ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦОВЫХ КРОНОВ И МЕДИ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Хранилов Ю. П., Горева Т. В., Бобров М. Н., Вятский государственный университет, Киров, Россия

Предлагаемые технологии разработаны на кафедре технологии электрохимических производств ВятГУ.

1. На рисунке представлена принципиальная схема получения свинцовых кронов с использованием отработанных хромсодержащих растворов (ОХР), имеющих в своем составе соединения шестивалентного хрома и образующихся в гальванических цехах. Возможна переработка практически всех ОХР, за исключением отработанных растворов электрополирования, содержащих фосфорную кислоту, и растворов пассивации кадмиевых покрытий. Свинцовые кроны используются в качестве пигмента в лакокрасочной промышленности.

Блок-схема получения свинцовых кронов с использованием ОХР

Подготовка ОХР включает их накопление с усреднением состава, очистку от катионных загрязняющих примесей раствором NaOH с доведением рН до 6, фильтрацию очищенного раствора от осадка гидроксидов, отмывку осадка водой. Часть фильтрата направляется на химический синтез. Другая часть, идущая на электрохимический синтез, разбавляется водой до концентрации около 10 г/л в пересчете на CrO₃ с последующим введением в раствор активатора (ацетата натрия) и стабилизатора рН (уксусной кислоты).

В качестве свинцового сырья используется лом вышедших из строя свинцовых аккумуляторных батарей. Подготовка батарей включает их разборку со сливом серной кислоты, переплавку токоведущих деталей и отливку анодов, дробление отрицательных пластин с просевом, последовательное растворение активной массы в растворах едкого натра и уксусной кислоты.

Химический синтез заключается во взаимодействии очищенного ОХР со смесью щелочного и уксуснокислого растворов, полученных при растворении активной массы отрицательных пластин, в фильтрации суспензии соединений свинца и отмывке осадка. Электрохимический синтез состоит в электролизе очищенного ОХР и фильтрации полученной суспензии; фильтрат подвергается частичному естественному выпариванию с целью повторного использования, а осадок — отмывке. Отмытые осадки кронов сушат и размалывают.

При синтезе и обработке крона следует обращать внимание на качественную отмывку осадков от водорастворимых солей, тщательную сушку. При соблюдении этих условий были получены пигменты лимонного (химическим способом) и желтого (электрохимическим способом) цветов со следующими характеристиками, соответствующими требованиям ГОСТ и маркам кронов КЛ-1, КЛ-2, КЖ-3:
– содержание CrO₃ 17–25 %, водорастворимых веществ и воды соответственно менее 1 и 0,42 %;
– рН водной вытяжки 5,6–6,1.

Образующиеся в незначительном количестве отходы (шлам после очистки ОХР, фильтрат после химического синтеза и промывные воды после электролиза) нейтрализуются по известным технологиям, применяемым в гальванических производствах. Активную массу положительных пластин и нерастворенную часть активной массы отрицательных пластин (около 3 %) предполагается направлять на аккумуляторные заводы.

Стоимость получаемого крона превосходит затраты на электроэнергию и химикаты. Кроме того, предприятия не несут затрат на нейтрализацию ОХР.

Электрохимический синтез реализован на полупромышленной установке в региональном центре по сбору и переработке отходов ОАО «Куприт», г. Киров.

2. Предлагается технология получения меди из купрозана с истекшим сроком хранения. Купрозан используется как пестицид в сельском хозяйстве. Он содержит 65 % хлорокиси меди и 15 % дитиокарбамата цинка. Обычные схемы ликвидации ядохимикатов основаны на их высокотемпературном разложении; при этом теряются ценные компоненты, содержащиеся в пестицидах. Перед ликвидацией из некоторых ядохимикатов технологически возможно и экономически целесообразно извлечение металлов или их соединений.

Эффективным способом извлечения меди в компактном виде является ее электроэкстракция из медьсодержащего раствора. Однако электролиз раствора купрозана в серной кислоте сопряжен с рядом проблем. Это загрязнение катодного осадка монохлоридом меди, выделение хлора на аноде, обильное пенообразование, обусловленное, по-видимому, наличием органической составляющей в купрозане. Предлагаемая технология включает предварительную цементацию меди из сернокислого раствора купрозана на стальной или алюминиевой стружке, растворение образовавшегося медного порошка в азотной кислоте, электроэкстракцию меди в компактной форме из азотнокислого раствора. Электролиз проводится с нерастворимым анодом. Образующаяся на нем кислота расходуется на растворение новых порций цементной меди, что позволяет в определенной степени стабилизировать состав электролита и плотность тока при электролизе. Возможен также электролиз со ступенчатым уменьшением катодной плотности тока по мере истощения электролита по меди (во избежание образования порошкообразных осадков).

По результатам спектрального анализа содержание меди в катодном осадке 99,87 %, при этом содержание цинка менее 0,002 %.

Технология не предполагает утилизацию цинка, содержащегося в купрозане. Фильтрат после отделения цементной меди и стружки подвергается естественному выпариванию. Выпавшая при этом в осадок цинковая составляющая купрозана направляется на термическое разложение.

TECHNOLOGY FOR LEAD CHROME PIGMENT AND COPPER PRODUCTION FROM WASTES

Khranilov Yu. P., Goreva T. V., Bobrov M. N., Vyatka State University, Kirov, Russia

The paper describes the technology that has been developed for production of lead chrome pigment from Cr (VI) – containing spent solutions of electroplating shops and lead battery scrap. Special electric extraction technology has been developed for the extraction of copper from expired cuprozan (one of pesticides).

Главная страница

Сведения об авторах

Хранилов Юрий Павлович, канд. техн. наук, проф., кафедра технологии электрохимических производств, Вятский государственный университет, ул. Московская, 36, к. 503а, Киров, 610601, Россия. Тел. (8332) 32-14-86, факс (8332) 69-02-47. E-mail
Горева Татьяна Васильевна, преподаватель, кафедра технологии электрохимических производств,
Вятский государственный университет, ул. Московская, 36, каб. 503б, Киров, 610601, Россия. Тел. (8332) 32-14-86, факс (8332) 69-02-47. E-mail
Бобров Михаил Николаевич, аспирант, кафедра технологии электрохимических производств, Вятский государственный университет, ул. Московская, 36, каб. 503б, Киров, 610000, Россия. Тел. (8332) 32-14-86, факс (8332) 69-02-47. E-mail₁, e-mail₂

Последние изменения внесены 18.08.08