| Приоритети: | Същността на изобретението: отработените киселинни и алкални тревисти разтвори се отцеждат до рН 3 5, образуваната смес се разрежда с вода 1,3 2 пъти, след това се добавя сярна киселина към водородния индикатор PH 1 2, определя се количеството мед, съдържащо се в получения разтвор, след това се зареждат алуминиеви стружки в количество, равно на 0,8 1,2 от количеството мед в разтвора, и се циментира извършва се с циментацията.температура не повече от 90 ° C. Разтворът след подкисляване със сярна киселина се разрежда допълнително с вода до концентрация на мед от 20-60 g/l. Предложеният метод дава възможност за пречистване на отработените декапиращи разтвори до концентрация на мед от 0,001 g/l. 1 табл.
Чертежи към патент България 2042643
Изобретението се отнася до пречистването на промишлени отпадъчни води и може да се използва при пречистването на отработени киселинни и алкални разтвори за ецване на печатни платки и галванопластика.
Известен метод за пречистване на отпадъчни води от медни йони, включващ тяхното предварително третиране с водоразтворима сол на алуминий (хлорид, нитрит или сулфат) със скорост 2-2,3 алуминиеви йони на 1 меден (II) йон, последвано от алкализиране на разтвора. Като алкален реагент се използва суспензия на калциев оксид в разтвор на натриев карбонат при скорост 5-6 мола калциев оксид на 1 мол натриев карбонат, който се въвежда до достигане на рН 12-13, последвано от разбъркване, докато се образува слабо разтворимо съединение [1] Недостатъкът на този метод енепълно пречистване на съдържащи мед отпадъчни води поради невъзможността за извличане на мед от нейните комплексни съединения, като меден амоняк, който може да бъде представен като [Cu(NH 3 ) 4 ]Cl.
Най-близък до предложения е метод, според който процесът на оползотворяване на медта се извършва от отработени киселинни и алкални разтвори на ецване на меден хлорид [2].
След това алуминиевите отпадъци и техните сплави се зареждат в разтвора. В резултат на реакцията на заместване се утаява чиста мед и в разтвора се образува алуминиев хлорид, който е добър коагулант. В случай на киселинен разтвор за ецване, той се разрежда с вода до концентрация на мед от 60 g/l, стойността на рН се регулира на 2,3-3,0, добавят се алуминиеви отпадъци и се извършва процесът на извличане на мед от разтвора.
Недостатъкът на този метод е непълната неутрализация на медните йони в отпадъчните разтвори. Експериментално е установено, че отработените концентрирани медсъдържащи отпадъчни води, пречистени по тази технология до пълно обезцветяване на разтвора и концентрация на мед (II) до 1 g/l, след 3 дни променят цвета си на зелено, а концентрацията на мед в разтвора се повишава до 7,5-8 g/l.
Целта на изобретението е да се повиши степента на пречистване на киселинни и алкални отпадъчни води от мед.
Отработените киселинни и алкални разтвори за ецване, съдържащи мед, се отцеждат до рН 3-5, получената смес се разрежда с вода 1,3-2 пъти и след това се добавя сярна киселина към рН на разтвора рН 1-2,Определя се количеството мед, съдържащо се в получения разтвор, след което се зареждат алуминиеви стърготини в количество, равно на 0,8-1,2 от количеството мед в разтвора, и карбуризирането се извършва при температура t 90 o C.
Отработените киселинни и алкални разтвори за ецване, съдържащи мед, се източват до рН 3-5, което се определя например с индикаторна хартия Rifan с диапазон на рН 1,8-3,6, 4-5,4. При изливане на разтворите се извършва разрушаването на медно-амонячния комплекс [Cu(NH3)4]Cl с образуването на медни соли, включително хлорсъдържащи под формата на CuCl2, и отделянето на газообразни продукти CO2, NH3, NO2.
В този случай се образуват хлорсъдържащи съединения в количество, достатъчно за активиране (катализиране) на процеса на циментация.
Получената смес се разрежда с вода 1,3-2 пъти преди добавяне на сярна киселина, за да се избегне прекомерно нагряване и отделяне на сместа. Добавя се сярна киселина до pH 1-2, за да се разтворят напълно медните соли и да се създаде реактивно pH.
В същото време беше експериментално установено, че количеството алуминиеви стружки за карбуризиране трябва да се вземе с коефициент К, равен на 1,2-0,8 от количеството мед в разтвор с рН съответно 1-2.
При зареждане на алуминиеви стърготини с K > 1,2 от количеството мед в разтвора, алуминият не се използва за реакцията и се натрупва в утайката. При зареждане на алуминиеви чипове с K o C, това позволява да се изключи образуването на димеризирани структури от алуминиеви оксохлориди и затварянето на медни йони в димерния пръстен, което позволява да се повиши степента на пречистване на концентрираните медни разтвори.
Оптималният резултат по отношение на скоростта на реакцията и степента на пречистване се получава, ако разтворът след подкисляване със сярна киселина се разрежда допълнително с вода до концентрация на мед20-60 g/l, като зареждането на алуминиеви стърготини се извършва постепенно, като се поддържа температура на разтвора 40-85 o C.
Когато концентрацията на мед в разтвора е над 60 g/l, процесът на карбуризация е много бърз и за поддържане на температурата в рамките на 40-85 ° C и премахване на експлозивната ситуация е необходимо или да се въвеждат алуминиеви стружки много бавно, което увеличава времето за почистване, или да се осигурят допълнителни мерки за отстраняване на топлината.
Разреждането на разтвора до концентрация на мед o C изисква допълнително подаване на топлина.
Алуминиевите стружки се зареждат на последователни порции, за да се избегне прегряване на разтвора и да се поддържа температура в рамките на 40-85 ° C.
ПРИМЕР 1. В неутрализатора с обем 1000 l се изсипват 100 l отработен киселинен разтвор за ецване на печатни платки (pH 1), който включва меден хлорид (CuCl 2 ) с концентрация на мед 180 g / l.
След това към него се добавят 100 l отработен алкален ецващ разтвор от същото производство (pH 9-10), съдържащ медно-амонячен комплекс [Cu (NH 3 ) 4 ] Cl с концентрация на мед 60 g / l, на части в 2-3 дози, като се разбърква, с покрито огледало на неутрализатора. Половин час след спиране на разпенването на получената смес с pH 3 към нея се добавят 180 литра вода, разбърква се. След това се добавят на малки порции (около 5 l) 20 l концентрирана сярна киселина (H 2 SO 4 ) и се разбърква, докато солите се разтворят напълно в утайката. В същото време в разтвор с рН 2 концентрацията на мед, определена чрез йодометричен метод, е 60 g / l, а общото количество мед в 400 l от разтвора е 24 kg. Определете количеството алуминий, необходимо за пречистване на този разтвор от мед (при pH 2, K 0,8), което е равно на 24 0,8 19,2 kg. След това първата част се зарежда в неутрализатора с приготвения разтвор.алуминиеви стърготини 10 кг в титаниева кошница с капак и отвори по цялата повърхност. След около 3 часа, когато температурата на разтвора в неутрализатора падне до 40°C, втората кошница се зарежда с останалата част от чипса, без да се отстранява първата. Всички се държат до пълно избистряне на разтвора за около 8 часа, след което кошничките с утайката се отстраняват, утайката се измива и изсушава.
Пример 2. В неутрализатора се изсипват отпадъчни ецващи разтвори със същия състав като в пример 1 в количество: киселинни 50 l, алкални 150 l, в последователността, посочена в пример 1.
Полученият разтвор с рН 5 се разрежда 1,35 пъти с вода (т.е. добавят се 70 l вода), разбърква се.
След това се добавят 22,5 l концентрирана сярна киселина (H 2 SO 4 ), както е посочено в пример 1. В този случай, в разтвор с pH 1, концентрацията на мед е 70 g/l. Към разтвора се добавят още 608,5 литра вода и концентрацията на мед в него става 20 g/l, а общото количество мед е 18 kg. Определете необходимото количество алуминий за този разтвор (при pH 1, K 1,2), което е равно на 21,6 kg. След това медта се въглеродизира върху алуминиеви стърготини в последователността, посочена в пример 1, с тази разлика, че времето, през което температурата на разтвора след зареждане на първата порция алуминиеви стърготини пада до 40 ° C, в този случай е приблизително 1 час, а след зареждане на последната част до пълното избистряне на разтвора минават приблизително 10 часа.
Пример 3. В неутрализатора се изсипват отпадъчни декапиращи разтвори със същия състав като в пример 1 в количество: киселинни 67 l, алкални 133 l, в последователността, посочена в пример 1. Към получената смес с рН 4 се добавят 100 l вода, разбърква се. След това вместо концентрирана сярна киселина се добавят 30 литра от отработения разтвор.ецване на цветни метали от галванично производство, което, наред с други неща, включва: сярна киселина с концентрация 250 g/l, азотна киселина с концентрация 320 g/l, медни (II) йони с концентрация 20 g/l.
В този случай в разтвор с рН 1,8 концентрацията на мед е 68,7 g/l. Към разтвора се добавят още 185 l вода и концентрацията на мед в него става 40 g/l, а общото количество мед е 20,6 kg. Определя се необходимото количество алуминий (при pH 1,8 се взема K 1), което е равно на 20,6 kg. След това се извършва карбуризация на мед върху алуминиеви чипове в последователността, посочена в пример 1, с тази разлика, че времето, през което температурата на разтвора след зареждане на първата порция алуминиеви чипове пада до 40 ° C, в този случай е приблизително 2 часа, а след зареждане на последната част от чиповете до пълното избистряне на разтвора, преминават приблизително 9 часа.
Основните параметри на метода за почистване на отработените разтвори за ецване от мед, извършени в режимите, описани в примери 1-3, са показани в таблицата.
ИСК
МЕТОД ЗА ПРЕЧИСТВАНЕ НА КИСЕЛИНИ И АЛКАЛНИ ОТПАДЪЧНИ ВОДИ ОТ МЕД, включващ смесване на киселинни и алкални отпадъчни води до кисела реакция, разреждане с вода до определена концентрация на мед, подкиселяване на получения разтвор и циментиране върху алуминиеви отпадъци, последвано от отделяне на утайката, характеризиращ се с това, че за да се повиши степента на пречистване, получената смес се разрежда с вода до концентрация на мед от 20-60 g/l, полученият разтвор на сяра се подкислява с киселина до рН 1-2 и циментирането се извършва върху алуминиеви стърготини, взети в количество 0,8-1,2 от количеството мед в разтвора, при температура не по-висока от 90 o C.