Избирательное извлечение тяжелых металлов из гальванических шламов комплексонами

Abstract

Очистка и утилизация сточных вод гальванических производств представляет собой сложную задачу. Одним из приоритетных направлений является применение комплексонов для фиксации ионов тяжелых металлов из загрязненных растворов и гальванических шламов. Последние представляют собой гидроксиды металлов, образующиеся в результате обработки сточных вод щелочами. Состав шламов непостоянен. Использовали сухой гальванический шлам с валовым содержанием тяжелых металлов: медь - 5,62; никель - 4,83; цинк - 3,64; хром - 7,65 г/кг. В качестве комплексонов использовали пирокатехин и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты ЭДТА-Na. Исследованы процессы выщелачивания ионов тяжелых металлов - меди, никеля, хрома, цинка - из осадков сточных вод гальванических производств комплексонами. При обработке суспензии гальванического шлама комплексонами часть ионов металлов из шламов фиксируется комплек- соном. Комплексонаты металлов в растворах диссоциируют с образованием ионов металлов. Для определения оптимальных концентраций комплексонов исследованы зависимости концентрации ионов металлов в растворе (фильтрате) от концентрации комплексонов. Измерения концентраций ионов металлов проводили при варьировании концентраций комплексонов 0,1-1,2 г/л. В этом диапазоне при применении пирокатехина с увеличением концентрации до 1,0 г/л концентрация ионов тяжелых металлов в растворе увеличивается: никель - 6,5-37; медь - 4,6-31,0; хром - 0,5-3,5; цинк - 0,4-2,3 мг/л. Концентрации ионов никеля и меди превышают концентрации хрома и цинка в среднем в 6 раз. Этот факт может быть объяснен с позиции дентатности лиганда. Пирокатехин с ионами никеля и меди образует более прочные моноядерные комплексы, чем с хромом и цинком. Кроме того, комплексы с никелем и медью более диссоциированы в растворах. При применении ЭДТА-Na в качестве комплексона в приведенном диапазоне концентраций различие в концентрациях ионов металлов в растворе менее значительны, чем в случае пирокатехина. С увеличением концентрации ЭДТА-Na с 0,1 до 1,2 г/л концентрации ионов тяжелых металлов в растворе увеличиваются, затем проходят через максимумы при концентрации комплексона 0,5 г/л и уменьшаются: никель - 1,0-5,0-0,6; медь -1,5-8,0-0,5; хром - 1,03,2- 1,5; цинк - 0,6-2,0-1,4 мг/л. Действие комплексонов избирательно. Большая активность проявляется в случае ионов меди и цинка, что связано с более высокой устойчивостью комплексов этих металлов по сравнению с цинком и хромом. Действие комплексонов избирательно. При оптимизации условий выщелачивания степень извлечения меди и никеля комплексонами составила более 90 %, цинка и хрома более 60 %. Treatment and disposal of waste water of electroplating industries is a difficult task. The use of complexons for fixation of heavy metal ions from contaminated solutions and galvanic slurries is one of the priority directions. Galvanic slurries are metal hydroxides formed as a result of treatment of wastewater with alkalis. The composition of the sludge is unstable. It’s used dry galvanic sludge with a gross content of heavy metals: copper - 5.62; nickel - 4.83; zinc - 3.64; chromium - 7.65 g/kg. Pyrocatechin and disodium salt of EDTA-Na ethylenediaminetetraacetic acid were used as complexons. The processes of leaching of ions of heavy metals (copper, nickel, chromium, zinc) from waste water of galvanic production by complexons are investigated. In the processing of slurries of galvanic sludge part chelators of metal ions from the sludge is fixed with a chelating agent. Complexonate metals in solution dissociate with the formation of metal ions. To determine the optimal concentrations of complexons, the dependences of the concentration of metal ions in the solution (filtrate) on the concentration of complexons were studied. Measurements of metal ion concentrations were carried out at varying concentrations of complexons in 0.1-1.2 g/l. In this range, the using of increase pyrocatechin concentration undo 1.0 g/l follow increases the concentration of heavy metal ions in the solution: nickel - 6.5-37; copper - 4.6-31.0; chromium - 0.5-3.5; zinc - 0.4-2.3 mg/l. The concentrations of nickel and copper ions exceed the concentrations of chromium and zinc on average 6 times. This fact can be explained from the perspective of mental- nosti ligand. Pyrocatechin with nickel and copper ions forms stronger mononuclear complexes than with chromium and zinc. In addition, complexes with nickel and copper are more dissociated in solutions. When using EDTA-Na as a complexon in the given concentration range, the difference in the concentrations of metal ions in the solution is less significant than in the case of pyrocatechin. With an increase in the concentration of EDTA-Na from 0.1 to 1.2 g/l, the concentration of heavy metal ions in the solution increases, then passes through the maxima at a concentration of complexon 0.5 g/l and decreases: nickel - 1.0-5.0-0.6; copper -1.5-8.0-0.5; chrome - 1.0-3.2-1.5; zinc - 0.62.0- 1.4 mg/l. Action of complexons selectively. Greater activity is manifested in the case of copper and zinc ions, which is associated with a higher stability of the complexes of these metals in comparison with zinc and chromium. The effect of chelators selectively. The optimizing the leaching conditions occur the degree copper and nickel extraction by complexons more than 90 %, zinc and chromium - more than 60 %.