- •С.С. Виноградов
- •Экологически безопасное гальваническое производство
- •Под редакцией проф. В.Н.Кудрявцева
- •Раздел 1. Экологическая опасность технологических растворов 7 гальванического производства и направления ее снижения
- •Раздел 4. Базовые принципиальные схемы очистки промывных и 162 сточных вод
- •Раздел 6. Регенерация (восстановление работоспособности) 241 отработанных электролитов
- •Раздел 8. Утилизация гальванических шламов 289
- •Раздел 9. Создание экологически безопасного гальванического 297 производства
- •Раздел 1. Экологическая опасность технологических растворов гальванического производства и направления ее снижения
- •1.3. Базовые составы растворов и электролитов
- •Анодное окисление алюминия и его сплавов
- •Химическое оксидирование алюминия и его сплавов
- •Покрытий
- •Раздел 2. Рациональное водопотребление на промывочных операциях
- •Удельные нормы расхода воды в зависимости от количества ступеней
- •Раздел 3. Состав и объём сточных вод гальванического производства
- •Процессов
- •Iimpomaiii
- •3.2. Состав и объём общих сточных вод от цеха (участка) гальванопокрытий
- •Раздел 4. Базовые принципиальные схемы очистки промывных и сточных вод
- •Содержание активной части и условия поставки
- •4.2. Электрокоагуляционный метод
- •Ионообменная очистка
- •Метод электрофлотации
- •4.6. Метод электродиализа
- •Поверхностный спои адсорбированных молекул воды
- •1 Вода 1 на доочистку
- •4.10. Метод жидкостной экстракции
- •Метод дозированного выпаривания
- •Раздел 5. Принципы адаптации гальванического цеха и систем очистки сточных вод
- •Раздел 6. Регенерация (восстановление работоспособности) отработанных электролитов
- •6.1. Классификация методов обработки отработанных растворов и
- •6.2. Регенерация отработанных растворов и электролитов
- •Регенерация растворов обезжиривания
- •Ihuh Очищенный раствор Рис. 6.1. Схема мембранной очистки обезжиривающих растворов
- •6.2.2. Регенерация травильных растворов
- •6.2.4. Регенерация электролитов кадмирования
- •6.2.7. Регенерация хромсодержащих растворов и электролитов
- •Раздел 7. Рекуперация (утилизация в гальваническом производстве) отработанных технологических растворов
- •Рекуперация (утилизация в гальваническом производстве)
- •Отработанных технологических растворов, содержащих шестивалентный хром
- •Раздел 8. Утилизация гальванических шламов
- •Раздел 9. Создание экологически безопасного гальванического производства
- •Химикаты вода
выделение
из отработанного раствора отдельных
ценных компонентов (цветные металлы,
кислоты и другие вещества) и использование
их на других производствах.
Обезвреживание
(нейтрализация)
может быть осуществлено обработкой
растворов после их смешения (например,
кислых и щелочных растворов) и последующей
нейтрализацией, либо нейтрализацией
индивидуального раствора или определенной
группы растворов для получения
труднорастворимых в нейтральной среде
соединений металлов и других токсичных
компонентов технологических растворов.
В обоих случаях о полном обезвреживании
можно говорить только при специально
организованном складировании и
захоронении гидроксидов и нерастворимых
солей металлов. Такое решение
представляется экономически и
экологически нецелесообразным.
Альтернативой
является утилизация образующихся в
результате нейтрализации гидроксидов
металлов, например в производстве
глазурей, эмалей и стекла, т.е. переход
к методам утилизации отходов
обезвреживания. Приведенное выше
разделение методов обработки отработанных
растворов и электролитов является
поэтому условным. Часто одним и тем же
методом обработки могут быть осуществлены
как регенерация раствора, так и утилизация
ценных компонентов. При этом предотвращается
выброс вредных веществ в окружающую
среду.
электролитов
С
точки зрения используемых технологических
принципов существующие методы обработки
концентрированных отработанных
растворов можно условно классифицировать
по схеме, приведенной в табл.6.1.
Предложенная классификация предназначена
для выбора наиболее оптимальных методов
регенерации, обезвреживания и утилизации
ценных компонентов из отработанных
растворов, а также для разработки новых
методов и оборудования.
243
6.1. Классификация методов обработки отработанных растворов и
Методы обработки |
Технологические процессы обработки | |
Реагентно-химические |
Нейтрализация Кристаллизационное осаждение Окислительновосстановительная обработка Каталитические процессы | |
Физико химические |
Электро химические |
Электродиализ Селективная электрохимическая проработка Диафрагменный электролиз Электролиз на сетчатых и пористых электродах Электрофлотация |
Сорбционные |
Ионный обмен Адсорбция Ионообменная жидкостная экстракция Сорбция импрегнированными сорбентами | |
Физико механические |
Мембранные |
Ультрафильтрация Обратный осмос (гиперфильтрация) |
Термическая дистилляция |
Дозированное выпаривание | |
Механические |
Отстаивание Микро- и макрофильтрация Центрифугирование |
Рекомендуемые
методы обработки отработанных
электролитов приведены в табл.6.2,
технологические режимы обезвреживания
более подробно представлены в разделе
4, регенерации - в главе 6.2, рекуперации
- в разделе 7, режимы обработки на
специализированном оборудовании - в
технической документации на это
оборудование. Следует отметить, что
эта область техники требует самостоятельного
развития, да и
Основные причины выхода растворов из строя |
Технологические методы обработки | ||
Регенерация |
Утилизация |
Обезвреживание | |
1 |
2 |
3 |
4 |
Накопление не- эмульгированных нефтепродуктов, эмульгированных масел (до 0,4- 0,5%), омыленных жиров, взвешенных частиц (до 0,5-1,0 г/л). |
Растворы обез Ультрафильтрация с флотацией. Электрофлотация. Обработка сначала фосфатами или силикатами (1-5 г/л), затем солями Са или Mg (0,3-1,5 г/л) с отделением осадка и масла. |
жиривания Использование для нейтрализации отработанных кислых растворов взамен (или совместно) извести или содопродуктов | |
Сернокислые и пирофосфатные электролиты: накопление Fe2+, Fe3+, Cu+, Ni2+ и др., органических веществ; попадание полировальных паст. |
Медьсодержащ Электролиз на гофрированном или сетчатом катоде с фильтрацией; обработка окислителями. Электролиз периодическим током с соотношением ik : ia =2:1. |
ие растворы Электролиз на сетчатых катодах. |
Нейтрализация щелочными реагентами. |
245
1 |
2 |
3 |
4 | |
Растворы химического меднения: попадание твердых частиц, Pd2+ и других катализаторов; истощение компонентов. |
Фильтрация, корректировка. Жидкостная экстракция. |
Каталитическое выделение меди при нагревании, фильтрация. Диафрагменный электролиз. Цементация. |
Реагентная обработка | |
Сернокислые растворы травления меди и ее сплавов: накопление ионов меди до 60 г/л. |
Электролиз. |
Электролиз на сетчатых катодах. |
Нейтрализация щелочными реагентами. | |
Азотнокислые растворы травления меди и ее сплавов: накопление ионов меди до 120 г/л и частичная кристаллизация солей. |
Диафрагменный электролиз с катионитовыми мембранами. |
Нейтрализация щелочными реагентами. | ||
Электролиты никелирования: накопление органических веществ; посторонних ионов тяжелых металлов до 50-100 мг/л; солей жесткости; фосфат-ионов. |
Никельсодержаи Сорбция на угле. Селективная электрохимическая проработка. Реагентная обработка. |
цие растворы Получение из отработанного раствора блестящего никелирования электролита матового никелирования Прямой или диафрагменный электролиз. Цементация. |
Нейтрализация щелочными реагентами. |
246
1 |
2 |
3 |
4 ‘ |
Растворы химического никелирования: истощение компонентов, попадание катализаторов и каталитических ядов, локальный перегрев, осаждение никеля на стенках ванны. |
Непрерывная или периодическая корректировка. |
Ионный обмен. Осаждение никеля восстановителями, фильтрация. Диафрагменный электролиз. Цементация. Жидкостная экстракция. |
Нейтрализация щелочными реагентами. |
Электролиты цинкования: загрязнение органическими веществами; накопление ионов Си, Fe, Cd, Sn. |
Цинксодержащ Реагентная обработка; селективная электрохимическая проработка. |
ие растворы Прямой электролиз. |
Нейтрализация до pH 8-9,5 |
Растворы цинк- фосфатной обработки (фосфатирования) стали: накопление избытка ионов Fe; нерастворимых фосфатов цинка и железа. |
Фильтрация и реагентная обработка |
Реагентная обработка щелочными реагентами. |
1 2 3 |
4 | |||
Электролиты хромирования: истощение компонентов, накопление ионов Сг3+ ; накопление ионов: Fe > 8-10 г/л, Си > 2-3 г/л, Zn > 0,5 г/л |
Хромсодержащ Электрохимическая проработка. Ионный обмен. Диафрагменный электролиз. |
ие растворы Установка ванн улавливания. Приготовление растворов пассивирования цинковых и кадмиевых покрытий |
’еагентное восстановление и нейтрализация щелочными эеагентами. | |
Растворы хро- матной пассивации покрытий: накопление ионов Zn до 15 г/л, Cd до 15 г/л, Сг3+ 3-7 г/л |
Ионный обмен. Диафрагменный электролиз. Электродиализ. |
Приготовление малоконцентрированных растворов для бесцветной и радужной пассивации. |
Реагентное восстановление и нейтрализация щелочными реагентами. | |
Растворы электрохимпо- лирования: накопление ионов: Fe > 4,2-5 % СпОз > 1,5% Ni > 5 г/л; выпадение в осадок гидроксидов и основных солей железа. |
Диафрагменный электролиз. Фильтрование осадка. |
Реагентное восстановление и нейтрализация щелочными реагентами. | ||
Растворы травления меди и ее сплавов: накопление ионов меди до 60 г/л, Сг3+ 5-10 г/л. |
Диафрагменный электролиз с катионитовыми мембранами. |
Электрохимиче ское восстановление Сг6+ до Сг3+. Химическое восстановление и обработка щелочными агентами. |
1 |
2 |
3 |
4 |
Электролиты анодного окисления: накопление ионов А13+ до 25 г/л. |
А1-содержащие Кристаллизация с добавлением (NH4)2S04 30 г/л или NH4OH 15 г/л. |
растворы. Приготовлени е растворов травления стали. |
Обработка щелочными реагентами. |
Щелочные растворы травления и химического фрезерования алюминия: накопление алюмината натрия до 80 г/л (по А1). |
Электрофлота ция. Использование саморегулирую щихся щелочных растворов. |
Приготовление растворов обезжиривания. |
Обработка отработанными кислыми растворами. |
Электролиты для осаждения железа и его сплавов: накопление ионов Fe3+. |
Железосодержаи Введение стабилизаторов; селективная электрохимическая проработка; селективный электролиз с объемно-пористыми катодами; химическая обработка. |
цие растворы | |
Соляно- или сернокислые растворы травления стали: накопление ионов железа до 60-120 г/л. |
Диафрагменный электролиз с жидкими мембранами. |
Получение ферритов. Использование для восстановления Сг6+ до Сг3+ . |
Обработка щелочными реагентами. |
Проведение “полусухой” нейтрализации с использованием извести. |
249