164806. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nátriumcianid és káliumferricianid eltávolítására szennyvizekből
3 164806 4 kationcserélő és egy gyengén bázisos vagy közepesen erős bázisos anioncserélő 1:10-10:1 arányú kevertagyas felhasználást javasolják, amellyel az anioncserélő ionmegkötő kapacitása megnövelhető. A kevertágyas módszer ugyan alkalmas szabad cianid és komplex cianid együttes megkötésére, a tapasztalat szerint azonban a gyengén bázisos vagy közepesen bázisos anioncserélők nagy mennyiségű szabad ciamdot tartalmazó szennyvizeket nem képesek az előírt mértékben az erősen toxikus anyagtól megszabadítani. A szabad alkálifém cianidot és komplex fémcianidot tartalmazó szennyvizek tisztításánál fennáló problémák egyrésze abból ered, hogy a szennyvizek általában alacsony koncentrációban tartalmazzák a mérgező hatású szennyezéseket, emiatt a vegyszeres kezelésnél nagy vegyszerfelesleget kell alkalmazni a biológiai szempontból ugyancsak káros vegyszerekből. Az ioncserélő műgyantákkal történő tisztítási eljárások hátránya az, hogy az ioncserélők szelektivitása tekintetében nem érik el a szükséges követelményeket, vagyis az ioncserélők gyorsan kimerülnek, regenerálásuk költséges, az ioncserélőkről leoldott eluátumok a mérgező hatású szennyező ionokat csak alacsony koncentrációban tartalmazzák, így ezek további megsemmisítése problémát okoz. A találmány célkitűzése a felsorolt hátrányok kiküszöbölésével olyan szennyvíztisztítási módszer kidolgozása ioncserélők felhasználásával, amely lehetővé teszi a nátriumcianidtól és káliumferricianidtól mentesített szennyvizek visszaforgatását galvánüzemi célokra, emellett az ioncserélők regenerálása folyamatosan és gazdaságosan megoldható magas eluátum-koncentráció és az egyes szennyezések szelektív kinyerése mellett A találmány szerinti eljárás nátriumcianid és káliumferricianid eltávolítására szennyvizekből, kation- és anioncserélők együttes felhasználása útján, a kationcserélő gyantával előzetesen kationmentesített szennyvízből kiindulva azzal jellemezhető, hogy a szennyvizet először sztirol-alapú, atiléndiamin-aktivcsoportu, gyengén bázikus, OH- formában levő, célszerűen makropórusos anioncserélő gyantán, majd sztirol-alapú dimetilamin-dimetilamino- etanol aktívcsoportú, erősen bázikus OH "-formájú, célszerűen makropórusos anioncserélő gyantán vezetjük át, mimellett . a kimerült gyengén bázikus anioncserélő gyantát híg lúggál és a klorid kapacitás mintegy 100%-ával regeneráljuk, az erősen bázikus anioncserélő gyantáról pedig első lépésben hjg lúg és nátriumklorid elegyével a cianidokat eluáljuk, második lépésben pedig az erősen bázikus anioncserélő gyantát lúggal regeneráljuk. Az erősen bázikus anioncserélő gyantán megkötött cianid eluálására 1-3%-os nátriumhidroxid és 3-5%-os nátriumklorid oldatok elegyét alkalmazzuk. Az erősen bázikus anioncserélő gyanta regenerálásánál használt lúgoldat klorid-koncentrációját a kívánt értékre ismét beállítva cianid eluálására alkalmazhatjuk. Az ioncserélő gyanták regenerálását célszerűen a tisztítási folyamattal ellenáramban végezzük. Egyik célszerű kiviteli mód szerint a gyenge és erősen bázikus anioncserélő gyantákat egy oszlopban rétegezve alkalmazhatjuk. A szennyvizek tisztítását és a műgyanták regenerálását az ioncserélő oszlopok előnyös kialakításával folyamatosan végezhetjük. Felismerésünk szerint a polimerizációs úton készített gyengén bázikus anioncserélő műgyanták közül az etiléndiamin aktív csoportot tartalmazó származékok a komplex cianidokat kémiailag szelektív úton kötik meg, ezzel szemben a cianidokat csupán felületileg, gyakorlatilag elhanyagolható kis mértékben adszorbeálva átengedik. A cianidokat ezután erősen bázikus anioncserélő műgyantával távolítjuk el a komplex cianidtól már mentesített szennyvizekből. így nyílt lehetőség a szennyvizekben levő cianidok és komplex ciani dok szelektív elválasztására, amely az eluátumnak a folyamatban való újrafelhasználását vagy megsemmisítését könnyíti meg. Ez a felismerés rendkívül meglepő, mivel a technika állása szerint ioncserélő gyanták felhasználásával a kémiailag rokon cianid és komplex cianidok ilyen szelektivitással nem voltak elválaszthatók, az anioncseréló' gyanták regenerálása sem volt gazdaságosan megoldható irreverzibilis ion kötődés miatt. A találmány szerinti eljárás kivitelezésénél első lépésben a jelenlevő kationokat egy sztirol divinilbenzol alapú H* formájú aktívcsoportokat tartalmazó erősen savas, katoncserélővel, pl. Varion KS vagy KSM gyantákkal távolítjuk el a szennyvízből. A komplex cianidok eltávolítására a gyengén bázikus, sztirol alapú etiléndiamin aktívcsoportú és OH~-formájú ° célszerűen makropórusos anioncserélők, pl. a Varion AED vagy AEDM felel meg. A cianid-ionok eltávolításánál erősen bázikus OH~-formájú trimetilamin-dimetilamino-etanol aktívcsoportú anioncserélőket, pl. Varion AD vagy ADM, illetőleg Varion AT vagy ATM műgyantákat alkalmazunk. Az •) o így tisztított szennyvizek fajlagos vezetőképessége 1 -6 u S cm"l (mintegy 0,1 német keménységi fok alatt), így a kezelt víz a galvanotechnikai rendszerbe sómentesített vízként visszavezethető. A kimerült ioncserélő gyanták regenerálását az alábbi módon végezzük. A kationcserélő gyantát, pl. a Varion KS gyantát ismert módon 10%-os savval, pl. sósavval a gyanta hasznos kapacitásának 200%-ával regeneráljuk. A gyengén bázikus Varion AED gyantát 4%-os nátriumhidroxiddal és a klorid kapacitás 100%-ával regeneráljuk. 20 Ilyen regenerálásnál az eredeti szennyvíz komplex cianid-tartalmától függően (27-82 mg/liter) az eredeti oldat térfogatra számítva 1200 illetve 400-szoros töményítést valósíthatunk meg és ez a regeneráló vegyszer visszaforgatásával érhető el. Az erősen bázikus pl. Varion AD műgyantáról a megkopj, tött cianid-ionokat a műgyanta CN"-hasznos kapacitás mintegy 300%-ának megfelelő mennyiségű 2% nátriumhidroxid és 5% nátriumklorid vizes elegyével eluáljuk. így 50 mg/l cianid tartalmú szennyvizet feltételezve 200-szoros töményítés érhető el. A cianidtól eluált erősen bázikus ioncserélő oszlopot szokásos módon lúggal regeneráljuk é«. ;i 30 regenerált oldat kloridkoncentrációját az eluáló oldat klorid-koncentrációjára beállítva ismét felhasználhatjuk a cianid eltávolítására az ioncserélő oszlopról. Ha a cianid eluálását ismert módon csak híg lúggal végezzük, akkor a szennyező ionok töményítését csak lényegesen kisebb mértékben valósíthatjuk meg, vagyis az ioncserélő gyanták felhasználása J5 gazdaságtalanná váhk. Megjegyezzük azt, hogy ellenáramú regenerálás esetén a regeneráláshoz használt vegyszerigény jelentő«; módon csökkenthető. A találmány szerinti eljárás részleteit az alábbi kiviteli peldak kapcsán ismertetjük. 40 1. példa A tisztítandó szennyvíz 1 liter oldatban 100 mg nátriumcianidot (= 53 mg cianid) és 42,21 mg K, Fe/CN/6 -ot (= 45 27,17 mg Fe(CN). 3") tartalmaz. A szennyvíz tisztítására 200 ml Varion KS-H , 165 ml Varion AED-OH" és 170 ml Varion AD-OH- műgyantát használunk fel és a gyantaoszlopok magassága 60 cm, átmérőjük kb. 2 cm. A szennyvizet először a Varion KS gyantán kationmente-5Q sítjük, ez az oszlop kationokra 160 liternél merül ki. A kationmentesített szennyvizet ezután Varion AED-OH-oszlopra visszük, ez az oszlop komplex cianidra 600 liternél merül ki. A kationmentesített és komplex cianid-mentesített szennyvizet végül a Varion AD-OH" oszlopon vezetjük keresztül, mely cianidra 110 liternél merül ki. A tisztított víz 55 fajlagos vezetőképessége 1-2 u S cm'l. \ gyantaoszlopokat kimerülés után a már megadott módon regeneráljuk. A Varion AED műgyantán megkötött 16,3 g Fe(CN6 )3--bol az eluálás után 14,2 g-t visszanyerünk 0,5 liter 4%-os nátriumhidroxid felhasználásával. A Varion AD műgyantán .„ megkötött 5,83 g cianidből ,.> eluálás után 5,37 g cianidot nyerünk vissza 500 ml 2%-os nátriumhidroxid oldat es 5%-o> nátriumklorid tartalmú eluáló oldat elegyével. 2. példa 65 A tisztítandó szennyvíz 1 liter oldatban 100 mg nátriumcianid (= 53 mg cianid) és 126,63 mg Kj/Fe/CN/J-ot (= 81,51 2
