ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2063931

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

Имя изобретателя: Нестерчук А.И.; Кузнецова С.Т.; Кузьменко Г.С. 
Имя патентообладателя: Научно-техническая внедренческая фирма "ЭВР"
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1993.12.14 

Использование: очистка сточных вод от ионов металлов. Сущность изобретения: очистку сточных вод осуществляют с помощью суспензии магнетита, полученной в результате электроэрозионного диспергирования железа в воде при температуре воды не ниже 40oС. Эффективно извлекаются ионы Zn, Pb, Ni, Си, Fe, Cr(VI).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано для очистки стоков гальванических производств и других стоков преимущественно от ионов тяжелых металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий операции введения при перемешивании в стоки измельченного магнетита и отделения осадка (заявка Японии N 57-45665, кл. С 02 С 5/02, 1977 г.).

Недостатком способа является большой расход сорбента (магнетита), необходимость длительного процесса подготовки сорбента (измельчение до размера частиц в несколько мкм), длительного контакта стоков с соробентам.

Необходимость получения мелких фракций магнетита вызвана тем, что сорбция тяжелых металлов происходит в местах дефектов кристаллической решетки, образующихся при механическом измельчении.

В основу изобретения поставлена задача снижения длительности техпроцесса.

Поставленная задача решается тем, что получают измельченный магнетит путем электроэрозионного диспергирования железа в воде при температуре не ниже 40oС, вводят образующуюся суспензию в стоки при перемешивании и отделяют образовавшийся осадок.

В процессе электроэрозионного диспергирования железа в водной среде происходит его окисление с образованием в основном магнетита. При температуре среды в процессе диспергирования ниже 40oС происходит частичное окисление железа, в связи с чем свежеприготовленная суспензия содержит незначительное количество магнетита, что не позволяет эффективно ее использовать для очистки стоков. Процесс образования основной части магнетита в указанных условиях завершается через 3 часа. Повышение температуры воды активизирует окислительные процессы непосредственно при диспергировании железа, что приводит к интенсивному образованию магнетита непосредственно в зоне искровых разрядов. Известно, что порошкообразное железо при нормальных условиях медленно реагирует с водой. Продуктами этой реакции являются магнетит и газообразный водород. Повышение температуры воды, с одной стороны, ускоряет окислительные процессы, а с другой, способствует повышению дефектности кристаллической решетки магнетита, получению пористых, с развитой поверхностью продуктов окисления. Можно предположить, что протекание этих процессов ускоряется также за счет попадания в подогретую воду диспергированных частиц, поверхность которых еще не покрыта плотной + оксидной пленкой. Таким образом, суспензия уже на выходе из реактора без дополнительной выдержки содержит магнетит, способный активно осаждать ионы металла из раствора.

Экспериментально установлено, что сорбционные свойства свежеприготовленной суспензии, полученной в интервале температур воды 40-100o С, практически не зависят от температуры воды. При температуре воды ниже 40oС сорбционные свойства свежеприготовленной суспензии снижаются. Кроме того, для поддержания низкой температуры воды (ниже 40oС), протекающей через реактор, необходимо резко увеличивать расход охлаждающей воды, что приводит к повышенным энергозатратам. Верхняя температурная граница техпроцесса ограничена температурой кипения воды. Таким образом, оптимальная температура воды при диспергировании находится в интервале 40-100oС.

Пример. 20 кг железорудных металлизированных окатышей или равное им по объему количество железной дроби (измельченной стружки) загружают в реактор, снабженный двумя электродами. Включают подачу воды в циркуляционном контуре, состоящем из гидравлически соединенных насоса, теплообменника, реактора диспергирования и отстойника. Подавая на электроды высоковольтные импульсы (500 В, 800-1000 Гц), осуществляют электроэрозионное диспергирование. При этом за счет энергии электрических разрядов температура воды, циркулирующей через реактор, повышается. После достижения температуры циркулирующей воды не ниже 40oС включают охлаждение для отвода избыточного тепла. Полученную суспензию вводят при перемешивании в очищаемую воду и отделяют образовавшийся осадок. Остаточную концентрацию металлов в очищенной воде контролируют фотоколориметрическим методом по известным методикам. Результаты испытаний техпроцесса очистки воды от ионов металлов предлагаемым способом и известным (прототип) приведены в таблице.

Как следует из приведенных данных, очистка воды по предлагаемому способу позволяет сократить длительность техпроцесса за счет исключения операций механического измельчения и повышения скорости сорбционных процессов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ очистки сточных вод от ионов металлов путем введения измельченного магнетита и отделения образующегося осадка, отличающийся тем, что магнетит получают электроэррозионным диспергированием железа в воде при температуре не ниже 40oС.

Версия для печати
Дата публикации 25.02.2007гг


вверх