Спосіб комплексної переробки цинковмісного шламу

Спосіб переробки шламу, який містить цинк, що включає обробку шламу водою і розчинами, який відрізняється тим, що розпульпований О) in ІЛ о> 5759 «киплячим» шаром, готовий продукт охолоджують Основний недолік даного способу - велике енергоспоживання (більш 2000кВт-год на тонну шламу), також при цьому утвориться величезна КІЛЬКІСТЬ різних газових продуктів які підлягають знешкодженню, даний спосіб не дозволяє переробляти цинковмісний шлам, що містить вапно, а тільки так званий «содовий» цинковмісний шлам Метою корисної моделі є вдосконалення способу комплексної переробки цинковмісного шламу з мінімальними енергетичними витратами Поставлена мета досягається тим, що цинковмгсний шлам розчиняється в азотній кислоті, шляхом відстоювання отриманий розчин освітлюється, потім додається розчин калію гідроксиду до рН=5-6 Шляхом фільтрації розділяють розчин від осаду, в одержану рідину додається розчин калію гідроксиду до рН=9-10 Отримана розведена суспензія цинку гідроксиду фільтрується, фільтрат розчин кальцієвої і калієвої селітри утилізується, у концентровану суспензію цинку гідроксиду додається промивна вода, рідина фільтрується Фільтрат ВІДДІЛЯЄТЬСЯ, очищена концентрована суспензія цинку гідроксиду нейтралізується розчином сульфатної кислоти, розчин цинкового купоросу подається на упарювання і перекристалізацію Внаслідок проведення цього процесу вдається досягти практично повного вилучення цинку з шламу (80% від теоретичного виходу) з мінімальними енергетичними витратами На Фіг подана технологічна схема комплексної переробки цинковмісного шламу Цинковмісний шлам із площадки зберігання транспортером подається в реактор змішування 1, куди подається за допомогою насосу 2 розчин азотної кислоти, отриманий розчин подається на пластинчатий ВІДСТІЙНИК 3, де відбувається подш нерозчиненого осаду і освітленої рідини, що самопливом надходить у буферну ємність 4, звідки насосом 5 подається в реактор змішування б, куди за допомогою насосу 7 подається розчин калію гідроксиду (рН доводиться до значення 5-6), розчин надходить на піщаний фільтр із рухомим шаром 8, де відбувається поділ осаду і освітленого розчину, освітлений розчин самопливом надходить у буферну ємність 9, суспензія осаду надходить на пластинчатий ВІДСТІЙНИК 10, відстояна рідина самопливом надходить у буферну ємність 9, звідки за допомогою насосу 11 подається в реактор змішання 12, куди подається за допомогою насосу 13 розчин калію гідроксиду (рН доводиться до значення 9-10), отримана суспензія цинку гідроксиду подається на піщаний фільтр із рухомим шаром 14, де потік розділяється на дві частини перший потік - розчин кальцієвої і калієвої селітри, що самопливом направляється на склад для реалізації і другий потік - суспензія цинку гідроксиду, що надходить у буферну ємність 15, звідки за допомогою насосу 16 у реактор змішування 17, куди подається за допомогою насосу 18 промивна вода, отримана рідина подається на піщаний фільтр із рухомим шаром 19, на якому виходить промивна вода і суспензія очищеного цинку гідроксиду, промивна вода самопливом скидається в каналізацію, суспензія очищеного цинку гідроксиду надходить у буферну ємність 20, звідки за допомогою насосу 21 подається в реактор змішування 22, куди подається за допомогою насосу 23 розчин сульфатної кислоти, отриманий розчин подається на упарювання, після фільтрації і перекристалізації виходить товарний цинковий купорос Наприклад Цинковмісний шлам (вміст цинку 6% мас, кальцію 22% мас) з площадки зберігання транспортером у КІЛЬКОСТІ 10т/год подається в реактор змішування 1, куди подається за допомогою насосу 2 розчин азотної кислоти (конц 56%) у КІЛЬКОСТІ 12т/год, отриманий розчин подається на пластинчастий ВІДСТІЙНИК 3, де відбувається поділ нерозчиненого осаду (гіпс, кремнезем у КІЛЬКОСТІ 150кг/год), що направляється на захоронения і освітленої рідини в КІЛЬКОСТІ 15т/год, що самопливом надходить у буферну ємність 4, звідки за допомогою насосу 5 подається в реактор змішування 6, куди за допомогою насосу 7 подається 40% розчин калію гідроксиду (рН доводиться до значення 5-6, КІЛЬКІСТЬ 0,02т/год), при цьому відбувається випадання темного осаду (основний компонент осаду - гідроксид заліза (IIJ)}, далі розчин надходить на піщаний фільтр із рухомим шаром 8 де відбувається поділ потоку на дві частини перший потік, що містить темний осад у КІЛЬКОСТІ 0,5Т/ГОД подається на пластинчастий ВІДСТІЙНИК 10, де відбувається поділ темного осаду в КІЛЬКОСТІ 0,07т/год, який направляється на захоронения і відстояної рідини, що самопливом надходить у буферну ємність 9, другий потік - освітлений розчин у КІЛЬКОСТІ 14т/год самопливом надходить у буферну ємність 9, звідки за допомогою насосу 11 подається в реактор змішування 12, куди за допомогою насосу 13 подається 40% розчин калію гідроксиду (рН доводиться до значення 9-10, КІЛЬКІСТЬ 0,04т/год), отримана суспензія цинку гідроксиду надходить на піщаний фільтр із рухомим шаром 14, де потік розділяється на дві частини перший потік 12т/год - 76% мас розчин кальцієвої і калієвої селітри (вміст кальцієвої селітри 9,1т і калієвої селітри - 0,03т в одній тонні розчину, гранична розчинність кальцієвої селітри при 30°С складає 86% мас, калієвої селітри 24% мас при 20°С), що самопливом направляється на склад для реалізації і другий потік 2т/год - суспензія цинку гідроксиду, що надходить у буферну ємність 15, звідки за допомогою насосу 16 надходить у реактор змішування 17, куди подається за допомогою насосу 18 промивна вода в КІЛЬКОСТІ 15Т/ГОД, отримана рідина подається на піщаний фільтр із рухомим шаром 19, на якому виходить промивна вода в КІЛЬКОСТІ 15т/год, і суспензія очищеного цинку гідроксиду 2т/год (вмістом 0,55Т ЧИСТОГО цинку гідроксиду), промивна вода самопливом скидається в каналізацію, суспензія очищеного цинку гідроксиду за допомогою насосу надходить у буферну ємність 20, звідки за допомогою насосу 21 подається в реактор змішування 22, куди подається за допомогою насосу 23 розчин 10% сульфатної кислоти в КІЛЬКОСТІ 5,6т/год, отриманий розчин подається на випарювання, після фільтрації і перекристалізації виходить товарний цинковий купорос ZnSO4 7НгО у КІЛЬКОСТІ 2,1т/год, що складає 80% від теоретичного виходу, що дорівнює 2,64т/год 5759 Таблиця 1 Матеріальні витрати на одержання 2,1т цинкового купоросу, 9,1т кальцієвої селітри, 0,03т калієвої селітри при переробці 10т цинковмісного шламу Витрачено Реагент К-сть Отримано Вартість, грн Питома Продукт Питома Загальна Шлам 10т 12т 500 6000 Калію гідроксид 40% Сульфатна кислота (98%) Вода 0,6 450 270 0,1т 210 0,5 800 7280 700 21 170 20 50% 5250 10 0,2 2500 21 20т 850кВтчас 5чол Загальна Цинковий купо2,1т рос Кальцієва селіт9,1т ра Калієва селітра 0,03 Азотна кислота Вартість, грн К-сть 100 3285,5 Електроенергія Персонал Накладні витрати Всього 9856,5 Одержаний позитивний результат дає можливість переробляти відходи виробництва віскозного волокна, які містять 6-20% мас цинку з отриманням цинкового купоросу Ефективність запропонованого способу полягає у відсутності утворення побічного продукту кальцію сульфату, можливості організації безперервного процесу вилуговування цинку з шламу, використання розчинів кальцієвої і калієвої селітри, що утворюються в процесі вилуговування, в якості мінеральних добрив Досягається економія енергоресурсів у порівнянні з прототипом за рахунок виключення стадії прожарювання Як бачимо, досягнутий технічний результат дає можливість отримувати чистий прибуток при Комп ютерна верстка Л Литвиненко 12551 Всього переробці 10т шламу 2694,5грн Запаси шламу що містить цинк на підприємствах середньої потужності складають величину 1000000т, що дозволить переробляти дану КІЛЬКІСТЬ шламу з продуктивністю 10т/год на протязі 10-15 років, загальний прибуток буде складати величину 2694,5x100000=269450000грн Беручи до уваги суму капітальних затрат, яка дорівнює 5000000грн та непередбачуваних витрат 10000000грн, загальний чистий прибуток дорівнює 269450000грн При переробці шламу на протязі 10 років орієнтовний прибуток за 1 рік складе 269450000/10 6,3=4,3млн євро Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького 45 м Київ МСП 03680 Україна ДП "Український інститут промислової власності вул Глазунова 1 м К и ї в - 4 2 01601