автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Обезвреживание отработанных растворов производства печатных плат с утилизацией отходов

РГ6 од

1 О ,ГКИ'1ВСЬНИЙ] 1НМЕНЕРНО - БУД1ВЕЛЬНИИ 1НСТИТУТ

ЗйБУЛОНСЬКИИ [гор Анатол1йович ЗЮКОДЖЕННЯ ВIДПРЙЦЬОВЙНИХ РОЗЧИН1В ВИРОВНИЦТВА

друковйних плат з утилшщею в гдход г в

05.23.04 - Водопостачання, канал!зац1я. бдд1вельн1. систеии охорони водних ресурс!в

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацП' на здобуття паукового ступеня кандидата техн!чних наук

На правах рдкогшсу

КиУв - 1993

\

Робша виконана в Ки'1'вському 1нженерно-буд1вельному 1нсти~ Т11 т 1. '

НауковиП кер!вник: кандидат техн1чних наук, професор Терновцев В.О. 0ф1ц1йн1 опоненти: д.т.н., с.н.с. Институту колоГдноУ X1 м 11 та х 1 м 11' води АН Укра'1'ни I.Г.Рода к,т.н.. доцент КиУвського 1нженер-но-буд!вельного Институту Малько В.Ф. Пров[дна установа: Дергавний 1нститут проектування завод!в х!м1чного 1 нафтового маиинобудування та цех!в зварних конструкции (Д1прох1ымаш>

Захист дисертацП' вибудеться р.

ЦОС

о Ь->__ год. на зас!данн1 спец1ал5зовано'1 ради К 068.05.08 у Ки"1вському 1нженерно-буд1вельному 1нститут1 за адресов: 25203?, Ки1 в 37, ИовГтрофлотський пр., 31.

3 дисертац!еи можна ознайомитись в б1бл1отец! ЫБ1.

Автореферат роз!слано К&^ХбЛ-ЛЪЪЪ р.

Вчеинй секретар :

спец1ал1зоеано1 ради к.сшд.'техн. наук. професор. В.Ф.Накорчевська

Загальна характеристика роботи

йктуалыисть. Охорона зовн1ишього середовица, и тому числ1 запоб!гання забрудненнв природних водойи - одна з найваялив1ших проблем сучасносп. Головний напрям 11 вир1шення - ефективне очищения ст1чних вод до ступеня, який дозволяе 1'х повторне вико-ристання, або до нормативних показник!в для скиду У водойму, • з ут1шзац1ею утворених продукт1в.

Дисертац1йна робота присвячена проблем! знешкодвення рIдких в!дход!в виробництва друкованих плат, як! «¡стать значн1 концент-рац!У токсичних речовин - солей м1д! 1 орган!чних сполук. Ц1 речо-вини, потрапляючи у водойми, призводять до загибел! м!крофауни, спричинюгать мутагенний та тератогенний вплив на хив 1 орган!зми. При надходяенн1 1з стоками на станц!ю 01олог1чного очищения вони пригн!чують життед1яльн1сть активного мулу, що може вивести з ладу очисн! споруди. В той же час м!дь - ц)нний промисловий ма-тер!ал - 1з ст!чною водою виводиться з виробництва 1 безповоротно губиться для промисловост1.

Ва«лива проблема для рад1отехн1чних п1дприемств - ефективне знеикодження ст1чних вод з утил1зац1ею м1д1 та 1ниих продукт1в, що утворюгаться в процес! очищения.

Мета дзноУ роботи - створити ефективну комплексну технолог1ю очищения ст!чних вод виробництва друкованих плат.

Завдання досл1дяень-зводилось до:

- розробки технолог!чного процесу видобування металевоУ м!д1 з

в1дпрацьованих розчин1в виробництва друкованих плат з визначен-

\

ням основних його параметр!в; 1

- вивчення процесу переробки концентрованих розчин1в солей за-

л!за 1 м1 д! з отрнманням i утил1зац!си ^еромагнithoi суспензП';

- роэробкн способу знеикодкення концентрованих розчин1в орган!ч-них сполук виробництва друкованих плат;

- перев1рки результатов досл1дяень у натурних умовах;

- техн1ко-еконон1чного обгрунтування запропонованих технолоМч-них процес1в.

Наукова новина дисертац!йноГ ро&оти:

- розроблена нова технолог!я утил1зацП концентрованих роэчин1в солей ыШ;

- розроблен! способи отримання i використання феромагн1тного сорбенту;

- створена нова технолог1я очицення розчин1в, як1 використовую-ться у виробництв! друкованих плат, в 1д орган!чних сполук.

Практична ц!нн!сть роботи. На основi виконаних дослЦяень запропонована технолоНя очищения ст!чних вод виробництва друкованих плат. Розроблено обладнання для очищения, складен! рекомен-дац1'1 по його використання. Р1чний економ1чний ефект в1д впровад-кення розробок склав 49.85 тисяч крб./у ц1нах 1990 р./

йпробац!я роботи. Основы! полояення дисертац!йно'1 роботи вик-ладен1 1 обговорен! на 49-53 науково - практичних конференц1ях Ки1'вського 1няенерно - буд!вельного 1нстнтцтд у 1988-1992 p.p., Всесоюзна конференцП' "Нчасть иолодих спец1ал1ст!в у реал!зац1 Y основних напрям1в науково - техн!чного прогресу" у м.Дн!пропет-ровську в 1989 р., науково - техн!чноиу сем1нар! "Методи очищения ст!чних вод, створення замкнутого циклу водоспояивання, утил1зац1я 1 повторив використання в1дход!в при нанесенн1 галь-ван1чного покриття" у мЛжевську у 1990 р., науково - практичн!й конференцП' "буд1врльна наука УкраГни: перспективи розвитку у но-вих еконсшчних умовах" у м. КиевI у 1991 p., Х111 Всесоюзному ceMiHapi "У.1м1я 1 технолопя неорган1чних сор6ент!в" у м.М1нську

у 1591 р., науково-практичюй конференцП' "Нов! досагнення науки 1 техн!ки в практиц1 використання водних ресурс!в на п!дприемствах легко!" промисловостГ' у м.Киев! у 1392 р., науково-техн1чн!й конференцП' "Передовий доевIд проектувания, буд1вництва та експлуатац1'1 локальних очисних споруд на п!дпрнеыствах" у м. С.-Петербург! у 1992 р.

Публ1каи1!'. По матер!алах диссертац!!': опубл1ковано 10 друко-ваних робп та отримано позитивн! р!шення про видачу патенНв на ? заявок на винахЦ.

Об'ем роОоти. Дисертац!йна робота викладена на 131 стор!нц1 друкованого тексту, включае И таблиць, 59 малюнк1в. Вона скла-даеться 1з вступу, п'яти глав, загальних висновк1в. списку л1те-ратури 1з 136 найменувань.

ЗМ1СТ РОБОТИ

Грунтуючись на анал!з1 процес1в утаорення ст1чних вод у ви-робництв! друкованних плат, викладена !'х класиФ1кац!я; по кон-центрацГГ забруднень - концентрован! 1 розведен!; по головному компоненту х1м!чного складу - розчини солей м1д! ! розчини ор^ ган1чних сполук, головним чином пол1мер1в та поверхнево-активних речовин.

Огляд сучасного стану знешкодяення сток1в п1дприемств рад1отехн!чно1 промисловост1 показав, що для очищения розчин!в орган!чних сполук використовуеться або коагуляц!я, або уль-

траф1льтрац1я, Обидва методи складн! в експлуатацП'. супроводя(;-

1

яться утворенням велико!" к!лькост1 осаду 1 дозволяють вилучит'ц з води не б!льше 85Я орган!чних речовин. \

Очищення епчних вод, що >пстять м!дь. зд1йснюють електрох!-

míчними, íohoo6míhhmm, екстракц1йним та реагентннми методами.

Електрох1м1чн1 методи у оагатьох випадках доэволяють вилучити míдь í3 ctokíb i повернути IT у виробництво, але íx використання стримуеться високою варт!стю електроенергй', а такоя значними експлуатацШшни труднощаии, викликаннми пасивац!ею електрод1в.

1онообм1нний иетод мо*е бути використаний для очищения про-иивних стiчних вод, «о дозволить повернути íx у виробництво, але без вир1иення' проблеми утил1зацП' елпаНв його застосування недоц1льне з еколог1чно1' точки зору.

Иетод екстракцй' не набув вирокого застосування ■ через складн!сть п!дбору екстрагент1в 1 немо«лив!сть сШльноУ обробки розчин1в р1зного х1м1чного складу.

Переважне пояирення д1стали реагентн1 методи. Однак вони потребуют великих плоч niд очисн! споруди, значних витрат реагент!в i супроволжувться утворенням велико!' к1лькост{ осад1в, як! зви-чайно не утил1зувться i накопичуються у шламонагромаджувачах.

Для отримання осаду меншого об'еиу i п1двищення ефекту очи-аення води останн!м часом використовують иетод феритизацГй який полягае в обробц! ctí4hoí р1дини розчином солÍ зал!за (II) i при певних умовах зв'язуванн! присутн1х у стоках забруднень у нероз-чинн1 ферити. Метод феритизацП' все част1ше використовують для виведення з води íohIb важких метал!в, але дос1 не дослШена можлив!сть його застосування до очицення води в!д орган!чних спо-лук. мало вивчений вплив на х1д процгсу феритизаШ Íohíb мШ при íx знаходженн! у реакц1йн!й cyMiui.

Феритовий осадок мае значн! переваги пор!вняно з тим, цо тра-диц1йно отринупть лри реагентному очиженн!: магн1тн! властивост!. кристал!чна структура, значно ви«а густина. Незважавчи на це, досi мало внвчен! можлнвост! промислового використання цього осадку i звичайно його'захоронвпть у могильниках.

Для повернення у виробництво м!д!, яка скидаеться ¡э ст1чними водами i поховуеться разом з осадком, 1снуе простий та еко-ном!чний метод П вилучення з розчиШв - контактне в!дновлення (цементац!я) на поверхн! зал!за. (Идь вид1ляеться у вигляд! ые-талевого порошку, а в розчин переходять 1йки зал!за (II):

Fe°+ Си*'— Fe"+ Си° ' (1)

■ Цементац1я, яку давно використовують и кольоров!й металургП', у практиц1 очнщення ст1чних вод майне не застосовуеться через не-вир!tffeHHiсть питания утил!зац1ï розчину сол! зал!за (II), Хоча цей розчин ц1лком здатний зам1нити зал!зом1стк! реагенти в fia-гатьох технолопчних процесах, у тому числ! феритизацП",

/шал!з 1снуючих метод!в очищення ст1чннх вод рад!отехн)чних п!дприемств показав доц1льн1сть вилучення м1д1 1з концентрованих ctokIb цементац1ею на зал!з1. Утворенний розчин мояна використати для знеикодження ст!чних вод, но м1стять орган!чн! сполуки, методом феритизацП'. Необх1дна умова зд!йснення процесу очищення -утил1зац!я Bcix утворених продукт1в.

Для виконання лабораторних досл1д!!ень були в'иготовлен1 установки цементацП' та феритизацП', як! дозволяють вивчати вплив на nepeôir та результати процес!в р!зних фактор!в : температур» i рН середовища, концентрацП компонент1в розчину t т)5ивалост1 оброб-ки. Експерименти еиконувались на реальних в1дпрацьованих розчинах цеху друкованих плат ВО "Маяк".

Спостер1гання за формуванням кристал1в м!д1 при цементацН' здШснювалось ?а допомогов св(тлового м!кроскопу NEOFOT при 1000 i 2000-кратному з01льшення Фазовнй склад осадк!в визначався на прилад1 - ДР0Н-3 з 1денг«фff-raniега сполук по карготец/ Й5ТН.\ МагнИн! влзстнрост! осадку ouiкивались за методом Фарадея на*

i;net(iально створенной установи!. Визначення концентрац!й мШ та зал1за зд1йснювалось електроколориметричним способом на прилад1 ЛМФ-72. BmIct у вод! орган!чних сполук характеризувала величина х1м!чно"1 потреби у кисн! (ХПК).

Процес цементам!'! вивчався на в!дпрацьованих розчинах травления мШ i х!м!чного м!днення. Значения рН розчину, що пша-вався цеыентацП', зьинювалось шляхом зм^шування у р1зних про-порц!ях кислих i лумних розчин!в в 1нтервал1 в!д -0.4 до 5.5. BuxiflHa концентрац1я 1 он1в м!д1 зи!нювалась розбавленням розчин1в в!д 200 до 40 г/л.

Досл!длення цементацГ! виявило, то для розчин18 з концент-payien м!д1 вице 100 г/л, як! характерн! для виробництва друкованих плат. швидк!сть реакцГ! контактного обм!ну практично не зале-«ить в1д 1нтенсивност1 перем1шування. При зануренн! зал!зно'1 плат1вки у розчин 1"! активн! центри миттево покриваються пл1вкол м1д! ! подальше розчинення зал1за в1дбуваеться лише через др1бн! пори поверхн1, не вкритоТ м1дди. Зд1йснення реакц!У контактного обы1ну при цьому визначавть процеси и!кродифуз!Г реагуичих речо-вин 1 продукт1в реакцП, на 1нтенсивн1сть яких перем!шування розчину д!е незначно. Безпосередньо впливають на швидк1сть контактного обм1ну концентрацГ! головних компонент!в електрол!ту - 1он1в м1д! .та водню.

•Як в1домо, реакц!я контактного обм1ну зд!йснюеться лише при значениях рИ розчину нияче 5,3, коли м!дь в ньоиу присутня у виг-ляд! IohIb, а концентрац1я 1он1в водна достатня для розчинення зал!за (мал.1). '

1з п1двищенняи кислотност! эб1льшуеться к!льк!сть активйих центр1в на поверхн! зал!за, а тим сами« i швидк1сть контактного оби1ну. Максимальна швидк1сть - при покритт! м!ддю 80% плоц! контактно! поверхн! - при значениях рН -0.1...-0.2. 1з зб!льиенням

- b-

Залежн1сть логарифму вЦносноУ концентрацП' и 1 д 1 в!д величини рН розчину 1 часу реакц1У

-1п С/С„

мал. 1

пло«и катодних дЦянок понад «ОХ швидк!сть вЦновлення ы1 д 1 р1зко зменшуеться, одо спостер!гаеться при значениях рН нияче -0,3. Зану-рена у такий розчин зал!зна плат!вка покриваеться суц1льним шаром молекул н1д1, який перешкодкае розчиненню зал!за, 1 контактний обм!н припиняеться.

Початкова концентрац1я ы!д1 у роэчин! такоя суттево впливае на швидк1сть контактного о0м1ну. Чии вищий вм1ст м1д1, тим нияча перенапруга Н вид!лення 1 тим вища швидк1сть катодно'1 реакцП'. Кр1 м того. зб1льшення концентрацП' м1д1 веде до пригн1чення по01чних- реакц1й на катодних д!лянках. основна з яких - вЦновлення водню. Найб1лыи активно вид!ляеться м!дь 1з розчин1в з вих!днога концентрац!ею ЮО... 160 г/л. Якщо в розчин! м1 д 1 б!лы»е 160 г/л, вона значно !нтенсивн1ме в!дновлгсеться до одновалентних !он1в, ан!и до металу, 1 швидк!сть Н вклучення 1з сток1е змен- ' шуеться.

На основ! експериментальних даних виведене к1нетичне р!вняння реакц11 контактного вЦновлення из д 1 зал!зом. д!я якого обмежена \ 1нтервалом початково'1 концентрацП' м!д! в 1 д 100 до 160 г/л 1 зна- у

3 - учч 7 .

ченням рН розчину е!д 0,0 до 3,5:

Со

де Со ! СЬ - концентрац!я м!д!,г/л, в1дпов1дно, початкова 1 у мо-иент часу 1,хв.;

Б/и - плова контактно'1 поверхн!, цо припадае на одиницв об'-сму розчину сол! м!д1, мг/м5;

3 л1тератури в!домо, що для розчин!в з незначнов вихЦнога концентрац!еп м1 д 1 (до 10 г/л) за рахунок поб1чних катодних ре-акц!й, головним чином в!дновлення водню, на вид!лення 1г ы!д1 витрачаеться 3-4 г зал!за. 1нтенсивн1сть поб!чних реакц!й оберне-но пропорц1йна ви!сту мШ у розчин! 1 при його зЫлыненн! витра-та зал1за зменшуеться. Автором експерииентально встановлено, «о для розчин!в з початковою концентрац!ею м1д! 45 г/л I вице сп1вв1дношення 'Мон1зоване зал!зо/металева м!дъ" в1дпов1дае сте-х1оиетричному по р!внянню (1), оск1льки поб!чн! рёакцИ' повн!стю пригн!ченк И цьому випадку концентрацию зал!за С*, розчиненого за пррм!яок часу и можна визначати !з наступноТ залежност!:

а зм!ну сп1вв!дновення концентрац!й зал!за 1 м!д! у час! за р!в-

Частинки вид!леноГ металево1" м1д1 разом !з зал!зноп основою являвть собой сукупн{сть локальних гальван!чних та електрол!тич-них елейент!в. Енергетичн1 зм!ни. як! в1дпов1дають процесам утво-. рення в них струму, ' не повн!стю виявляються у перенос! елект-

(.3)

нянням:

14) :

рон!в, а частково вид!ляються у вигляд! теплоти. Не призводить до нагр!вання розчину, що мою бути використано для подалыио'].' його обробки. В експеримент1 температура розчину зростала в 1д 18 до 55 ... 65 "С в заленност! в1д умов цементацП",

ГИсля цементацИ' розчин м!стить ¡они зал1за (II) 1 мШ. сп1вв1дношення яких залеяить в{д часу реакц1У. При нейтрал1зацп цього розчину луяним реагентом утворюеться об'емний осад г 1дроксид1в м1д! та зал!за. Обробкою окислювачем, наприклад киснем повнря, можливо перетворити коагуляц!йн! структури осаду в кристал!чн1. За р1зних'умов окисления осад складають р1зн! спо-луки, вкзначаючи його густину, седиментац1йн1, магнИн! та Iни! властивост!. Присути1сть у розчин1 1он1в ы!д1 справляв значний вплив на характер зд!йснення 1 результати реакцП завдяки 'и ка-тал!тичним властивостям.

Для отримання ' осаду з м!н1мальним об'емом та значними седи-ментац!йними 1 фероиагн!тними властивостями при и1н1мальних за-лишкових концентра^ях зал!за 1 м1д! потр!бн! так1 умови: температура вище 45"С. рН 8,0... 12,0, молярне вЦношення к!лькост! зал1задо к1лькост! М1д1 у розчин! не ыенше 3. Потреба окислювача обернено пропорц1йна к!лькост1 м!д1 у розчинК

Твердою фазою отриманоУ в оптимальних умовах суспензП' е фе-рит м1д! Си0-Рег03та магнетит Ре,!^. Кристал!чна реи!тка часток, що виникли, мае числен1 дефекти, а отше I розвинену поверхню. При зм!шуванн! ц1е1 суспензП' з промивними ст1чнини водами виробницт-ва друкованих плат присутн! у стоках 1они важких метал!в .адсорбу-ються на поверхн! кристал!в. Вилучення з води часток з адсорбова-ними забрудненями моина зд1йснити магн1тнога сепарац1еи. Ефек-тивн!сть очищения води "залежить вЦ величини рН ст!чно1 води властивостей крнстал!в, як1 визначаиться умовами ix утворення, \ Ефективний сорбент отримуетьсэ феритизац!ею концентрованих\

Л* - У -

ст1чних вод, но кйстять м!дь, пиля 1'х цементацГ1 на зал!зному скрап1 до досягнення сп1ввЦношення Ре/Си>3. МШмально не-обх!дний час цементацП' визначаеться за р1внянням

Використання утвореного сорбенту для очищения води в!д 1 он!в важких метал1в та ¡ниих шк1дливих дом!шок зд!йснюеться шляхом йо-го дозування "у воду 1 в!докремлення п1сля достатнього контакту в 1 д р1дкоТ фази разом з адсорбованими забрудненями магн1тною се-"параи1еп.

0кр1м отримання феромагн!тного сорбенту, метою досл1джень процесу феритизацП" була моилив1сть його використання для знеш-кодження концентрованих розчин1в орган!чних сполук. Досл1д»ення проводились на в!дпрацьованих розчинах проявления 1 зняття фоторезисту (водорозчинн1 пол1мери), миючих розчинах (поверхнево -активн! речовини), стоках лаково - красильно! д!лянки (барвники, пол1мери).

При обробц! окислгавачем реакц!йно'1 сум!ш1. що м!стить 1они зал1за (II) 1 орган1чн! речовини. в!дбуваеться часткова дест-рукц!я останн!х. В результат! реакцП' продукт1в розпаду з !онами зал!за утворюються нерозчинн! у вод! зал!зоорган!чн! сполуки; Разом з г!дроксидом зал1за (II) вони складаять кластери з екв!ва-лентним д!аметром 2...3 мм, як1 в процес! перетворення Ре(0Н)г в зазнають значних зм!н. Вони у 4-5 раз1в зменшуються у розм!рах. зростае Тх г1дравл!чна крупнеть, з'являються 1 зб!ль-шувться з часом *иагн1тн! властивост!. Час цих процес 1в залеяить в1д температури 1 складае в!д 20..-.30 хв. при 80°С до 5...6 годин при 30 °С. . /

Кр 1м температури на характер зд1йснення феритизацП' суттево • впливае рН реакц!йно!" сум1ш! (мал.2).

(5)

Залекн!сть ефекту вилучення розчинених орган!чних речовин

о - фоторезист;д - "Електрин"; о - лак мал. 2

Найб1льш сприятливим для переведения розчинено'1 орган1ки в тверду фазу у вигляд! феромагн!тних частинок е 1нтервал рН в!д 7,5 до 9,0. _ ■

Використання як окислювача кисню пов!тря шляхом його продувания через розчин, хоча й б1лып просто пор1вняно з реагентною обробкою, наприклад хлорним реагентом, у данному випадку небажа-не. 1нтенсивне перем1шування Оульбашками пов!тря руйнуе кластери. В результат! у розчин! присутн! як феромагн1тн!, так 1 немагн1тн! частинки, що ускладнве його очицення. Мояна ззагал! в!дмовитись в?д обробки скисливачем, якщо в реакцШнШ суы1и1 кр1и заэначених компоненте знаходяться 1они м1дКП). Прочее окислювання зд!йснюеться за рахунок Тх окислювальноТ здатност1 1 катал1тично-го використання розчиненого кисни. При цьому потреба в тепл1 ниж-ча пор1вняно 1з зд1йсненняы процессу'без м1д! - однакового ефекту можна досягнути при температурах на 7... 101 нияче.

Був досл!дяений" вплив дози метал1в - зал!за 1 м1д1 на ефек-тивн1сть видалення орган1чних забруднень (мал.З).

При сумарн1й концентрацП' зал!за 1 м!д! в обрсбленому розчин! до 1.0-15 г/л утворюван! структури (кластери) невелик! за

хпк

Заленн!сть ефекту видалення орган!чних сполук вiд концентрацГ! м!д! та зал!за в обробленому розчин1

ХПК0 ö, 5

Buxiдне значения ХПК

0.4

а - 48,0 rOj/л о - 22,0 rOj/л р - 12,5 Г0г/Л

0.3

0,2

0.1

-о—а.

о

10

20

30

40

50 С,., г/л

мал.З

розм!ром, а частина Yx Mose складатися з поодиноких молекул. У цьому випадку ефективн1сть очищения залежить вЦ сп!вв1дношення реагент1в i забруднень - для максимального видиення орган1чних сполук з води потр1бно обробити 11 1з розрахунку не меншё Зг ые-тал1в (м1д1 1 зал1за) на 1г ХПК. У розчинах з б1льш високим bmIctom дисперсно'! фази окрем! кластери зливаються, Yx середн1й розм!р зростае 1 доля об'ему дисперс!!', забудованого локальними структурами, зб1льшуеться.

При пеенiß конценграцП' твердо!" фази в систем! виникае не-ск1нченний кластер зв'язаних часток, в "порах" якого мокуть розм1щуватись 1зольован1 окрем! кластери. В процес1 перетворення коагуляц1йно! структури в кристал!чну',' неск1нченний кластер розпа-даеться на велику к!льк1сть агрегат!в, то поступово зменшуються у p03Mipax, захоплюючи в себе нерозчинен1 1 велик! розчинен! моле-кули. Чин вица внхЦна концентрац1я метал!в, тим б1льша густина

кеск!нченного кластеру 1 тим др1бн1ш1 молекули вIн захоплше.

За оптимальних умов: рН 7. 5...9.5. температура вище 50°С, сумарна концентрац1я м!д! i зал!за не менше 20 г/л при 'íx cniBBiflHomeHHi 1:(3...4). розчин зв!льняеться в1д 96-99% ор-ган1чних забруднень з утворенням компактного Феромагн1тного осаду, який мояна в!докремити зiд pUko'í фази магнитною сепарац!ею.

Н1льк1сть отриманого осадку перевищуе потребу очисних споруд в сорбент! i потр!бен додатковий спос!б його утил1зац1'1. До його складу входять оксиди м!д! та зал1за, а тако# 1нш1_ сполуки, до застосовугаться у промисловост! як п!гменти. За допомогою cniвробiтник!в технолог 1чно1' лабораторП' заводу "Керам!к" була перев1рена моялив!сть використання цього осаду для виготовлення забэрвленного покриття глазурованоУ плитки. На його основ! було отримано покриття золотаво - el poro кольору, яке в!дпов!дае вс1м вимогам до KepaMi4HO'í плитки. Досл!дяення впливу на нього аг-ресивних середовшц не виявили н! поикодвень поверхн1, н! розчи-нення компонентов осадку.

На п!дстав! лабораторних досл1дяень була розроблена конструкц!я I виготовлен1 промислов! зразки цементатор1в ! фери-тизатор!в. На цьому обладнанн! була проведена переробка промисло-вих р!дких в1дход!в цеху друкованих плат В1ннИцького ВО "Маяк" з метоп перев!рки у натурних умовах розроблених технолог!чних про-цес!в очищения. Розчини солей м1д! п!ддавали цементац!'1 на стале-вому скрап! з отриманняы метал!чного м1дного порошку.. Протягом одного циклу у цементатор! переробляли 300 л розчину. Середня площа поверхн1 сталевого скрапу, що завантаяувався у цементатор,- . 4м'. Розчин до контактного обм!ну м1стив 95.... 180 г/л i он! в м!д'1 i мав значения рН 1.5 ± 0,3. За рахунок тепловид1лення процесу цементац11 розчин нагр1вався до 45...50"С. Вага одн1еУ порцП' ви-лучено'1' míдi склацала 12...22 кг в залеяност! в1д початковоУ П ' - 13 -

концентрац1V и розчин!. Час реакц! 1 - 60...90 хв.

Отриыаний п!сля цементацП' розчин використовувався для знеш-кодкення сток!в', що кпстили велик! концентрац1'1 срган!чних речо-вин, а також для виробництва феромагн!тного сорбенту. Обидв1 опе-рац!'1 зд1йснювалиеъ шляхом феритизацП при загальн1й концентрацП' зал!за 1 м1д1 в реакц!йн1й сум!ш! 30...40 г/л, Робоче значения рН середовища при феритизац!1 - 9,0... 10,0. Утвореним сорбентом об-робляли промнвн! ст!чн! води I очищали !"х на нагн!тних ф!льтрах.

Проведен! промислов! випробування п!дтвердили дан!, отриман1 при лабораторних досл^дненнях. Практика лишв внесла зм!ни у пЦход! до визначення площ! зал!зного реагенту, «о' приймае участь у реакц!1 контактного обм!ну. При використанн1 великих к!лькостей зал!зного скрапу площа його активно!' поверхн! менша фактично'1 через стикання елемент1в'скрапу ми собою. Практично, 'знаючи повну площу поверхн! зал!за 5Я. 11 активну частину 5 можна визначити 1з тако'1 залекност1:

б = К • 5Л (6)

Коефшент К залеяить. вЦ форми та геометричних розм!р!в еле-менпв скрапу 1 визначаеться експериментально.

На основ! проведених у лабораторних ! вирооничих умовах дослЦиень запропонована технолог!чна схема очищения ст!чних вод цеху друкованих плат.. Бона передбачае окрему обрсбку концентрова-них 1 розбавлених (промивних) вод (мал.4).

Концентрован! розчини солей м!д! надходять у два баки-нагро-мадяувач! - окремо лукн! 1 кисл!. 1х зм!шувть у так!й пропорцП', щоб величина рН сун1шI складала 1.5±0,5, ! подають у цементатор, заповнений стзлевою стружкою. Тут м!дь вид!ляеться у вигляд! ме-

Технологична схема очищения ст!чних вод виробництва друкованих плат

1- нагромаджувач лужних розчин1в; 2- нагромаджувач кислих розчшив; з- знниувач розчин1в; 4- цемента-тор: 5- феритизатор; 6- центрифуга; 7- витратнии бак розчину лугу; д- витратнии бак Феромагнхтно! суспенгщ; 9- дозатор; Ю- зтшувач; И- в1дст1йник; 18- нагн1тний Ф1льтр; 13- реактор вилучення н1Д1 1з шламу; 14- Ф1льтр-прес; 15- нагромаджувач розчин1в орган1чних сполук; 1&- реактор знешкодження розчин1в орган1чних речовин.

Мал.4

талевого порошку, а розчин збагачуеться ¡онами зал!за (II). Шсля того, як сп1вв1дношення 1он!в зал!за 1 м1д1 у розчин! перевицить значения Ре/Си=3. його зливавть у феритизатор. Цементатор запов-нюють водою 1 шляхом барботування пов!трям м!дь в!докремлюють в!д стружки. Вода разом з м!ддю зливаеться у центрифугу. (Леля зне-воднення м!дь спрямовувть на п!дприемства по переробц1 кольорових метал!в.

9 феритизатор! розчин перероблюеться з утворенням феро-магн!тна1 суспенз!'1. яку дозують в промивн1 ст!чн1 води, Присутн! в них забруднення захоплюпться ферромагн!тними частками.1 разом з ними вилучаяться 13 води посл!довно у в!дст1йнику I на магн!тних Ф1льтрах.

Осадок 1з в!дст1йника 1 воду в 1д промивання фIльтр1в для ре-генерацП' сорбенту 1 вид1лення ы!д1 обробляють в!дх1дними газами, що м!стять ам!ак 1 хлороводень. П1сля зневоднення на ф1льтр-пре-

сах осад направляють на повторне використання як.сорбент, а роз-

чин - на цементац!ш.

Ыдпрзцьован! розчини, що ыГстять орган!чн! сполуки (прояв-лёння i зияття резисту, миючий розчин "Електрин" тощо) обробляють розчинаы 1э ценентатора, цо м!стить i они kíiI та зал!за i ферити-зують. Шелл седиментацП" i увольнения осадку вода зливаеться у загальний пот1к промивних ст!чних вод. Отрицаний осад, а таков надлишок сорбенту зневоднюють i висушують, п!сля чого в!н мояе Оути використаний на п!дприемствах, що виробляють кераы!чну плитку, як п!гмент.

ВИСНОВКИ

1. На основ! анал!зу ¡снуичих метод!в очищения ст!чних вод в iд íohIb и!д! та орган1чних сполук встановлено:

- най6!лыи доц!льний метод очищения в iд íohíb mía! концентро-ваних розчин! в П солей - вид1лення YV шляхом в!дновлення до металу цементац!ею на зал!зному скрап! з утил!защега отриман-ного розчину сол! зал!за(П);

- вилучення орган1чних речовин з в!дпрацьованих розчин1в вироб-ництва друкованих плат в!домими методами малоефективне, нез-ваяашчи на значн! кап!тальн1 1 експлуатац!йн! витрати.

2. На основ! проведенних досл1даень розроблена технолог1я комплексного очищения ст!чних вод виробництва друкованих плат з утил!зац!ею вЦход1в (Заявка N4939904/26, позитивне р!шення в i д 13.01.92 р.).

3. Досл1дяено контактне в1дновлення м1д! 1з висококонцентрованих розчин!в И солей, як1 використовуються у виробництв! друкованих плат - хлорно'ь ам!ачно'1 та винокисло!'. Отриман! ! пере-в1рен! в натурних умовах емп!ричн1 р1вняння, як! характеризует зн!ни KOHueKTpauift ыiдi (2)-1 зал!за СЗ) в пронес! цемен-

• - Ih -

. тац1Т. а такоя м!н!мальний час цементацП' (5).

4. Розроблено процес переробки розчину, який утворився в результат! цементацГ!, на феромагн!тну суспенз1в (Заявка Н4939774/ 26, позитивне р1шення в!д 24,09,91 р.).

5. Досл!джено використання отримано"! феромагн1тно! суспензп як сорбенту для очищения спчних вод в1д 1он1в валких метал1в та 1ниих забруднень 1з застосуванням магн1тно!" сепарацГ!, розроблено способи зд1йснення очищения (Заявки N4939903/26, позитивне р1шення в1д 13.01.92 р. ,N4940276/26. позитивне р!иення в1д 24.09.91 р., N4889358/26, позитивне р1юення в!д 21.10.91 р., N4908683/26, позитивне р!шення в1д 14.04.92 р.).

6. Досл1д*ено процес утворення феромагн!тних сполук зал1за 1 ы1д1 у випадку присутност! в реакц1йн!й сум!и1 орган1чнкх речовин. Розроблена технология вилучення 1з води розчиненнх орган1чних речовин в результат 1 процесу феритизацГ! (Заявка N4656683/31-26, позитивне рЧиення в1д 30.01 .90 р.).

7. Розроблену технолог1И впровад*ено на очисних спорудах цеху друкованих плат В1нницького ВО "Маяк". Р1чний еконои1чний ефект - 49.85 тис. крб.(в ц!нах 1990 р.).

Основн! положения дисертац1йно1 роботи внкладен! в таких

матер1алах:

1. Терновцев В.Е., Михайловский В.П.. Забулонский И.А. Технологическая схема очистки сточных вод производства печатных плат //Информационный листок о НГД. Киевское отделение УкрНИИНТИ.-1990.-4 с.

2. Забулонский И.й. Извлечение меди из отработанных травильных растворов методом цементации // М-лн Всесоизной конференции "Участие молодых специалистов в реализации основных направлений научно - технического прогресса" 18-19 окт.1989г.-Днепро- .

петровск: ДПИ, 1989. -С.10.

3. Забулонский И.О. Обработка шла'мов гальванических производств //Материалы научно-технического семинара "Методы очистки сточных вод. создание замкнутого цикла водопотреблення, утилизация и вторичное использование отходов при нанесении гальванических покрытий" 4-5 декабря 1990 г.- Ижевск: ЛНТП, 1990.-С.26.

4. Терновцев В.Е., Забулонский И.О.. Кушка 0.11. Утилизация шла-мов, содерващих ионы тяаелых металлов, на предприятиях стро-йиндустрии//Материалы научно-практической конференции "Строительная наука Украины: перспективы развития в новых экономических условиях" 18-19 апреля 1991.-Киев: УкрНИИНТИ, 1991.-С.135-136. .

5. Забулонский М.й. Получение феррита меди из концентрированных сточных вод// Тезисы докладов. 52-й научно-практической конференции КИСИ - Киев: НИСИ, 1991.-С.37.

6. Забулонский И.О. Реагент для очистки сточных вод на основе феррита меди// Материалы XIII Всесоюзного семинара "Химия и технология неорганических сорбентов" -Минск.1991.-С.24-25.

7. Забулонский И.й. Обезвреживание растворов, содериащих органические вещества//Тезисы докладов научно-практической конференции "Новые достижения науки и техники в практике использования водных ресурсов на предприятиях легкой промышленности" 17-19 марта 1992 г.- Киев: ДНТП, 1992.-С.27-28.

.8. Кушка Й.Н., Забулонский И.А. Эксплуатация магнитных фильтров локальных систем очистки сточных вод от ионов тяиелых металлов // Тезисы докладов научно-технической конференции "Передовой опыт проектирования, строительства и эксплуатации локальных очистных сооруаений на предприятиях" 21-22 мая 1992 г. - С.Петербург: СПбТИ ИБП, 1992 г.-С.27-28.

9. Забулонский И.А..Бологова O.P.- Обезврекивание и утилизация

- Ш -

высококонцентрированных медьсодержащих растворов// Респ. межведомственный науч.-тех? сборннк "Строительные материалы, изделия и санитарная техника" вып.14.-Киев: "Буд1велыш«", 1391. -С.97-99.

Ю.Забулонский И.ft. Эксплуатация цементаторов со статичным режимом работн//Тезисы докладов 53-й научно-практической конференции КИСИ.-Киев: КИСИ. 1992.-С.35.

П.Спос1б очищения ст1чних вод в 1д орган1чних речовин /В.О.Тер-новцев, ].Й.Забулонський, В.Л.Михайловський та 1нв. -Заявка N4656683/31-26. Позитивне р1йення про видачу авторського св1-доцтва в!д 30.01.90 р.

12.Спос1б отримання феромагн!тного сорбенту /В.О.Терновцев, [.й.Забулонський, О.М.Кушка.-Заявка N4939774/26. Позитивне р!вення про видачу патента вiд 24.09J1 р.

13.Cnoci6 отримання феромагн!тного сорбенту /В.О.Терновцев, I.й.Забулонський, О.Й.Кувка, Х.Салман.-Заявка N4940276/26.Позитивне р!иення про видачу патента в!д 24.09.91 р.

14.Спос1б вид!лення метал!в 1з илам1в ст1чних вод/В.О.Терновцев, I,Й.Забулонський. В.Л.Михайловський та 1ни1. -Заявка N4889358 /26.Позитивне р1шення про видачу патента в1д ?!.10.91 р.

15.Спос1б очищения ст1чних вод/О.М.Кушка,' ¡.й.Забулонський, Б.Т.Емельянов, Г.М.Кочетов.-Заявка N4939903/26. Позитивне pi-шення про видачу патента в!д 13.01.92 р.

16.Спос16 очицення ст!чних вод/0.М.Кушка, I.й.Забулонський, Г.М.Кочетов, Б.Т.бмельянов.-Заявка N4939904/26.Позитивне pl-шення про видачу патента в1д 13.01.92 р.

1?.Спос1б отримання ф!льтрувально-сорбЦ1йного матер!алу/В.О.Терновцев, £.В.Юрков. О.М.Кувка, I .й.Забулонський,-Заявка N4908683 /26. Позитивне р1иення про видачу патента в1д

■ 14.04.92 г.