory of the Sverdlovsk region. A precipitating reagent (composition No. 3, table 3) was added to each portion of the initial solution of the obtained composition according to the procedure described in example 1, and the pH was adjusted to 5.20. Then, with active stirring, a pulp of 0.25 was kept; 0.54; 1.0; 2.0 and 2.5 hours. After appropriate exposure, the precipitates were filtered off, washed, and dried.
Результаты опытов, приведенные в таблице 2, показывают, что выдержка в течение 0,25 часа недостаточна для полноты осаждения меди, цинка и железа. А свыше 2-х часов нецелесообразна, т.к. степень их осаждения практически не изменяется. Следовательно, оптимальный вариант выдержки пульпы при активном перемешивании составляет 0,5-2,0 часа.The results of the experiments, are shown in table 2, show that the exposure for 0.25 hours is insufficient to complete the deposition of copper, zinc and iron. And over 2 hours is impractical, because the degree of their deposition remains virtually unchanged. Therefore, the best option for holding pulp with vigorous stirring is 0.5-2.0 hours.
Пример 3.Example 3
Для определения оптимального состава комплексного реагента-осадителя использовали смеси (фракция -0,2+0 мм), приготовленные из карбонатов кальция, железа и магния и тонко измельченного оксида кремния (фракция (минус) -0,05+0 мм). Их состав приведен в таблице 3.To determine the optimal composition of the complex reagent-precipitant, mixtures (fraction -0.2 + 0 mm) prepared from calcium, iron and magnesium carbonates and finely divided silicon oxide (fraction (minus) -0.05 + 0 mm) were used. Their composition is given in table 3.
Для экспериментов использованы растворы, приготовленные из сернокислых солей меди, цинка и железа (II), методика подготовки которых описана в примере 2. Эксперименты проводили при постепенном введении CaCO3 (опыт 1 таблица 3) одного из составов реагента-осадителя при активном перемешивании (опыты 2-6 таблица 3). После этого в каждом опыте замеряли скорость отстаивания растворов при фиксированном времени ее полного отстаивания с последующим расчетом скорости осветления (табл. 3). Затем осадок отфильтровывали, промывали, сушили, взвешивали, анализировали его состав и состав растворов. По результатам анализов определяли степень осаждения металлов.For the experiments we used solutions prepared from sulfates of copper, zinc and iron (II), the preparation procedure of which is described in Example 2. The experiments were carried out with the gradual introduction of CaCO 3 (experiment 1 table 3) of one of the compositions of the precipitating reagent with active stirring (experiments 2-6 table 3). After that, in each experiment, the rate of sedimentation of solutions was measured at a fixed time for its complete sedimentation, followed by a calculation of the rate of clarification (Table 3). Then the precipitate was filtered off, washed, dried, weighed, its composition and solution composition were analyzed. Based on the analysis results, the degree of metal deposition was determined.
Результаты, приведенные в таблице 3, показывают, что введение в состав пульпы железа и SiO2 (переходит в кислых растворах в ион SiO3 --) в пределах заявленного способа способствует повышению степени осаждения металлов: меди с 95,2 (оп. 2) до 98,9-99,8%; цинка в опыте 2 с 97,1% до 99,8 и, практически, до 100% (опыты 3-5); с 96% железа (в опыте 2) до 97,4-99,6% в опытах 3-5. Дальнейшее увеличение добавок железа и SiO2 нецелесообразно, т.к. степень осаждения металлов практически не увеличивается, а их содержание в твердой фазе-осадке лишь снижается. Кроме того, железо (II), окисляясь в железо (III) при активном перемешивании пульпы за счет аутоокисдации (кислорода воздуха) переходит в гидроксид железа и играет роль дополнительного коагулянта при образовании осадка.The results shown in table 3 show that the introduction of iron and SiO 2 into the pulp composition (passes in acidic solutions to SiO 3 - ion) within the framework of the claimed method increases the degree of metal deposition: copper from 95.2 (op. 2) up to 98.9-99.8%; zinc in experiment 2 from 97.1% to 99.8 and, practically, up to 100% (experiments 3-5); from 96% iron (in experiment 2) to 97.4-99.6% in experiments 3-5. A further increase in the addition of iron and SiO 2 is impractical because the degree of metal deposition practically does not increase, and their content in the solid phase precipitate only decreases. In addition, iron (II), oxidizing to iron (III) with active stirring of the pulp due to autooxidation (atmospheric oxygen), becomes iron hydroxide and plays the role of an additional coagulant in the formation of a precipitate.
Добавка магнийсодержащих соединений (в пульпе это ионы Mg2+) необходима для создания в системе условий, приводящих к образованию более крупных агрегатов, осаждение которых происходит быстрее исходных частиц. Формирование более крупных частиц в сложной коллоидальной системе гидрооксидов, основных карбонатов, карбонатов и силикатов тяжелых цветных металлов и железа, увеличение скорости осветления (отстаивания) и сгущения пульпы позволяет сократить объем пульпы, поступающей на фильтрацию и, следовательно, сократить энерго- и трудозатраты.The addition of magnesium-containing compounds (in the pulp these are Mg 2+ ions ) is necessary to create conditions in the system that lead to the formation of larger aggregates, the deposition of which occurs faster than the initial particles. The formation of larger particles in a complex colloidal system of hydroxides, basic carbonates, carbonates and silicates of heavy non-ferrous metals and iron, an increase in the rate of clarification (settling) and thickening of the pulp can reduce the amount of pulp entering the filtration and, consequently, reduce energy and labor costs.
В сравнении с опытом 1, где для обработки исходного раствора добавлен только карбонат кальция, скорость осветления пульпы увеличивается в 1,3-1,8 раз при введении в состав реагента-осадителя соединений магния и железа в пределах заявленного способа (опыты 3-5).In comparison with experiment 1, where only calcium carbonate was added to treat the initial solution, the pulp clarification rate increases by 1.3-1.8 times when magnesium and iron compounds were added to the precipitating agent within the claimed method (experiments 3-5) .
Следует отметить, что высокая скорость осветления растворов и сгущения пульпы очень важна при больших (и далее громадных) объемах исходных токсичных растворов, поступающих на нейтрализацию, обезвреживание и на выделение ценных металлов в виде товарных концентратов, например растворы подземного выщелачивания или гидрометаллургической переработки бедных полиметаллических руд.It should be noted that a high rate of clarification of solutions and thickening of pulp is very important for large (and then enormous) volumes of initial toxic solutions supplied to neutralization, neutralization and the separation of valuable metals in the form of commodity concentrates, for example, solutions of underground leaching or hydrometallurgical processing of poor polymetallic ores .
Пример 4.Example 4
Для оптимизации прокалки использован осадок, полученный по условиям, изложенным в примере 3 (опыт 4, табл. 3) с применением реагента-осадителя, имеющего соотношение CaCO3:Feобщ:SiO2:MgO=100:2,5:1,8:4,4.To optimize calcination, a precipitate was used, obtained according to the conditions set forth in Example 3 (experiment 4, Table 3) using a precipitating reagent having the ratio CaCO 3 : Fe total : SiO 2 : MgO = 100: 2.5: 1.8 : 4.4.
После сушки его при 105°C до постоянной массы осадок содержал в % мас.: 4,0 Cu; 10,18 Zn; 17,8 Fe и 1,3 S.After drying it at 105 ° C to constant weight, the precipitate contained in wt%: 4.0 Cu; 10.18 Zn; 17.8 Fe and 1.3 S.
В состав осадка кроме основных карбонатов, карбонатов и силикатов тяжелых цветных металлов и железа входит избыток CaCO3, неразложившийся на стадии осаждения. Дериватографические исследования данной пробы показали, что основная потеря массы происходит в области 700-800°C. Эксперименты по оптимизации прокалки проводили с навесками 3 г концентрата, помещенными в алундовые лодочки, в интервале температур 700-800°C и продолжительности выдержки при заданной температуре 1,5 часа (таблица 4). Контроль за полнотой разложения карбонатов и удаления гидратной влаги проводили при определении потерь при прокаливании (далее ППП), т.е. снижение массы исходного концентрата в % относительных при определенных условиях. Результаты экспериментов, приведенные в таблице 4, показывают, что прокалку комплексного осадка - медь-цинк-железосодержащего концентрата следует проводить при температуре 720-770°C.In addition to basic carbonates, carbonates and silicates of heavy non-ferrous metals and iron, the precipitate contains an excess of CaCO 3 , which did not decompose at the precipitation stage. Derivatographic studies of this sample showed that the main mass loss occurs in the region of 700-800 ° C. Calculation optimization experiments were carried out with 3 g samples of concentrate placed in alundum boats in the temperature range of 700-800 ° C and the exposure time at a given temperature of 1.5 hours (table 4). The completeness of the decomposition of carbonates and the removal of hydrated moisture were monitored when determining losses during calcination (hereinafter referred to as SPP), i.e. weight reduction of the initial concentrate in% relative under certain conditions. The experimental results shown in table 4 show that the calcination of the complex precipitate - copper-zinc-iron-containing concentrate should be carried out at a temperature of 720-770 ° C.
При температуре 700°C разложение карбонатов не полное - ППП=18,9% при выходе прокаленного концентрата 81,1%. Прокалка при температуре свыше 770°C нецелесообразна, т.к. ППП, а следовательно и выход прокаленного концентрата, практически не изменяются, это значит, что процесс прошел достаточно полно.At a temperature of 700 ° C, the decomposition of carbonates is not complete - SPP = 18.9% with an output of calcined concentrate 81.1%. Calcination at temperatures above 770 ° C is impractical because SPP, and hence the yield of calcined concentrate, are practically unchanged, which means that the process has passed quite fully.
Определение оптимальной продолжительности прокалки проводили при температуре 770°C, прокаливая навески концентрата в течение 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 часов (таблица 5).The determination of the optimal duration of calcination was carried out at a temperature of 770 ° C, calcining the samples of the concentrate for 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 and 2.5 hours (table 5).
Эксперименты показали, что оптимальная продолжительность прокалки 1,0-2 часа. За 0,5 часа процесс разложения гидроксидов, основных карбонатов и карбонатов не полный - ППП=17,9%, а выдержка свыше 2 часов нецелесообразна, т.к. он завершен и ППП практически не изменяется.Experiments have shown that the optimal calcination time is 1.0-2 hours. For 0.5 hours, the process of decomposition of hydroxides, basic carbonates and carbonates is not complete - PPP = 17.9%, and exposure over 2 hours is impractical, because it is completed and the RFP is practically unchanged.
В результате прокалки в опыте 3 (табл. 5) получен концентрат, содержащий, в % мас.: 5,06 CuO; 12,6 ZnO и 25,5 Fe2O3, 1,2 S, остальное CaO, SiO2, MgO и другие оксиды, пригодный для дальнейшего извлечения ценных тяжелых цветных металлов по известным методам на действующих предприятиях цветной металлургии, и вовлечение полученных комплексных концентратов тяжелых цветных металлов в рециклинг, что позволяет ликвидировать сброс токсичных отходов в окружающую среду.As a result of calcination in experiment 3 (table. 5), a concentrate was obtained containing, in% wt .: 5.06 CuO; 12.6 ZnO and 25.5 Fe 2 O 3 , 1.2 S, the rest is CaO, SiO 2 , MgO and other oxides, suitable for the further extraction of valuable heavy non-ferrous metals by known methods at existing non-ferrous metallurgy enterprises, and the involvement of the obtained complex heavy non-ferrous metal concentrates in recycling, which eliminates the discharge of toxic waste into the environment.
Такой состав концентрата пригоден для переработки в существующих производствах цветной металлургии. Кроме того, уменьшение массы комплексного концентрата на 22-26% позволит сократить расходы на транспортировку и дальнейшую переработку.This composition of the concentrate is suitable for processing in existing non-ferrous metallurgy plants. In addition, reducing the mass of complex concentrate by 22-26% will reduce the cost of transportation and further processing.
Предложенный способ является простым, экономичным для обработки промышленных растворов и/или стоков, с получением концентратов, пригодных для их переработки на предприятиях цветной металлургии. Это важно не только с точки зрения экономики, но и с точки зрения экологии - промышленные стоки станут сырьевым источником тяжелых цветных металлов. Применение для обработки токсичных растворов и/или стоков шламов ХВО позволит резко сократить расходы на исходные реагенты и получить дополнительный экологический эффект в промышленной зоне ТЭС.The proposed method is simple, economical for the treatment of industrial solutions and / or effluents, with obtaining concentrates suitable for their processing at non-ferrous metallurgy enterprises. This is important not only from an economic point of view, but also from an environmental point of view - industrial effluents will become a raw material source of heavy non-ferrous metals. The use of CVD sludge for the treatment of toxic solutions and / or effluents will dramatically reduce the cost of initial reagents and get an additional environmental effect in the industrial zone of thermal power plants.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131267/05A RU2601333C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131267/05A RU2601333C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2601333C1 true RU2601333C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57277876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015131267/05A RU2601333C1 (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2601333C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2747686C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-12 | Андрей Евгеньевич Кондратьев | Method for water purification from complex compounds of heavy metals |
| RU2748040C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-19 | Андрей Евгеньевич Кондратьев | Method for water purification from heavy metals by catalytic deposition |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0349671A1 (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-10 | PAN-CHEMIE Dr. J. Fülöp | Process for separating heavy metals from waste water by sulfide precipitation using calcium polysulfide |
| US5720886A (en) * | 1995-10-12 | 1998-02-24 | Kennecott Greens Creek Mining Company | Process for removing metal values from mine waste water |
| RU2191750C2 (en) * | 2000-01-10 | 2002-10-27 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Method of treating waste waters to remove nonferrous heavy metal ions |
| RU2377083C2 (en) * | 2008-02-26 | 2009-12-27 | Татьяна Васильевна Неваленова | Method for neutralisation of drilling wastes |
| RU2445273C1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of purifying waste water from nonferrous metal ions |
| KR20130107134A (en) * | 2012-03-21 | 2013-10-01 | (주)지오엔바이로텍 | Stench and heavy metal removal composite and using the compost production method |
-
2015
- 2015-07-27 RU RU2015131267/05A patent/RU2601333C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0349671A1 (en) * | 1988-07-07 | 1990-01-10 | PAN-CHEMIE Dr. J. Fülöp | Process for separating heavy metals from waste water by sulfide precipitation using calcium polysulfide |
| US5720886A (en) * | 1995-10-12 | 1998-02-24 | Kennecott Greens Creek Mining Company | Process for removing metal values from mine waste water |
| RU2191750C2 (en) * | 2000-01-10 | 2002-10-27 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Method of treating waste waters to remove nonferrous heavy metal ions |
| RU2377083C2 (en) * | 2008-02-26 | 2009-12-27 | Татьяна Васильевна Неваленова | Method for neutralisation of drilling wastes |
| RU2445273C1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method of purifying waste water from nonferrous metal ions |
| KR20130107134A (en) * | 2012-03-21 | 2013-10-01 | (주)지오엔바이로텍 | Stench and heavy metal removal composite and using the compost production method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2747686C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-12 | Андрей Евгеньевич Кондратьев | Method for water purification from complex compounds of heavy metals |
| RU2748040C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-19 | Андрей Евгеньевич Кондратьев | Method for water purification from heavy metals by catalytic deposition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5170461B2 (en) | Treatment of selenium-containing wastewater | |
| CN101962239B (en) | Method for purifying titanium white wastewater | |
| CN102603099B (en) | Coupling process method for high-concentration arsenic acidic wastewater | |
| JP4255154B2 (en) | Method for removing arsenic from a solution containing sulfur dioxide | |
| CN103030233A (en) | Treatment method for high-concentration arsenic waste water | |
| CN103121763A (en) | Process for treating high-arsenic and high cadmium waste acid by using three-stage lime-ferric salt method | |
| CN108128917B (en) | Method for removing various pollutants in copper smelting polluted acid by using Bayer process red mud | |
| KR102201805B1 (en) | A method for the treatment of metals | |
| CN110240122B (en) | A kind of method for one-step detoxification of arsenic sulfide residue and recovery of sulfur | |
| CN105060431A (en) | Treatment method for high arsenic contaminated acid wastewater | |
| RU2601333C1 (en) | Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes | |
| KR101084522B1 (en) | Method for recovering zinc by countercurrent leaching | |
| CN102899491B (en) | Method for floating and separating high-concentration iron ions from zinc sulfate leachate | |
| RU2547369C2 (en) | Complex processing method of residues of domanic formations | |
| JP2005103476A (en) | Cement kiln extraction dust processing method | |
| JP4306422B2 (en) | Cement kiln extraction dust processing method | |
| JP5206453B2 (en) | Cement kiln extraction dust processing method | |
| CN112028325A (en) | Method for comprehensively treating non-ferrous smelting acidic high-chlorine wastewater | |
| JP5206455B2 (en) | Cement kiln extraction dust processing method | |
| RU2191750C2 (en) | Method of treating waste waters to remove nonferrous heavy metal ions | |
| CN110902792A (en) | Treatment method of wastewater containing pentavalent arsenic | |
| CN110606512B (en) | Method for stabilizing arsenic-calcium slag | |
| RU2592596C2 (en) | Method or cleaning solutions from selenium and arsenic | |
| RU2465215C2 (en) | Method of purifying acidic multicomponent drainage solutions from copper and concomitant ions of toxic metals | |
| RU2355647C1 (en) | Method of acid sulphate-containing effluents neutralisation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180728 |