Переработка лежалых шламов гальванического производства. урфу.

РЕФЕРАТ……………………………………………………………………………………………………………………………………..2
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………………………………..4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………………………………………………………………………………………….5
1.1 Образование и свойства гальваношламов……………………………………………………………………….5
1.2 Утилизация гальванических шламов …………………………………………………………………………………..9
1.3 Регенерация металлов из гальванических шламов ……………………………………………………………11
1.5 Перевод компонентов шлама в раствор……………………………………………………………………………16
1.6 Переработка растворов выщелачивания. Выделение металлов из растворов…………………….18
1.7 Электролиз растворов выщелачивания …………………………………………………………………………….19
1.8 Экстракционные методы ………………………………………………………………………………………………….27
1.9 Сорбционные методы………………………………………………………………………………………………………28
1.10 Сорбционное извлечение никеля……………………………………………………………………………………32
1.11 Сорбционное извлечение хрома …………………………………………………………………………………….37
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………………………………………………42
2.1 Определение химического и фазового состава сырья ……………………………………………………….42
Результаты фазового анализа исследуемого шлама представлены на рисунке 2.1…………………..43
Рисунок 2.1 – Результаты рентгенофазового анализа гальванического шлама………………………….43
2.2 Фракционный анализ……………………………………………………………………………………………………….44
2.3 Сернокислотное выщелачивание ……………………………………………………………………………………..47
2.4 Выщелачивание гальваношламов в растворе Трилона Б…………………………………………………..49
2.5 Выщелачивание гальваношлама в растворе NH4Cl…………………………………………………………….51
2.6 Выщелачивание шлама в растворе соляной кислоты…………………………………………………………54
2.7 Выщелачивание шлама в растворе соляной кислоты с добавлением аммиачной воды………57
2.8 Выщелачивание гальваношлама в растворе NH4OH…………………………………………………………..59
……………………………………………………………………………………………………………………………………………..62
2.9 Выщелачивание гальваношлама в серной кислоте и изучение кинетики процесса …………….62
2.10 Выбор ионита для сорбции никеля …………………………………………………………………………………66
2.11 Изотерма сорбции Ni (II) на ионите Lewatit TP-207…………………………………………………………..67
2.12 Исследование влияния pH на сорбцию никеля………………………………………………………………..70
2.13 Исследование процесса сорбции раствора выщелачивания гальванического шлама в
динамических условиях…………………………………………………………………………………………………………71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………………………82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………………………………………………………………………..83

Березуцкий, В. В. Проблемы очистки сточных вод от ионов тяжелых
металлов / В.В. Березуцкий, Д.А. Донской, Г.В. Слепцов //
Машиностроитель, – 1996. -№6. -С. 22-23.
2. Беккер, A.A. Охрана и контроль загрязнения природной среды / А. А.
Беккер, Т. Б. Агаев. – Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1989. – 287 с.
3. Козлов, В. В. Утилизация гальваношламов / М. М. Запарий, С. В.
Верболь, В. В. Козлов. // Экология и промышленность России, – 1999. –
№9. – С. 15-16.
4. Смирнов, Д. Н. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов /
Д. Н. Смирнов, В. Е. Генкин. -Москва: Металлургия, 1980. – 195 с.
5. Лурье, Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод /
Ю.Ю. Лурье. – Москва: Химия, 1984. -448 с.
6. Охрана окружающей среды.: под ред. Белова С. В. — Москва: Высш.
школа, 1991. – 319 с.
7. Дятлова, Е. М. Комплексная оценка отходов гальванического
производства как источника вторичного сырья для силикатных
материалов. / Е. М. Дятлова, И. А. Левицкий, В. В. Тижовка // Стекло и
керамика. – 1992. – №4. – С.2-4.
8. Бек, Р. Ю. Воздействие гальванотехнических производств на
окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба / Р. Ю.
Бек // Аналитический обзор АН СССР, Сибирское отделение,
ГПНТБ. – Новосибирск.: издательство ГПНТБ СО АН СССР, 1991. –
88 с.
9. Справочник по гигиене труда и производственной санитарии / Ю. Д.
Жилов, Г. И. Куценко. – Москва: Высшая. школа, 1989. – 240 с.
10. Дедков, Ю.М. Справочное руководство по компонентному составу
водотоков и сточных вод различных производств / Ю. М. Дедков,
84
Л. М. Климовицкая, Ю. С. Котов, Ю. Н. Почкин. – Казань: КГУ,
1992. – 81 с.
11. Виноградов, С.С. Экологически безопасное гальваническое
производство. / С. С. Виноградов. – Москва: Глобус, 1998. – 245 с.
12. Зубарева, Г. И. Способы очистки сточных вод от катионов тяжелых
металлов / Г. И. Зубарева, А. В. Гуринович, М. И. Дёгтев // ЭКиП. –
2008. – № 1. -С. 18-20.
13. Зубцова, И.Л. Проблемы утилизации и переработки осадков
гальванопроизводства города Владивостока / И.Л. Зубцова, Л.П
Лазарева, М.Н. Бибиков // Вода: Экология и технология: тез. докл. 3-го
Междунар. конгресса, Москва, 1998. -С. 402.
14. Никитина, О. И. Внедрение безотходных и малоотходных технологий –
путь к решению экологических проблем. / О. И Никитина, В. И.
Никитин, В. А. Езерский : тез. докл. научн-практ. конф. Гродно, 1998.
Минск, -1998 – С 105.
15. Улицкий, В.А. Использование отходов гальванических производств
в цементных композициях / В.А. Улицкий // Межотраслевой научнотехнический сборник. -Москва, 1992. -Вып. 1. – С. 82-85.
16. Титова, О.Г. Об опыте согласования технических условий на
применение гальваношламов в качестве наполнителя в
строительстве/ О.Г. Титова, Е.С. Почтарева // Пути и средства
повышения экологической безопасности гальванических
производств: тез. докл. Всерос. конф., Москва, 1994 – С. 32-33.
17. Волков, Л. С. К оценке возможности использования отходов в
производстве строительных материалов (на примере осадков
сточных вод гальванических производств) / Л. С. Волков, И. В.
Генцлер., В. Л. Волков // Известия Академии промышленной
экологии. – 1997. – №3. – С. 38 – 40.
85
18. Клищенко, P.E. Использование шламов гальванических производств
в керамике / P.E. Клищенко, Р.Д Чеботарева, Г.Н Пшинко, Б.Ю.
Корнилович // Химия и технология воды. – 2000. – № 6. – С. 26-29.
19. Трофимов, А.Н. Физико-химическая очистка промышленных
сточных вод и их анализ / А.Н. Трофимов, Б.М Смирнов, И.П.
Дранникова. Москва: Наука, 1986. -С. 33.
20. Кайфман, Н. М. Использование новых видов отходов в производстве
стекла /Н. М. Кайфман, Б. Н. Френкель // Стекло и керамика. – 1985.
– №10. – С. 28.
21. Ожередова, М.А. Отработанные катализаторы и гальванические
отходы как сырье глазури строительной и сантехнической
керамики / М.А. Ожередова, А.В. Суворин // Оптимизация
обращения с отходами производства и потребления: тез. докл.
Всерос. науч.-практич. конф., Ярославль, 15-16 апр. 2003 г.
22. Тимофеева, С. С. Комплексная оценка технологий утилизации
осадков сточных вод гальванических производств / С. С. Тимофеева,
А.Н. Баранов, А.Е. Балаян, Л.Д. Зубарева // Химия и технология
воды. 1991. – №1. – С. 26-29.
23. Инженерная защита окружающей среды, под общ. ред. Ю. А. Бирмана,
Н. Г. Вурдовой. – Москва: изд-во АСВ, 2002. – 296 с.
24. Найденко, В. В. Очистка и утилизация промстоков гальванических
производств / В. В. Найденко, Л. Н. Губанов. – Н. Новгород: ДЕКОМ,
1999. – 368с.
25. Баженов, Ю. М. Применение промышленных отходов в производстве
строительных материалов / Ю. М. Баженов, П. Ф. Шубенкин, Л. И.
Дворкин. – НТО строит, индустрии. – Москва : Стройиздат, 1986. – 54 с
26. Зубарева, Г. И. Утилизация шламов гальванических производств / Г. И.
Зубарева // Химическая, промышленность. 1999. – №5 – С. 22-26.
86
27. Воронкова, P.M. Возможность использования шлама шахтных вод при
производстве керамических изделий / Р. М. Воронкова // Химия и
технология воды. 1983. – Т. 5. № 1. – С. 68 – 70.
28. Вольдман, Г.М. Теория гидрометаллургических процессов / Г.М.
Вольдман, А.Н. Зеликман. -Москва : Металлургия, 1993. – 400 с.
29. Набойченко, С. С. Гидрометаллургия меди / С. С. Набойченко, В. И.
Смирнов. – Москва : Металлургия, 1974. – 272 с.
30. Burkin, A. R. The chemistry of hydrometallurgical processes / A. R.
Burkin. — London, 1966. -P. 256.
31. Казанбаев, Л. А. Гидрометаллургия цинка (очистка растворов и
электролиз) / Л. А. Казанбаев [и др.] – Москва: Издательский дом «Руда
и Металлы», 2006. – 176 с.
32. Ванюков, А. В. Теория пирометаллургических процессов : учебн. для
вузов / А. В. Ванюков, В. Я. Зайцев. — 2-е изд., перераб. и доп. –
Москва: Металлургия, 1993. – 384 с.
33. Пат. 2133290 Российская Федерация МПК6 С 22 В 3/04. Способ
извлечения металлов из металлосодержащих зернистых материалов /
Элькинд К.М., Смирнова В.М., Тишков К.Н., Трунова И.Г.; заявитель и
патентообладатель Нижегородский государственный технический
университет.-№ 98117207/02; заявл. 15.09.98, опуб. 20.07.99.
34. Пат. 2294316 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/62, С 02 G 9/02, С
02 F 103/16. Способ очистки кислых сточных вод от цинка / Куценко
С.А., Хрулева Ж.В.; заявитель и патентообладатель Орловский
государственный технический университет (ОрелГТУ).— №
2005117671/15; заявл. 07.06.05; опубл. 27.02.07, Бюл. № 6. – 4с
35. Пат. 2038328 Российская Федерация, МПК С 02 F 1/62. Способ
очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов / Тетерина Н.Н.,
Адеев СМ., Радушев А.В., Силинг Л.И.; заявитель и патентообладатель
Открытое акционерное общество «Уральский научно
87
исследовательский и проектный институт галургии». —№ 5057815/26;
заявл.06.08.92; опубл.27.06.95, Бюл. № 18.
36. Рашевская, И.В. Разработка комплексной технологии обработки и
утилизации осадков сточных вод гальванических производств :
автореф. дис. канд. техн. наук / И.В. Рашевская – Пенза, 2006. – 20 с.
37. Наумов, В.И. Утилизация шлама гальванических производств / В.И.
Наумов, Ю.И. Наумов, А.П. Галкин, Т.В. Сазонтьева //
Гальванотехника и обработка поверхности. 2009. – Т. 17, № 3. – С. 41
47.
38. Виноградов, С. С. Экологически безопасное гальваническое
производство / С.С. Виноградов. – Москва : Глобус, 1998. – Вып. 3. –
302 с.
39. Зайнуллин, Х.Н. Утилизация осадков сточных вод гальванических
производств / Х.Н. Зайнуллин, В.В. Бабков, Д.М. Закиров, А.Н. Чулков,
Е.М. Иксанова. – Москва : Руда и металлы, 2003. – 272 с.
40. Вигдорович, В.И. Теоретические основы, техника и технология
обезвреживания, переработки и утилизации отходов : учеб. пособие /
В.И. Вигдорович, Н.В. Щель, И.В. Зарапина. – Тамбов : Изд-во ТГТУ,
2008. – 216 с. 79 .
41. Вольдман, Г.М. Теория гидрометаллургических процессов / Г.М.
Вольдман, А.Н. Зеликман. – Москва : Металлургия, 1993. – 400 с.
42. Электрофлотационная технология очистки сточных вод
промышленных предприятий / В.А. Колесников, В.И. Ильин, Ю.И.
Капустин, С.О. Вараксин, П.Н. Киселенко, Г.А. Кокарев. – Москва :
Химия, 2007. – 304 с.
43. Ситтиг, М. Извлечение металлов и неорганических соединений из
отходов : справ. изд. / М. Ситтиг ; пер. с англ. под ред. Н.М.
Эммануэля. – Москва : Металлургия, 1985. – 408 с.
44. Смирнова, В.М. Разработка технологии энергосберегающей и
экологически безопасной комплексной утилизации медьсодержащих
88
гальваношламов : автореф. дис. … канд. техн. наук / В. М. Смирнова –
Пенза, 2000. – 20 с.
45. Торунова, В.И. Извлечение и электрохимическая утилизация ионов
металла промывных вод после сернокислого и кремнефторидного
меднения : автореф. дис. … канд. техн. наук / В.И. Торунова– Н.
Новгород, 2000. – 16 с.
46. Рекуперация меди и регенерация медьсодержащих растворов
травления, химического и электрохимического меднения.
Производственные рекомендации Р 213-01-02 / М.И. Щелкаускас, Р.Ю.
Даубарас, Э.Б. Рамошкене, А.А. Гринкявичус и др. – Москва :
Технический комитет по стандартизации, 1992. – 144 с.
47. Меркушев, Ю.Н. Технологии извлечения меди, никеля, цинка из
отработанных концентрированных растворов / Ю.Н. Меркушев, В.Г.
Маклецов, В.Г. Петров // Гальванотехника, обработка поверхности и
экология – 2002 : тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. – Москва : ИЦ
РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002. – С. 74.
48. Разработка технологии и подбор оборудования для переработки
шламов гальванических производств / В. Ф. Травкин и др. // Отчет НИР
Минцвет. – 1992.
49. Пат. 2098498 РФ, С16С22 В7/00. Способ утилизации кеков очистки
промывных вод гальваноцехов / И.В. Федосеев, А.Ю. Логинов ; опубл.
10.12.97. Бюл. № 46.
50. Ванюков, А.В. Комплексная переработка медного и никелевого сырья /
А.В. Ванюков, Н.И. Уткин. – Челябинск : Металлургия, 1988. – 432 с.
51. Пат. 2034935 РФ, кл. С25 С 1/00. Импульсный способ
электрохимического извлечения металлов и их соединений из
отработанных электролитов и промышленных вод / Михалев В. А. ;
опубл. 10.05.98. Бюл. № 18.
89
52. ГОСТ Р 17.4.3.07 2001. Охрана природы. Почвы. Требования к
свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве
удобрений. – Москва : Госстандарт России, 2001. – 4 с.
53. Патент №2217529 Способ утилизации шламов гальванических
производств / Губанов Л.Н., Найденко В.В., Наумов В.И., Наумов
Ю.И. ; опубл. 27.11.2003.
54. Taihong Shi, Shujian Zou, Jinfeng Liu, Lina Zuo, Can Lv, Shiguo Jia and
Rong Liang Qiu Separation and Recovery of Nickel and Copper from MultiMetal Electroplating Sludge by Co-Extracting and Selective Stripping / J
Civil Environment Eng.. 2011, http://dx.doi.org/10.4172/2165-
784X.1000103.
55. Nghiem Van Nguyen, Jae-chun Lee, Jinki Jeong, Pandey B.D. Enhancing
the adsorption of chromium(VI) from the acidic chloride media using
solvent impregnated resin (SIR) / Chemical Engineering Journal. -2013,
№219. -P. 174–182.
56. Уманский А.Б., Клюшников А.М. Извлечение никеля из гидратных
пульп на аминокарбоксильных катионитах / Известия вузов. Цветная
металлургия. – 2013. -№ 1. – С. 32-35.
57. Трифонова, Т.А. Утилизация гальваношламов сложного состава / Т.А.
Трифонова, Н.В. Селиванова, О.Г. Селиванов, Л.А. Ширкин, В.А.
Михайлов // Известия Самарского научного центра Российской
академии наук. – 2012. Том 14. – №5(3). – С. 850-852.
58. Селиванов, О.Г. Разработка технологии переработки отходов
гальванического производства на экспериментальной установке
модульного типа // О.Г. Селиванов, Л.А. Ширкин, М.Е. Ильина, А.Н.
Васильев Фундаментальные исследования. – 2015. – № 7-3. – С. 568-
572;
59. Dubrovskaya, O.G. / O.G. Dubrovskaya, V.A. Kulagin, T.A. Kurilina,
Feng-Chen Li Journal of Siberian Federal University. Engineering &
Technologies, – 2017. -№10(5). -P. 621-630.
90
60. Валинурова, Э.Р. Исследование процесса сорбции ионов хрома (III) и
хрома (VI) из воды активированными углеродными адсорбентами / Э.Р.
Валинурова, А.Р. Гимаева, Ф.Х. Кудашева // Вестник Башкирского
университета. – 2009. -Т. 14. -№2. -С. 385-388.
61. Заикин, А.Е. Сорбционная очистка стоков гальванического
производства от ионов хрома активированным алюмосиликатным
адсорбентом / Известия Петербургского университета путей
сообщения. – 2006. – Т.3. – №3. – С. 64-69.
62. Пат. 2125105 Российская Федерация МПК6 C22B3/24, C22B23/00.
Способ извлечения никеля из отработанных растворов гальванических
производств / Хазель М.Ю.; Лют Петер; Зародин Г.С. № 96123204/02;
заявл.06.12.1996, опуб. 20.01.1999.
63. Zainol, Z. Comparative study of chelating ion exchange resins for the
recovery of nickel and cobalt from laterite leach tailings / Z. Zainol, M.J.
Nicol // Elsevier B.V. – 2008. P. 1-5.
64. Botelho A. B. Pre-Reducing Process Kinetics to Recover Metals from
Nickel Leach Waste Using Chelating Resins / Amilton Barbosa Botelho,
David Bruce Dreisinger, Denise Crocce Romano Espinosa, and Jorge
Alberto Soares Tenґorio // International Journal of Chemical Engineering. –
2018. – P. 1-7.
65. Уманский, А.Б. Извлечение никеля из гидратных пульп на
аминокарбоксильных катионитах / А.Б. Уманский, А.М. Клюшников //
Известия вузов. Цветная металлургия. – 2013. – №1. С. 32 – 35.
66. Пат. 2430981Российская Федерация МПК6 C22B 23/00, C22B 3/20,
C22B 3/24. Способ извлечение никеля из растворов и очистка от
примесей / Гуров В.А. №2010111866/02; заявл. 30.03.2010, опуб.
10.10.2011.
67. Li, X. Comparative Study of Chromium(VI) Removal from Simulated
Industrial Wastewater with Ion Exchange Resins / Xiaofan Li, Shaoyuan
91
Shi, Hongbin Cao, Yuping Li, and Dongyao Xu // Russian Journal of
Physical Chemistry. – 2018. – P.1229 – 1236.
68. Блохин, А.А. Кинетика сорбции-десорбции хрома(III) на
иминодиацетатном ионите Purolite S930 Plus / А.А. Блохин, И.С.
Ледовской, Ю.В. Мурашкин // Сорбционные и хроматографические
процессы, – 2011. -Т.11. – С. 232-239.
69. Rafati, L. Removal of chromium (VI) from aqueous solutions using Lewatit
FO36 nano ion-exchange resin / L. Rafati; A. H. Mahvi; A.R. Asgari; S. S.
Hosseini // Int. J. Environ. Sci. Tech., – 2010. – C. 147 – 156.
70. Meshram, P. Removal of Hexavalent Chromium from Mine Effluents by
Ion Exchange Resins Comparative Study of Amberlite IRA 400 and IRA
900 / P. Meshram, A. Ghosh, Y. Ramamurthy, B. D. Pandey, M. L. Torem //
Russian Journal of Non-Ferrous Metals. – 2018. – №5. – P.533-542.
71. Воропанова, Л.А. Очистка сточных вод кожевенных, травильных и
гальванических производств от ионов хрома / Л.А. Воропанова, Ф.А.
Гагиева, З.А. Гагиева // Вестник Владикавказского научного центра. –
2015. – Том 15. – №3. – С. 55-60.
72. Валинурова, Э. Р. Исследование процесса сорбции ионов (III) и
хрома (IV) из воды активированными углеродными адсорбентами / Э.Р.
Валинурова, А.Р. Гимаева, Ф.Х. Кудашева // Вестник Башкирского
университета. – 2009. – Т. 14. – №2. – С. 385-388.
73. Паршина, И.Н., Сорбция ионов металлов органическими катионитами
из карьерных растворов / И.Н. Паршина, А.В. Стряпков // «Вестник
ОГУ». — Оренбургский государственный университет, – 2003. – №5. –
С. 107 — 109.