ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:

Е. В. Голубева, ведущий инженер-технолог инженерного центра, эл. почта: evg@zinc.ru
П. В. Федоткин, начальник участка очистных сооружений

Приведены результаты лабораторных исследований по реагентной обработке высокоминерализованных растворов, образующихся после карбонизации сульфатного свинцового кека на Челябинском цинковом заводе, с целью их очистки от мышьяка. Солевой состав этих растворов главным образом представлен сульфатом натрия; в меньшем количестве содержатся ионы хлорида, мышьяка, тяжелых металлов, кальция и магния. На долю примесных металлов в растворе после карбонизации помимо условий проведения процесса влияет их содержание в исходном продукте — сульфатном свинцовом кеке, который получается в результате гидрометаллургической переработки возгонов вельцевания различного цинк-, свинецсодержащего сырья. Основным источником мышьяка в свинцовом кеке являются цинк-, свинецсодержащие промпродукты медного производства. Исследования выполнены при разработке технологии утилизации растворов после карбонизации для исключения их сброса со сточными водами предприятия. Утилизация планируется посредством упаривания и кристаллизации раствора с получением конденсата, возвращаемого в технологический процесс, и смеси солей либо товарной соли сульфата натрия (ГОСТ 6318–77, марка «А», сорт 2). Выполненный обзор литературных источников и проведенные исследования показали, что наиболее приемлемым из существующих способов очистки может быть осаждение мышьяка сульфатом железа (III) в присутствии окислителя с получением труднорастворимого соединения — арсената железа. В ходе лабораторных исследований определены оптимальные дозировки реагентов, температурный и временной режим реагирования. Показана возможность осаждения мышьяка из растворов от карбонизации с высокой степенью очистки в твердый продукт, переработка которого может быть осуществлена вельцеванием. Необходимость и степень очистки технологических растворов от мышьяка может быть определена только после уточнения состава получаемых солей, содержащих сульфат натрия, и определения класса опасности продукта. Полученные результаты исследований могут быть использованы на промышленных предприятиях при разработке указанного выше направления технологии утилизации сульфатных растворов аналогичного состава.

1. Затонский А. В., Бовыкин К. В., Асадулин Р. Р., Голубева Е. В. Разработка и испытания промышленной технологии карбонизации свинцового кека // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 55–58.
2. Якорнов С. А., Паньшин А. М., Козлов П. А., Ивакин Д. А. и др. Разработка технологии гидрометаллургической переработки вельц-оксида с получением карбонизированного свинцового кека // Металлург. 2017. № 10. C. 60–66.
3. Фатхутдинова О. А., Паньшин А. М., Затонский А. В., Козлов П. А. Технология очистки сточных вод с извлечением ценных компонентов и внедрением замкнутой системы водооборота // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 65–70.
4. ГОСТ 6318–77. Натрий сернокислый технический. Технические условия. — Введ. 01.01.1979.
5. Пат. 2226562 РФ. Способ вывода мышьяка из мышьяксодержащих материалов / Ван Е. Ю., Ван А. Г., Ван К. Г. ; заявитель и патентообладатель Ван Г. В. ; заявл. 20.03.2002; опубл. 10.04.2004.
6. Завадский А. В. Эффективная технология мышьяка из стоков // Водоочистка. 2014. № 5. С. 52–55.
7. Sun H. Y., Sen W., Kong X., Liu G. Y. High concentration of arsenic removal from acid leaching solution of zinc oxide dust by water-quenched slag // Archives of Metallurgy and Materials. 2018. Vol. 63, No. 1. P. 425-430.
8. Nasantogtokh Otgon, Guangji Zhang, Kailun Zhang, Chao Yang. Removal and fixation of arsenic by forming a complex precipitate containing scorodite and ferrihydrite // Hydrometallurgy. 2019. Vol. 186. P. 58–65.
9. А. с. 990841 СССР, С 22 В 7/02. Способ удаления мышьяка из свинец- и цинксодержащих пылей / С. М. Исабаев, К. Жумашев, Э. Г. Мильке, Х. Кузгибекова ; заявитель Химико-металлургический институт АН Казахской ССР ; заявл. 22.10.1981 ; опубл. 23.01.1983, Бюл. № 3.
10. А. с. 155609 СССР, С 22 b 40 а, 17. Способ извлечения мышьяка из пылей металлургических заводов / Ж. Ауэзов, К. Полымбетова ; заявл. 15.08.1961; опубл. 29.07.1963, Бюл. № 18.
11. А. с. 186681 А1 СССР, 40 а, 7/02. Способ переработки пылей и возгонов металлургических заводов / Ю. А. Козьмин, Е. В. Давыдов, С. Т. Такежанов, В. Д. Пономарев и др. ; заявитель Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов ; заявл. 21.06.1965; опубл. 03.10.1966, Бюл. № 19.
12. Пат. 2260068 РФ. Экстракционный способ извлечения мышьяка (+5) из кислых сульфатных растворов / Травкин В. Ф., Глубоков Ю. М., Миронова Е. В. ; патентообладатель Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова ; заявл. 28.09.2004 ; опубл. 10.09.2005.
13. Гиганов Г. П., Травкин В. Ф., Кравченко А. Н. и др. Способ очистки сернокислых растворов от мышьяка экстракцией с использованием в качестве экстрагента трибутилфосфата // Журн. неорг. химии. 1988. Т. 33, Вып. 8. С. 2073–2079.
14. Миронова Е. В., Глубоков Ю. М., Травкин В. Ф. Способ экстракции мышьяка (+5) из кислых растворов с использованием в качестве экстрагента триалкиламина // Цветная металлургия. 2002. № 12. С. 25–29.
15. Кожемякин В. А., Градова И. О., Почтарев А. Н. Электро-коагуляционный способ очистки сточных вод от мышьяка и взвешенных частиц // Тез. докл. II Всесоюзного совещания «Химия и технология халькогенов и халькогенидов». — Караганда, 1982. С. 226.
16. Пат. 2136607 РФ. Способ очистки сточных вод от мышьяка / Зильберман М. В., Налимова Е. Г., Тиньгаева Е. А. ; патентообладатель Уральский научно-исследовательский институт региональных экологических проблем («УралНИИ «Экология») ; заявл. 03.10.1997 ; опубл. 10.09.1999.
17. A. c. 897715 SU. A1. Способ очистки сточных вод, содержащих соду, от мышьяка / Е. П. Петряев, В. И. Власова, С. И. Трофимович ; заявитель Белорусский государственный университет ; заявл. 12.10.1979; опубл. 15.01.1982.

18. Баймаханов М. Т., Лебедев К. Б., Антонов В. Н., Озеров А. И. Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1983. — 192 с.
19. Пат. 7132 KZ. Способ биохимической очистки кислых сточных вод от тяжелых цветных металлов и мышьяка / Розвага Р. И., Нугербеков А. К., Адамов Р. Ж., Давыдов Г. И. и др. и др.; опубл. 15.05.2001.
20. Варганов М. С., Кустов Д. А, Фатхутдинова О. А. Экологичес кие направления совершенствования производства ПАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2020. № 5. С. 56–64. DOI: 10.17580/tsm.2020.05.08