Установка утилізації розчинів хімічного нікелювання

Установка утилізації розчинів ХІМІЧНОГО нікелювання, що містить корпус з ємностями, ґрати, залізну стружку, яка відрізняється тим, що у корпусі розташовані три ємності, одна над одною, з'єднані між собою патрубками з кранами, при цьому верхня ємність містить вхідний патрубок для утилізованого розчину і в ній розташовані ЗНІМНІ сітчасті корзини, заповнені залізною стружкою, що встановлені на горизонтальних ґратах, під якими знаходиться нагрівач розчину, у середній ємності розташовані електроди для гальванічного висадження нікелю з розчину, з'єднані з джерелом постійного струму, в нижній ємності знаходиться фільтр, який містить шар піску і шар сорбційних матеріалів (активоване вугілля, ІОНІТНІ смоли та ш), розташованих послідовно Винахід відноситься до очистки промислових стоків, зокрема, до обладнань утилізації відпрацьованих розчинів ХІМІЧНОГО нікелювання (кислих та лужних) Відпрацьовані розчини ХІМІЧНОГО нікелювання, які містять 1,5-5 г/л нікелю, як правило, потрапляють на очисні споруди підприємств Проте не всі очисні споруди працюють належним чином, тому виникає необхідність у створенні автономних установок утилізації відпрацьованих розчинів хімнікелювання із-за великих концентрацій в них нікелю Гранично допустима концентрація (ГДК) нікелю для стічних вод менша 0,1 мг/л, тобто у 10000 разів менша, ніж у відпрацьованих розчинах Хоча об'єми цих розчинів невеликі (кілька десятків літрів), але змінюються вони майже кожен день із-за короткого терміна праці (декілька часів), а зливання їх у каналізацію може нанести значну шкоду навколишньому середовищу Відомий спосіб очищення відпрацьованого розчину ХІМІЧНОГО нікелювання за допомогою хлорного заліза, який створює з фосфітом сполуку Na2[Fe(OH)(HPO3)]220 H2O, яка випадає в осад Лататуев и др «Металлические покрытия химическим способом» Барнаул, 1968г Недоліком способу та обладнання для здійснення є його технологічна складність, необхідність дуже точного дотримування співвідношення ком понентів при введені в розчин, необхідність підлужування та ш При цьому неможливо досягти норм ГДК у стічних водах Відомий спосіб очистки стічних вод від ІОНІВ важких металів, зокрема, нікелю, шляхом введення лугу до рН більше 7,7, коли гідрооксиди нікелю випадають в осад (Гальванотехника, спр изд Аточин Ф Ф и др М, Металлургия, 1987, с 695) Недоліком способу є те, що він практично не застосовується для розчинів ХІМІЧНОГО нікелювання внаслідок наявності у ньому міцних комплексоутворювачів, які стають на заваді утворенню та випаду в осад гідрооксидів нікелю Відоме обладнання (прототип) для деструктивної очистки промислових стічних вод по авт св СРСР № 947079 Кл С 02F 1/70, опубл ЗО 07 82р , бюл 28, яке містить корпус з герметичною кришкою, пульсаційну камеру, поєднану з пневматичною установкою, а сам корпус заповнений залізною стружкою Недоліком відомого обладнання, у випадках його застосування для утилізації розчинів ХІМІЧНОГО нікелювання є неможливість значного зниження концентрації нікелю в розчині, внаслідок швидкого охолодження розчину у відомому обладнанні і принципову неможливість уловлювання нікелю тільки залізною стружкою до концентрацій менших ГДК В основу винаходу поставлено задачу створення автономної установки утилізації розчинів ю (О ю о> ю 59565 ємкості 2, через грати 9, самопливом, потрапляє в ХІМІЧНОГО нікелювання шляхом трьохступневої середню ємкість 3, де обробляється постійним очистки Для цього в установці розташовані, одна струмом від джерела 16 При цьому залишки нікенад одною, три ємкості поєднані патрубками з кралю висаджуються на нікелевому катоді 14, а на нами У верхній ємкості, яка містить теплоізоляцію, аноді з графіту 15 висаджуються пластівці фосфіту розташовані знімальні сітчаті корзини заповнені та інших з'єднань, які мають негативний заряд залізною стружкою і встановлені на горизонтально Розчин в середній ємкості від пропускання постійрозміщених ґратах, під якими знаходиться нагріного струму очищується до концентрації нікелю 3вам розчину В середній ємкості розташовані елек10 мг/л протягом 3-4 годин, після чого, при відкритроди з нікелю і графіту, поєднані з джерелом потому крані 6, самопливом потрапляє у нижню ємстійного струму В нижній ємкості знаходиться ність 4 При проходженні через фільтр 17 розчин сорбційний фільтр, який містить кварцовий пісок, очищується від взважених часток шаром піску, а активоване вугілля або іонообміні смоли, шари від залишків нікелю шаром адсорбенту ( активоваяких розташовані послідовно не вугілля, ІОНІТНІ смоли) Концентрація нікелю На малюнку схематично відображена установпонижується при проходженні сорбціиного фільтру ка утилізації відпрацьованих розчинів ХІМІЧНОГО до значень менших 0,1 мг/л, що достатньо для нікелювання в розрізі зливу розчину у каналізацію Установка складається з корпусу 1, у якому, одна над одною, розташовані три ємкості верхня Установка утилізації для 20 л розчину хімніке2, середня 3 і нижня 4, поєднані патрубками з кралювання з трьохступневим очищенням виготовленами 5, 6 У верхній ємкості, котра містить тепна і пройшла випробування, які показали, що опилоізоляцію, розташовані корзини з металевої сітки сана установка дозволяє повністю і надійно 7, які заповнені залізною стружкою 8 Корзини утилізувати розчини хімнікелювання з пониженням встановлені на горизонтальних ґратах 9, під якими КІЛЬКОСТІ нікелю до концентрацій набагато менших встановлено теплонагрівач 10 Верхня ємкість ГДК нікелю у стічних водах також споряджена електроконтактним термометПриклад ром 11, патрубком для заливу відпрацьованого Установка продуктивністю 20 л на добу вигорозчину 12 і вентиляційним відсмоктувачем 13, товлена з нержавіючої сталі 12Х18Н9Т, містить З який пов'язаний з витяжною вентиляцією У сеємкості по 25 л, з внутрішньою футерівкою із пласредній ємкості розташовані катод з нікелю 14 і тизолю, термообробленою при 120 °С, протягом анод з графіту 15, які поєднані з джерелом 1,5 годин, стружку зі сталі Ст 3 товщиною 0,05 мм, постійного струму 16 В нижній ємкості знаходитьплощею 1,5 м2 Корзини виготовлені з металевої ся сорбційний фільтр 17, який містить поміж шасітки з вічком 10x10 мм рами склотканини шар піску - зверху і шар сорбенВідпрацьований розчин хімнікелювання складу ту (активоване вугілля, ІОНІТНІ смоли) - знизу, які г/л уловлюють мікрозалишки нікелю з фільтруємого нікель сірчанокислий 15, розчину гіпофосфіт натру 20, Установка працює таким чином Відпрацьованатр оцтовокислий 12, ний розчин ХІМІЧНОГО нікелювання подається через тюсечовина 0,002, патрубок 12 у верхню ємкість 2, в корпусі 1 устафосфіти натру 50, новки утилізації, при допомозі насосу При наповпри рН=4,5, температурі - 90 °С, заливали наненні ємкості 2 гарячим утилізуємим розчином, сосом у верхню ємкість 2 установки утилізації розкорзини 7 з залізною стружкою 8 опиняються в чинів хімнікелювання У розчин, через отвір в розчині, внаслідок чого нікель з розчину висаджукришці (не показано), додавали каустік до рН 5,7 ється на поверхні залізної стружки Для приско6,0 і підтримували температуру розчину 90 - 93 °С рення процесу висадження нікелю розчин підогріпротягом двох годин У результаті із розчину 92 вають нагрівачем 10 Внаслідок того, що при 96 % нікелю висадилось на залізній стружці, розвисадженні нікелю розчини підкислюються, у веррахунковою площею 1,5 м2 КІЛЬКІСТЬ нікелю зменхню ємкість, у випадку утилізації кислих розчинів, шилась до 0,2 - 0,3 г/л, після чого нагрів вимкнули, додають розрахункову КІЛЬКІСТЬ лугу, а в лужний і ємкість 2 остигала до ранку, тобто протягом 14-15 розчин вводять кислоту (сірчану, соляну), щоб рН годин У результаті концентрація нікелю падала до кислих розчинів дорівнював 5,5 - 6,0, а лужних -7,5 величини 0,1 - 0,15 г/л Остиглий розчин зливають - 8,5 Практично основна частина нікелю висаджуу середню ємкість 3, де на катоді висаджували ється на залізній стружці, яка має велику площу залишки нікелю, і його КІЛЬКІСТЬ знижувалась до 3 поверхні, і концентрація нікелю в розчині знижу10 мг/л Для доведення концентрації нікелю до ється на порядок Якщо початкова концентрація значень, які дозволяють злив очищеного розчину у нікелю в розчині була 3 г/л, то розчин отриманий з каналізацію, розчин зливають у нижню ємкість 4, ємкості 2 містить 0,33 г/л Залізна стружка, внасліде він проходить через шар сорбціиного матеріалу док збагачення нікелем є цінною сировиною для з активованого вугілля, іонообмінної смоли металургійних підприємств Пара і водень, які (катюніт марки КУ-2) Швидкість протікання розчиутворюються при осаджені нікелю, вилучаються ну через сорбційні матеріали складала 0,1 см/с, через вентиляційний відсмоктувач 13 у витяжну при товщині катионітної засипки ЗО см і площі повентиляцію Підтримання оптимальної температуперечного січення 100 см 2 , тобто 20 л розчину ри регулюється з допомогою електроконтактного проходили через фільтр протягом 2 годин термометра 11 з'єднаного з нагрівачем 10 Швидкість проходження регулюється зливним краном Концентрація нікелю понижувалась на виході Після відключення нагрівача 10 і охолодження до значень 0,005 - 0,07 мг/л, тобто менше ГДК для розчину відкривають кран 5 і розчин, з верхньої 5 59565 стічних вод Установка може бути необхідною для виробничих і експериментальних дільниць 6 хімнікелювання на підприємствах, учбових інших організацій, де немає очисних споруд Фіг. Комп'ютерна верстка М Мацело Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна та