Спосіб очистки стічних вод від сполук мангану та нікелю

Спосіб очистки стічних вод від сполук мангану та нікелю осадженням гідроксидами лужних металів, який відрізняється тим, що осадження проводять у присутності пероксиду водню при співвідношенні (Мn+Ni):Н2О2=0,2-3,75 до значення рН=8,5-10,0. (13) 80959 (11) мангану та нікелю з використанням гідроксиду натрію з кип'ятінням утвореної суспензії [3]. Основними недоліками способу-прототипу являється низький ступінь осадження мангану та нікелю та використання процесу кип'ятіння утвореної суспензії. При осадженні ч використанням гідроксиду натрію утворюються аморфні осади гідроксидів мангану та нікелю що погано фільтруються, які при довготривалому нагріванні або тривалому відстоюванні здобувають чітко виражену кристалічну структур у та кристалічну решітку. На відміну від свіжеосаджених гідроксиди з чітко вираженою кристалічною структурою мають більш низьку розчинність і тому краще фільтруються. Таким чином, зазначені недоліки способупрототипу об’єктивно закономірні, оскільки вони визначаються хімізмом осадження сполук нікелю та мангану і їх неможливо усунути в рамках способу-прототипу. В основі запропонованого способу поставлено задачу шля хом осадження гідроксидом лужною металу в присутності пероксиду водню підвищити ступиш» осаджений мат any і а нікелю, при цьому запропонований винахід дозволяє: - проводи і и осадження при рН=8,5-10,0; - проводити осадження при температурах 2055°С, - отримувати осадки, що добре фільтруються; - можливість наступної регенерації сполук мані ану та нікелю з осадків, UA Винахід відноситься до хімічної галузі, зокрема переробки водних розчинів, які вміщують манган га нікель у мегалургійних, гальванічних виробництвах і а підприємствах хімічного комплексу та може бути використаний на підприємствах України для очистки стічних вод та організації замкнутої о водооборогнього циклу, Відомий спосіб очистки стічних вод від іонів металів, який включає в себе обробку стоків дрібнодисперсними матеріалами, які вміщують оксиди кальцію та кремнію, який відрізняється тим, що використовують дрібнодисперсні сполуки з співвідношенням CaO:SiO2>2 у вигляді мінералів силікатів кальцію 2CaO·SiO2 та 3СаО·SіO2 [1]. Основними недоліками цього способу е можливість очистки тільки розчинів з низьким вмістом мангану та нікелю, і необхідність подрібнення адсорбенту, при цьому шлам сполук мангану та нікелю є забруднений сполуками кремнію та кальцію, що збільшує витрати на наступну регенерацію мані ану та нікелю зі шламу. Інший метод вилучення важких металів з промислових стічних вод дозволяє ліквідувати ці недоліки [2]. Спосіб включає в себе підлужування стічних вод лугом, обробку сполуками заліза, окислення повітрям та нагрів отриманої суспензії до 60°С. Основним недоліком даного способу є використання солей двохвалентного заліза та використання нагріву. Найбільш близьким за технічною сутністю до способу, що заявляється, є очистка стічних вод від C2 A A1 (19) (21) 20040604939 (22) 22.06.2004 (24) 26.11.2007 (72) КОЗУБ ПАВЛО АН АТОЛІЙОВИЧ, СЕМЕНОВ ЄВГЕНІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ГРИНЬ ГРИГОРІЙ ІВАНОВИЧ, U A (73) КОЗУБ ПАВЛО АН АТОЛІЙОВИЧ, СЕМЕНОВ ЄВГЕНІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ГРИНЬ ГРИГОРІЙ ІВАНОВИЧ, U A (56) UA 45062, 15.03.2002, SU 1778082, 30.11.1992, 2 3 80959 -можливість проведення осадження з розчинів в інтервалі концентрацій - мангану від 0,38мг./л до 55 г/л та нікелю від 1,18мг до 35г/л, істотною відмінністю запропонованою винаходу від способу-прототипу, що забезпечує технічний результат, є те, що осадження проводять гідроксидом лужного металу в присутності пероксиду водню. Оптимальні умови проведення процесу забезпечуються проведенням осадження при значеннях рН=8,5-10,0 та мольному співвідношенні (Mn+Nі):Н2O2=0,2-3,75 та температурі 20-55°С. Нами встановлено, що при осадженні в присутності пероксиду водню (H2О2) знижується залишкова концентрація іонів нікелю та мангану в розчині, при цьому утворюються осади, які краще фільтруються, в порівнянні з прототипом. Позитивний ефект, який спостерігaється в запропонованому способі, можливо пояснити таким чином. Використовуємий пероксид водню окислює манган до більш високих ступенів окислення, при цьому відбувається утворення сумісних сполук мані ану та нікелю, які мають меншу розчинність, ніж окремі сполуки нікелю та мангану. Величина pН процесу осадження та інші технологічні параметри технологічного процесу визначені фізико-хімієй процесу осадження сполук мангану та нікелю й конкретними умовами його проведення. Нами встановлено, що при зниженні значення pН нижче 8,5 не досягаються необхідні значення добутку розчинності сполук мангану та нікелю, і це приводить до зниження ступеню осадження, Водночас при збільшенні рН>10,0 збільшуються витрат лугу, починається розчинення сполук нікелю, та відбувається підвищення концентрації нікелю у відфільтрованій рідині після фільтрування, Зниження відношення (Mn+Nі):Н2O2 нижче 0,2, тобто збільшення концентрації пероксиду водню хоча й сприяє незначному збільшенню ступеня осадження, але при цьому сильно збільшуються витрати пероксиду водню, за рахунок чого частина нероксиду водню розкладається на кисень, Крім того кисень що виділяється перешкоджає осадженню сполук нікелю та мангану. Збільшення співвідношення (Mn+Ni):H 2O2 більше ніж 3,75 знижує ступінь осадження мангану та нікелю зі стічних вод до значень нижче необхідних, тому що даної кількості пероксиду водню недостатньо для утворення вищих оксидів мангану. Нами встановлено, що при температурах нижче 20°С процес окислення сполук мангану значно уповільнюється за рахунок зниження швидкості окислення, що приводить до зменшення ступеня осадження, 3 іншого боку при температурах ви ще 55°С швидкість процесу розкладання пероксиду водню перевищує швидкість основної реакції, що також зумовлює зниження ступеню осадження сполук мані ану га нікелю. Встановлено, що при осадженні сполук мангану та нікелю з розчинів з початковою 4 конценірацією мангану га нікелю менше ніж 0,38 мг/л та і,18 мг/л відповідно відбувається ут вороння дрібнодисперсних осадів, які не осідають тривалий період і тому осадження не відбувається. При підвищенні початкової концентрації мангану та нікелю в розчині більш 55 і 35 і/л під час осадження відбувається підвищення густини утвореної суспензії, яке перешкоджає взаємодії сполук мангану та нікелю з лугом, при цьому підвищується вміст мангану та нікелю у відфільтрованій рідині та утворені осади погано фільтруються, Спосіб здійснюють таким чином: У розчин який містить сполуки мангану та нікель додають гідроксид лужного металу до значення рН=8,5-10,0 та дозують пероксид водню таким чином, щоб підтримувати співвідношення (Mn+Ni):H 2O2=0,2-3,75 при температурі 25-55°С. Далі отриману суспензію відстоюють 1-2 години, після чого фільтрують. Відфільтрований осад направляють на переробку, а отриманий фільтрат направляється в цикл. Приклад 1, В 1 літр стічних вод, які містять до 1 г/л іонів мангану й до 1 г/л іонів нікелю, додають гідроксид лужного металу до значення рН=8,5 у присутності в розчині 0,3 і 92 г/л пероксиду водню при температурі 25°С, Далі отриману суспензію відстоюють 1-2 години, після чого фільтрують. Відфільтрований осад направляється на переробку, а отриманий фільтрат направляється в цикл. Вміст іонів мангану в фільтраті - 71,06 мг/л, а іонів нікелю - 2,41 мг/л. Приклад 2. В 1 літр стічних вод, які містять до 10 г/л іонів мангану й до 7,5 г/л іонів нікелю, додають гідроксид лужного металу до значення рН=9,6 у присутності в розчині 5,2666 г/л пероксиду водню при температурі 35°С. Далі отриману суспензію відстоюють 1-2 години, після чого фільтрують. Відфільтрований осад направляється на переробку, а отриманий фільтрат направляється в цикл. Вміст іонів мангану в фільтраті - 0,38 мг/л, а іонів нікелю 0,21 мг/л. Приклад 3. В 1 літр стічних вод, які містять до 55 г/л іонів мангану й до 35 г/л іонів нікелю, додають гідроксид лужного металу де значення рН=10,0 у присутності в розчині 20 г/л пероксиду водню при температурі 55°С, Далі отриману суспензію відстоюють 1-2 години, після чого фільтрують. Відфільтрований осад направляється на переробку, а отриманий фільтрат направляється в цикл. Вміст іонів мангану в фільтраті - 0,01 мг/л, а іонів нікелю—0,27 мі/л, Джерела інформації: 1. Пат. РФ № 2152360 С1. C02F1/62, C02F1/28, C02F1/52, Опубл. 10.07.2000. 2. Пат. США US 3931007. C02F1/72, Опубл. 06.01.1976. 3. Неорганические материалы, 1976, №9, с. 1318-1622. Е.Б. Новосадова, В.П, Чалый. Фазовые превращения при термообработке системы і гидроокисей Ni(II) и Mn(II).