Очистка стічних вод гальванічних виробництв від іонів цинку іонообмінним методом

        Процеси цинкування часто використовуються в виробництві. Цинкові покриття найбільш поширені серед металевих покриттів. Більше половини з них наносяться електрохімічним методом. Тому проблема вилучення цинку з промивних являється досить актуальною. Існуючі реагентні методи очистки промивних вод [1] недостатньо ефективні. Метод іонного обміну використовується не досить широко. Головна причина цього – складність переробки та утилізації регенераційних розчинів. Тому ціллю даної роботи було вивчення процесів сорбції та десорбції іонів цинку на катіоніті КУ-2-8 для визначення прийнятних умов регенерації іоніту, котрі дозволяють забезпечувати високі значення робочої об’ємної ємності іоніту, забезпечують багаторазове використання регенераційного розчину.
       Відомо, що катіоніт в Zn2+- формі ефективно регенерується кислотами та сульфатом амонію. Однак кислі розчини складно переробляти, тому що при концентраціях цинку ~ 30-40 г/дм3 їх електроліз іде погано, вихід по току дуже низький. Залишкові концентрації іонів цинку після електролізу досить високі та перевищують допустимі рівні для повторного використання регенераційного розчину в процесах десорбції іонів цинку. Ефективно процес електролізу йде тільки із нейтральних розчинів солей цинку. При цьому концентрації іонів цинку знижуються до 0,2-0,3 г/дм3. Використання для регенерації сульфату амонію також небажано, оскільки присутність амонію в стічних водах, котрі виникають при промиванні іонообмінних смол, вимагає їхнього додаткового очищення.
       Враховуючи вищесказане нами для регенерації іоніту були використані розчини Na2SO4 з концентраціями 50, 100 та 150 г/дм3 при рН 5,6 та 7,8. Для переведення іоніту в Zn2+- форму використовували розчин ZnSO4 з концентрацією іонів Zn2+ 10 г/дм3. При цьому повна об’ємна динамічна ємність іоніту по Zn2+ досягла ~80 г/дм3 [2]. Швидкість води в процесі сорбції складала 7,5 м/г, в процесі регенерації – 1 м/г. Розчин сульфату натрію при рН=5,6 забезпечував повну десорбцію іонів цинку із іоніту при концентрації сульфату натрію 50-150 г/дм3. В цьому випадку ефективність регенерації при питомій витраті регенераційного розчину 10 см3/см3 не залежала від концентрації сульфату натрію. Але при менших питомих витратах регенераційного розчину ефективність регенерації значно відрізнялась при різних концентраціях Na2SO4. Так при питомій витраті регенераційного розчину 5 см3/см3 ступінь регенерації при концентрації Na2SO4 50 г/дм3 склала ~80%, при концентрації Na2SO4 100 г/дм3 ступінь регенерації досягла ~90%. Збільшення концентрації Na2SO4 до 150 г/дм3 не забезпечувала подальшого росту ступеня регенерації. При використанні розчину з концентрацією Na2SO4 100 г/дм3 було досягнуто мінімального вмісту Zn2+  в останніх пробах регенераційного розчину (~0.3 г/дм3). З цього слідує, що ці розчини доцільно повторно використовувати для регенерації катіоніту від іонів цинку без додаткової обробки. Необхідно відмітити, що розчини сульфату натрію по ефективності регенерації, по рівням концентрації іонів цинку в регенераційних розчинах не поступаються розчинам соляної та сіркової кислот з концентраціями 50-100 г/дм3. Перевагою розчинів сульфату нутрія є можливість виділення з них цинку електролізом при використанні свинцевих анодів. В цьому випадку залишкова концентрація цинку знижується до 0,2-0,3 г/дм3, що дає можливість після електролізу ці розчини багаторазово використовувати для регенерації іоніту в Zn2+- формі. Таким чином, в результаті проведених випробувань було показано, що сильно кислотний катіоніт КУ-2-8 в Zn2+- формі ефективно регенерується сульфатом натрію, що дозволяє виділяти цинк в металевому виді при багаторазовому використанні регенераційного розчину.
 
Очистка стічних вод гальванічних виробництв від іонів цинку іонообмінним методом / Гомеля М.Д., Глушко О.В., Радовенчик В.М. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 198.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р.
Вінницький національний технічний університет
Секція 5 “Інженерні шляхи вирішення екологічних проблем України. Альтернативні (відновлювальні) джерела енергії ”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet