CC BY
10УДК 661.31.59:61
С.И. ВАРЛАМОВА
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КАДМИЯ В ВАННАХ УЛАВЛИВАНИЯ И ПРОМЫВКИ В ПРОЦЕССЕ СЕРНОКИСЛОГО КАДМИРОВАНИЯ
(Ульяновский государственный университет) (E-mail: [email protected])
Экспериментально исследовано изменение концентрации ионов кадмия в ваннах улавливания и промывки при двухступенчатой противоточной схеме промывки. Установлено, что концентрация кадмия в ваннах изменяется со временем по экспоненциальному закону, что удовлетворительно согласуется с вычислениями по соответствующим формулам.
Обезвреживание промывных вод сернокислого кадмирования на станциях нейтрализации сточных вод проводится при рН=8,5-10. Ионы кадмия переводятся в гидроксиды и далее осаждаются в отстойниках. В осветленной воде содержание кадмия доходит до 2,5 мг/л, что связано с достаточно высокой растворимостью гидроксида кадмия (ПР=2,2-10 ). Значительное количество кадмия не улавливается на очистных сооружениях, а извлеченный осадок не находит применения в гальваническом производстве, что создает проблему его складирования и захоронения.
Возможности сокращения выноса ионов кадмия в промывные воды при кадмировании изделий ограничены. В связи с этим особую роль приобретают способы уменьшения выноса металлов при использовании ванн улавливания и промывок, что позволяет существенно сократить расход воды на промывку, уменьшить расход ценных реактивов, регенерировать и утилизировать кадмий, уменьшить вредное воздействие соединений кадмия на окружающую среду [1,2].
Цель настоящей работы - экспериментальное изучение изменения концентрации кадмия в ваннах улавливания и промывки в процессе сернокислого кадмирования.
Технологическая линия сернокислого кад-мирования включала рабочую ванну, ванну улавливания, ванны первой и второй промывки.
Параметры линии кадмирования следующие:
Б=5 м2/ч - производительность линии (поверхность изделия и подвески, подвергаемых промывке); q=0,2 дм3/м2 - удельный вынос раствора поверхностью детали; С0=27,0 г/л - концентрация ионов кадмия в рабочей ванне; Уу =Упр =1000 дм3 -объем ванн улавливания и промывки; Q =20 дм3/ч - расход воды при двухступенчатой противоточной промывке.
Концентрацию ионов кадмия в ваннах улавливания и промывки определяли атомно-абсорбционным методом.
Q рассчитывали исходя из объема воды на промывку для одного цикла и продолжительности цикла по формулам, приведенным в [3].
При двухступенчатой противоточной промывке: ^^ = 0,24Ул/к .
При использовании схем промывок с ванной улавливания промывку ведут циклами. Продолжительность цикла ^ (с момента наполнения ванны улавливания чистой водой до достижения концентрации кадмия в ванне улавливания 0,4 С0) определяется по формуле: ^ =0,5У^=500 ч.
При Су=0,4С0 ванна улавливания опорожняется и заполняется чистой водой.
Для качественной промывки изделий после сернокислого кадмирования содержание кадмия в ванне последней промывки не должно превышать 15 мг/л, то есть критерий промывки составит: к=С0/Спр =1800.
В практике, при переходе от одноступенчатой промывки к двухступенчатой, обычно применяют про-тивоточную схему промывки. Вода, поступающая на промывку изделий, последовательно проходит сначала ванну второй, а затем ванну первой промывки.
Полученное опытным путем изменение концентрации ионов кадмия в ванне последней промывки составило интервал от 54 до 6 мг/л.
Изменение концентрации ионов кадмия в ванне улавливания приведено на рисунке.
Значения концентрации ионов кадмия, полученные опытным путем, в среднем на 5% выше, чем вычисленные по формулам, поскольку при
расчетах принимается Q±qF«0.
Концентрация основного компонента в ваннах улавливания и промывки изменяется по экспоненциальному закону.
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2004 том 47 вып. 10
149
ц
0 20 40 60 80 Время, ч
Рис. Изменение концентрации кадмия в ванне улавливания
Результаты работы удовлетворительно согласуются с вычисленными по формулам и могут быть применены для практических расчетов систем водоснабжения гальванических цехов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белевцев А.Н., Варламова С.И., Краснов Н.С.
Труды ВОДГЕО.1990. С. 13-15.
2. Краснов Н.С., Варламова С.И., Линдстрем К.Н.
Труды Гипроавиапрома. 1988. №5. С. 38-40.
3. Рекомендации по проектированию водоснабжения и канализации цехов гальванопокрытий. Б3-79. М.: СантехНИИпроект. 1992. 168 с.
Кафедра природопользования
УДК 621.35:661.31.51
С.И. ВАРЛАМОВА, Е.С. КЛИМОВ
ЛОКАЛЬНАЯ ОЧИСТКА КАДМИЙСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД И ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ
(Ульяновский государственный университет) (E-mail: [email protected])
Разработана технология локальной очистки кадмийсодержащих сточных вод и отработанных растворов, обеспечивающая предотвращение поступления соединений кадмия в водоснабжающие сети населенных пунктов и водоемы.
Создание и использование малоотходной технологии сернокислого кадмирования является важной задачей, вытекающей из требований научно- технического прогресса по рациональному использованию и экономии ресурсов, а также охране окружающей среды.
Нами разработана малоотходная технология сернокислого кадмирования, которая предусматривает сокращение расхода воды на промывку изделий, регенерацию и утилизацию кадмия из отработанных концентрированных растворов и промывных вод [1].
По разработанной технологии обезвреживания, кадмийсодержащие сточные воды и отработанные растворы поступают в реактор-отстойник, в который подается раствор щелочи. В зоне реакции обеспечивается перемешивание раствора щелочи и обрабатываемой воды, а в зоне отстаивания гидроокись кадмия осаждается на дно. Осветленная вода далее поступает на ионообменный фильтр и после смешивания с другими
очищенными производственными стоками сбрасывается в горколлектор.
Осадок гидроксида кадмия обезвоживается на рамном пресс-фильтре и подается в реактор, в котором раствором серной кислоты переводится в солевую форму с концентрацией ионов кадмия 50-60 г/дм3.
Раствор кадмиевой соли подвергается электролизу в электролизере со свинцовым анодом и катодом из алюминия, на котором кадмий осаждается в виде тонкой фольги.
Экспериментальные исследования показали, что наиболее оптимальные размеры электродов (0,6 х 0,16) м, что соответствует площади электродов 0,1 м2. Толщина электродов 0,2 см. В электролизере целесообразно установить попеременно размещенные 2 анода и 3 катода с расстоянием между ними 1 см.
Принимая расстояние между крайними катодами и стенкой электролизера 0,5 см, находим ширину электролизера - 6 см. Соответственно длина и глубина электролизера 0,8 и 0,2 м. Корпус
150
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2004 том 47 вып. 10
