ВВЕДЕНИЕ
Строгие требования органов охраны окружающей среды не позволяютсбрасывать непосредственно в водоемы или канализацию сточные воды, содержащиехром, например в виде хромовой кислоты, хроматов металлов и т. п. Кроме того,хром является дорогостоящим металлом и его извлечение из хромсодержащихрастворов является желательным и с экономической точки зрения. Уже длительноевремя существует потребность в экономичном и эффективном способе удаления хромаиз сточных вод и его регенерации.
Глава 1. ОЧИСТКАСТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОРОШКООБРАЗНЫХФЛОКУЛЯНТОВ
Сточные водыгальванических производств обычно содержит примеси загрязняющих веществ,относящихся по классификации Л.А Кульского к IV группе, то есть в виде ионно – диспергированных соединений,в том числе катионов тяжелых металлов, токсичных анионов в виде хромата,бихромата и др.
Анализ работ по очистке иобезвреживанию таких сточных вод показывают, что выбор наиболее рациональнойсхемы очистки, предусматривающей и выделение шламов водоочистки с цельюдальнейшего их использования, должен быть основан на сочетании иликомбинировании реагентов, физико – химических и механических методов. Крометого, при использовании реагентов для осаждения примесей часто образуютсямалорастворимые соединения в коллоидном состоянии, что требует включения всхему очистки таких процессов, как коагуляции, флокуляции (1).
В сточных вод содержится,помимо таких ионов, как Zn2+, Cu2+, Ni2+, Cd2-, Fe2-, Cr (VI) в виде анионовCrО42-, Cr2О72-, трудно переводимыхреагентами в нерастворимые соединения. Это потребовало предварительнойобработки кислых сточных вод, заключающейся в восстановление Cr (VI) в Cr (III). В качестве восстановителя намииспользован FeSO4 для того, чтобы на последующих стадиях очистки онвыполнял роль коагулянта и участвовал в гетерокоагуляции в виде Fe (OH)3.
Восстановление Cr (VI) в Cr (III) протекает по схеме:
CrО42- + Fe2+ + 8 Н → Cr3+ + Fe3+ + 4 Н2О
Далее с помощью щелочныхреагентов – NaOH, Na2СО3, NH4OH, Са(ОН)2 – осуществляется как нейтрализация сточных вод, так и переводв гидрооксиды, выпадающие в осадок при соответствующих значениях рН. Установлено,что наиболее полный перевод ионов в гидроксиды обеспечивается при рН=8,5-9,5.Интервалы рН осаждения гидрооксидов, структура осадка и соответственно скоростьосаждения зависят от природы добавляемого щелочного реагента.
В случае NaOH из – за проявления амфотерныхсвойств гидроксидами цинк, хрома интервал рН осаждения узок; при использовании NH4OH возможно образование аммиакатов, и степень осаждения ниже.Более перспективны Na2СО3 образующиесягидрооксиды имеют рыхлую аморфную структуру, медленно осаждающую иуплотняющуюся во времени.
Для ускорения процессаосаждения образующихся гидрооксидов нами использован порошкообразный флокулянтПМАК, который зарекомендовал себя как флокулянт.
После предварительнойобработки сточных вод растворами FeSO4 и Na2CO3 добавляли порошкообразный флокулянт. Количество добавляемыхреагентов регулировалось до значения рН, которые доводили при обработке FeSO4 до рН=2 – 2,5 и до 8,5 – 9,5 – при дальнейшейобработке FeSO4 для перевода инов тяжелых металлов вдисперсное состояние в виде нерастворимых гидроксидов (2). Приведенные на рис.1кривые показывают, что с увеличением добавок порошкообразных полиэлектролитовстепень осветления
/>
где V и Vобщ. — объем отстоя и общий объем соответственно сточной водыувеличивается, достигая 80% при дозе ПМАК – 50 мг/л. При этом ускоряютсяпроцессы хлопьеобразования и осаждения агрегатов в результате значительногоувеличения их размеров и прочности (3).
/>
Рис.1 Кинетикаосветления сточных вод гальванического производства в присутствии ПМАК: 1 – безПМАК, 2 – 0,5, 3 – 5, 4 – 12,5, 5 – 25, 6 – 50 мг/л
На основе коллоидно –химических аспектов водоочистки обоснована необходимость регулирования фазо –дисперсного состояния примесей в сточных водах гальванического производства,выбрана рациональная схема комплексной реагентной обработки, включающейприменение фллокулянтов для интенсификации процессов разделения фаз.ГЛАВА 2. ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Химическая очисткасточных вод гальванического производства делится на два типа очистки:нейтрализация нежелательных примесей и выведение в осадок растворенных веществ.Основным преимуществом химической очисткисточных вод производства считается его низкая чувствительностьк изначальному количеству содержащихся в воде загрязнителей — посредствомхимической очистки сточных вод гальванического производства из воды удаляетсялюбое количество примесей. Среди недостатков химических методов очистки сточных вод производстваможноназвать как высокую стоимость используемых реагентов, так и потребность вдоочистке сточных вод, которые после очистки содержат как остаточные количествасамого реагента, так и побочные продукты реакции, а также образовавшийся в ходереакции осадок. Химическая нейтрализация растворенных загрязнителейпредполагает введение в воду различных реагентов, которые вступая в реакциюобразуют с загрязнителем безопасные для человека соединения, чье наличие в водедопустимо. Нейтрализация как самостоятельный метод очистки сточных водгальванического производства чаще всего применяется для окончательной очистки,после которой сточные воды подлежат спуску в водоемы. Нейтрализация являетсядеструктивной мерой очистки сточныхвод производства, используемой в тех случаях, когданаходящиеся в воде примеси не имеют ценности и не могут быть повторноиспользованы на производстве. Химическая очистка сточных вод гальваническогопроизводства методом выведения в осадок загрязнителя также являетсявысокоэффективной мерой очистки, которая позволяет удалить из воды любыеколичества загрязнителя. В ходе очисткисточных вод производстваподобными методами в водудобавляются различные реагенты, которые образуют с загрязнителем нерастворимыеили малорастворимые соединения. Основным недостатком этого метода очисткисточных вод гальванического производства является необходимость дополнительноймеханической очистки воды, которая удалит из воды образовавшийся осадок. Вкачестве механической меры доочистки сточных вод гальванического производстваиспользуются самые разнообразные методы и их сочетания: так, например, зачастуюприменяется коагуляция с последующим отстаиванием и фильтрацией воды. Это сочетаниесчитается одним из наиболее надежных мер, так как в процессе из воды удаляетсяпрактически весь образовавшийся осадок. При выборе химической очистки сточных вод производства какосновной меры очистки воды наибольшим приоритетом обладает подбор оптимальногореагента и расчет необходимой для успешной очистки сточных вод гальваническогопроизводства дозы реагента. Выбор реагента осуществляется на основе данных осоставе воды, которые определят как наличие в воде того или иного загрязнителя,так и его количество. Оптимальная доза реагента для химической очистки сточныхвод гальванического производства — это такая доза, которая позволит вывести восадок или нейтрализовать все количество содержащегося в воде загрязнителя, нопри этом не будет избыточной, то есть остаточное количества реагента в водепосле очистки не будет превышать установленных ГОСТом норм.Методионного обмена, используемый для очистки сточных вод гальваническогопроизводства.
Не менее эффективнымсегодня считается метод очистки сточных вод производстваионным обменом. Ионный обмен — это процесс обмена ионами между водой иионообменными материалами. При подобного рода очистки сточных водгальванического производства из воды удаляются ионы тяжелых металлов, чегодостаточно для соответствия воды всем нормам и стандартам. Использованиеионного обмена в системах очистки сточных вод гальванического производствапредполагает использование фильтрами системы водоподготовки особого родаматериалов — ионообменных смол, в ходе фильтрации воды через которые ипроизводится ионный обмен. Ионообменные смолы — это синтетические смолы, наповерхности гранул которых закрепляются свободные иониты тех или иныхнейтральных человеку веществ. В ходе работы фильтров системы очистки сточныхвод гальванического производства производится механическая фильтрация водычерез слой ионообменного материала. При контакте с водой гранулы фильтрующегоматериала разбухают, свободные иониты теряют связь с поверхностью смолы вследствии чего переходят в состав смолы, а ионы тяжелых металлов, напротив,оседают на поверхности загрузки. Этот метод очистки сточных водгальванического производства сегодня считается одним из наиболее эффективных ибезопасных методов. Безопасность метода объясняется отсутствием влияния очисткина физико-химические свойства воды. В отличии от химической очистки сточных водгальванического производства этот метод безреагентный, что исключаетвозможность попадания реагента или продуктов реакции в очищенную воду. Такжесреди преимуществ этого метода очистки сточных вод производстваможно назвать его экономичность: в процессе очистки не задействованы какие-либорасходуемые материалы, кроме прочной и долгосрочной ионообменной смолы. Современем загрузочный материал подобных фильтров очистки сточных вод гальваническогопроизводства засоряется и истирается, что приводит к необходимости постояннойего промывки, а также нечастой замены. Для промывки загрузочных материаловиспользуются различные регенерационные растворы, которые не только удаляют споверхности смолы ионы тяжелых металлов, но и восстанавливают слой свободныхионитов необходимых для произведения эффективной очистки сточных водгальванического производства.Сорбционнаяочистка сточных вод гальванического производства.
Сорбционная очистка сточных вод производства —это процесс поглощения частиц загрязнителя различными фильтрующими материалами.Основным критерием при выборе того или иного фильтрующего материала являютсясорбционные свойства материала, так как именно от них зависит эффективностьочистки сточных вод гальванического производства. Среди критериев выборафильтрующего материала можно назвать несколько основных свойств материала:
Механическаяпрочность материала.
От механической прочностииспользуемого для сорбционной очистки сточных вод гальванического производстваматериала напрямую зависит качество очистки воды. Непрочные материалы привзаимодействии с загрязненной водой быстро истираются и повреждаются, чтоприводит к ухудшению работы сорбционных фильтров, так как задействование всегообъема фильтрующего материала в процессе очистки становится невозможным:поврежденные участки материала не участвуют в фильтрации.
Химическаяустойчивость материала.
Очистка сточных водгальванического производства предполагает постоянный контакт фильтрующегоматериала с различными химически активными веществами, которые могут разрушитьтот или иной материал, что опять же приведет к потере эффективности работысистемы очистки сточных водпроизводства. Выбор того или иного материала основывается наего устойчивости к тем веществам, которые содержатся в подлежащей обработкеводе.
Сорбционныесвойства материала.
Основным критерием привыборе фильтрующего материала для очистки сточных вод гальваническогопроизводства становятся его сорбционные качества. Оптимальной структурой дляфильтрующего материала считается пористая структура. Процесс сорбционнойочистки сточных вод гальванического производства — это процесс задержаниячастиц загрязнителя в порах фильтрующего материала, поэтому предпочтение привыборе фильтрующего материала отдается материалом с сильнопористой поверхности,поры которой различны по размеру.
Сорбционнаяочистка сточных вод гальванического производства считается одной из наиболееэффективных и экологически чистых мер водоочистки. Единственным минусом сорбционнойочистки сточных вод производствасчитается использование не возобновляемых материалов: засорившиеся фильтрующиематериалы подлежат обязательной замене. Мембранные технологии очистки сточныхвод гальванического производства. Одной из самых эффективных мер очистки сточных вод производствасчитается использование мембранных технологий. Мембранные методы очисткисточных вод гальванического производства — это процесс процеживания воды черезполупроницаемые мембраны под давлением. В ходе подобного рода очистки сточных вод производства изводы удаляется до 98% всех растворенных веществ, в том числе и тяжелых металлов— основных загрязнителей сточных вод гальванического производства. Процесс очистки сточных вод производства припомощи мембранных методов основывается на технологии обратного осмоса, прикотором загрязненная вода разделяется на две неравные части. Полупроницаемаямембрана в ходе очистки сточных вод гальванического производства отделяетменьший объем воды с большей концентрацией растворенных веществ от чистой воды,избавленной от любого рода примесей. Очисткасточных вод производства мембранным методом осуществляется намолекулярном уровне, что позволяет судить о высокой эффективности этойтехнологии водоочистки.
Для успешной работымембранных фильтров очистки сточныхвод производства необходимо производить периодическую промывкумембраны, в ходе которой с ее поверхности удаляются частицы загрязнителей. Приполном засорении мембраны теряется ее проницаемость и в итоге вода не проходитсквозь нее, что приводит к отказу фильтров очистки сточных вод производства.
Основным недостаткоммембранной очистки сточных вод гальванического производства считаетсячувствительность мембран к механическому воздействию, а также к некоторымхимически активным веществам. При выборе технологии очистки сточных вод производстварекомендуется произвести полный анализ воды, который выявит необходимостьпроведения предварительных мер очистки до подачи воды в мембранные фильтрыочистки сточных вод гальванического производства.
Глава 3. ВЫДЕЛЕНИЕ ХРОМА ИЗ ПРОМЫВНЫХ ВОД ПРОЦЕССОВГАЛЬВАНОСТЕГИИ
Строгие требования органов охраны окружающей среды не позволяютсбрасывать непосредственно в водоемы или канализацию сточные воды, содержащиехром, например в виде хромовой кислоты, хроматов металлов и т. п. Кроме того,хром является дорогостоящим металлом и его извлечение из хромсодержащихрастворов является желательным и с экономической точки зрения. Уже длительноевремя существует потребность в экономичном и эффективном способе удаления хромаиз сточных вод и его регенерации.
Процесс предназначен для удаления иизвлечения хрома из сточных вод в виде хромовой кислоты и (или) хроматовметаллов путем непосредственного осаждения хрома карбонатом бария. Процесспроводится в водных растворах, содержащих ледяную уксусную кислоту,предпочтительно при рН = 4,5-4,7; получающийся хромсодержащий материалотфильтровывают через кислотоустойчивый фильтр, предпочтительно с размером пор2—4мкм при рН ~ 2-5. Предпочтительно использовать массовое отношение карбонатабария к хромсодержащим соединениям, находящимся в растворе, 2: 1 и карбонатабария к уксусной кислоте 3:1. Карбонат бария и уксусную кислоту смешивают вводной среде непосредственно перед употреблением. Эту смесь добавляют кхромсодержащим сточным водам; можно поступать и наоборот, т. е. приливатьсточные воды к данной смеси.
Схема процесса представлена на рис. 32. В результате процессахромирования получают хромированные детали, которые промывают в одном илинескольких промывных резервуарах; в последнем из них обычно проводится промывкагорячей водой.
При промывке деталей в резервуарах 1 происходит увеличение концентрацииионов хрома в растворе. Загрязненная жидкость из промывных резервуаровнаправляется на обработку по линии 2; в другом варианте жидкость свободно стекает из промывного резервуара врезервуар для обработки. Туда подается смесь карбоната бария и уксуснойкислоты, количества которых зависят от содержания хрома в промывных водах иопределяются как было описано выше.
В резервуаре для обработки 3 предусматриваются обычные перемешивающие устройства; предпочтительноперемешивание с помощью воздуха. После перемешивания в резервуаре 3 раствор по линии 4 подается на фильтр 5 с размером пор 2—4мкм. В случае необходимости дальнейшей обработки фильтрат по линии 6 направляют в дополнительный резервуар 7 или в автономную фильтрующую систему какпоказано на схеме стрелками. В резервуар 7 добавляют серную кислоту или аналогичные соединения для осажденияостаточных количеств бария, например в виде сульфата бария.
Затем смесь подается по линии 5 на фильтр 9 с размером пор 1—3 мкм, где происходитулавливание сульфата бария. Фильтрат по линии 10 может быть непосредственно сброшен вканализацию или в водоем, а при непрерывном процессе по линии 11 направлен дляповторного использования в промывной резервуар 1.
Процесс предназначен для извлечения ионов хромата в виде хромовойкислоты. Процесс включает стадии добавки восстановителя к сточнымхроматсодержащим водам для осаждения хрома в виде гидроксида хрома (III);добавления к осадку щелочи и водного раствора пероксида водорода для полученияхроматсодержащего водного раствора и пропускание полученного раствора черезкислотную катионообменную смолу в Н-форме.
Процесс предназначен для выделения раствора хромовой кислоты из сточныхвод. Сточные воды подвергают деионизации, последовательно пропуская через двеили более колонны с анионообменной смолой.
/>
В ходе обработки ионообменная способность смолы в первойколонне уменьшается. Когда концентрация ионов хрома в подаваемом и выходящем изколонны растворе становится одинаковой, проводят промывку колонны обратнымпотоком.
Во время регенерации первой колонны сточные воды подаются на входвторой колонны с анионитом. После окончания регенерации колонна сноваподключается к очистной анионообменной системе, однако уже в качестве последнейколонны.
Этот процесс регенерации затем последовательно повторяется, каждый раздля той колонны, которая является первой в очистной системе; такой метод работыпозволяет проводить непрерывную очистку поступающих сточных вод. Раствор,образующийся в результате регенерации, пригоден для повторного использования вкачестве раствора хромата.
Процесс предназначен для обработки хромсодержащих сточных вод,получаемых при промывке хромированных изделий, с помощью ионообменных смол. Дляувеличения скорости извлечения хромовой кислоты, повышения срока службыионообменной смолы и предотвращения образования осадка, к сточным водам добавляютщелочные соединения до получения приблизительно нейтральной реакции; ионыметаллов, содержащиеся в растворе, при этом осаждаются в виде гидроксидов,которые затем удаляют на стадии фильтрования.
Получаемый фильтрат, реакция которого поддерживается нейтральной,направляется в башню предварительной обработки, наполненную катионообменнойсмолой, где в результате адсорбции происходит удаление щелочных компонентов.Получаемый разбавленный раствор двухромовой кислоты концентрируют вадсорбционной башне, заполненной анионообменной смолой, и подвергают очистке вбашне с катионообменной смолой в результате чего получают чистый раствордвухромовой кислоты. Башни предварительной обработки и очистки регенерируют,обрабатывая серной кислотой.
Схема процесса представлена на рис. 1. Детали, хромированные врезервуаре /, сначала промывают водой в емкости для первичной промывки 2, а затем снова промывают водой в следующемрезервуаре 3. Вода, подаваемаяна промывку, сначала направляется во второй промывной резервуар 3, а затем после того как в ней растворилисьзначительные количества хромовой кислоты, она подается в резервуар дляпервичной промывки 2; из резервуара 2 воду направляют на хранение в резервуар 4. Как правило сточные воды процессахромирования, хранящиеся в резервуаре 4, имеют кислую реакцию (рН = 2,3-3).
Сточные воды из резервуара 16 подают для нейтрализации в резервуар 5, куда изрезервуара подают водный раствор гидроксида натрия до получения приблизительнонейтральной реакции (рН = 7-9). При этом происходит осаждение железа, меди идругих металлов в виде гидроксидов. Смесь проходит через фильтр 7, расположенныйпод резервуаром 5; фильтрат направляют в резервуар 8. Врезультате такой обработки в сточных водах процесса хромирования происходитзамена ионов металлов на ионы натрия. Реакция раствора в резервуаре 8 близка кнейтральной (рН = 7-4-8). Этотраствор направляют для предварительной обработки в башни 9а и 96, заполненныекатионообменной смолой, где происходит удаление ионов натрия в результатеадсорбции. В результате очистки получают разбавленный раствор двухромовойкислоты, который временно хранится в резервуаре 10.
Цель снижения рН разбавленного раствора двухромовой кислоты и удаленияионов натрия из фильтрата, находящегося в резервуаре 8, состоит в том, чтобы увеличитьэффективность последующей адсорбции ионов хромовой кислоты анионообменнойсмолой. В частности, если величина рН будет менее 3,5 ион хромовой кислотыпревращается из CrO в Сг20;_, что приводит к увеличению эффективности адсорбции наанионообменной смоле примерно на 30 %.
/>
Рис. 1. Схемапроцесса обработки сточных вод, образующихся при хромировании, с помощьюионного обмена
Разбавленный раствор двухромовой кислоты, имеющий рН менее 3,5, изрезервуара 10 подают вадсорбционные башни Па и 116, заполненные анионообменной смолой, для удаления ионов бихромата; получаемый при этом раствор хранится врезервуаре 12. Очищенные такимобразом сточные воды могут быть направлены в резервуар 13, а оттуда — на повторное использование.
После того, как адсорбционная емкость башен Па и 116 исчерпана, проводят следующие операции:
1.Продувка. Вода, оставшаяся в частицаханионообменной смолы, сначала выдувается током воздуха.
2.Предварительная промывка. Анионитпромывают, пропуская через него воду в прямом и обратном направлениях в20-кратном объемном избытке по отношению к количеству анионита. Для промывкииспользуют воду, хранящуюся в резервуаре 12.
3.Продувка. Снова продувают анионит воздухомдля удаления остатков воды: вся выделяющаяся при этом вода возвращается нахранение в резервуар 4.
4.Впрыскивание реагента. Из емкости 14 впрыскивается водный раствор гидроксиданатрия, объем которого равен объему анионита. При этом происходит десорбцияадсорбированных на анионите ионов двухромовой кислоты и образуется раствор хромата натрия.
5.Продувка. Для удаления из анионитаостатков раствора хромата натрия продувают воздухом, а выделившийся растворнаправляют на хранение в резервуар 15.
6.Дополнительная промывка. Так же как и припредварительной промывке промывают анионит примерно 20-кратным (по объему) избытком воды из резервуара, пропуская ее в прямом и обратном направлениях.
7.Продувка.Продувают воздухом для удаления из анионита остаточной воду которую вместе спромывной водой возвращают на хранение в резервуар 4.
8.Заполнениеводой. Добавляют воду в таком количестве, чтобы она покрыла анионит,находящийся в адсорбционных башнях Па и 116.
В результате описанной обработки ионы двухромовой кислоты,адсорбированные на анионите, удаляются в виде раствора хромата натрия, аиспользуемый анионит регенерируется. Раствор хромата натрия из резервуара 15 направляют в очистнуюбашню 16, заполненнуюкатионообменной смолой аналогично башням 9а и 96, для адсорбции ионов натрия и получения чистогораствора двухромовой кислоты. Последний направляют в резервуар 17 и используют дляхромирования в реакторе 1.
При достижении адсорбционной емкости башенпредварительной обработки 9а и 96 и очистной башни 16 проводят следующиеоперации, так же как и в случае адсорбционных башен 11а и 116.
1.Продувка.Продувают воздухом для удаления остатков раствора двухромовой Кислоты из частицкатионита.
2.Предварительнаяпромывка. Через катионит пропускают воду в прямом и обратном направлениях в20-кратном (по объему) избытке по отношению к количеству катионита. Дляпромывки используют раствор, хранящийся в резервуаре 15.
3.Продувка.Снова продувают воздухом для удаления остатков воды из катионита; промывнуюводу и упомянутые выше остатки раствора двухромовой кислоты возвращают врезервуар 4.
4.Впрыскиваниереагента. Из емкости 18 впрыскивается серная кислота, объем которойэквивалентен количеству катионита. При этом происходит десорбция ионов натрия,адсорбированных на катионите; образующийся раствор сульфата натрия удаляют.
5.Продувка.Продувают воздухом для удаления из катионита остатков раствора сульфата натрия.
6.Дополнительнаяпромывка. Так же как и при предварительной промывке промывают катионит примерно20-кратным (по объему) избытком воды из резервуара 12, пропуская ее в прямом иобратном направлениях.
7.Продувка.Продувают воздухом для удаления из катионита остатков промывной воды; промывныеводы и раствор сульфата натрия хранят в резервуаре 19. Его содержимоенаправляют на выброс после установления величины рН в контрольной емкости 20.
8.Заполнениеводой. Добавляют воду в таком количестве, чтобы она покрыла катионит,находящийся в башнях предварительной обработки 9а и 96 и в очистной башне 16.
В результате такой обработки ионы натрия,адсорбированные на катионите, удаляются в виде раствора сульфата натрия ипроисходит регенерация катионита в башнях предварительной обработки 9а и 96 и в очистнойбашне 16.
В приведенном примере башнипредварительной обработки 9а и 96 включены параллельно, что позволяет проводитьнепрерывный процесс, осуществляя адсорбцию в одной из башен в то время какдругая башня регенерируется. Реакции, протекающие в башнях 9а и 96, адсорбционных башнях 11а и 116 и в очистной башне 16, приведены ниже(ионообменная смола обозначена как R; уравнение а относится к башнепредварительной обработки, б — к адсорбционной башне, в — к адсорбционной башнепри регенерации, г — к очистной башне и а — к регенерации башен предварительной обработки иочистки):
/>
Шестивалентный хром восстанавливают дотрехвалентного с образованием гидроксида хрома. Такие металлы как цинк и кадмийтакже выделяют в виде гидроксидов; серебро и медь извлекают в виде свободныхметаллов. В этом процессе происходит также нейтрализация дыма, выделяющегося изрегенерационных резервуаров и содержащего цианиды и хром.
Согласно данному способу детали после покрытияпогружают в регенерационный раствор, содержащий альдегид или вещество способноепревращаться в альдегид и, в случае необходимости, окисляющий агент. При этомпроисходит осаждение избытка металла из остатка раствора, используемого длягальванопокрытия, в виде свободного металла или его гидроксида, а также разложениецианидов и восстановление” шестивалентного хрома в трехвалентный. В этомпроцессе могут быть регенерированы как раствор для гальванопокрытия, так ирегенерирующий раствор.
Глава 4. ХРОМИЗ ОСАДКОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Процесс предназначен для выделения хромсодержащихсоединений из осадков, получаемых при осаждении твердых частиц в сточных водах,процессов чистовой обработки металлов; хром в этих осадках находится в видехромата бария. В этом случае осадок переводят в водную суспензию, добавляютсерную кислоту, перемешивают некоторое время при комнатной температуре,отделяют нерастворившуюся часть, добавляют к полученному при разделениифильтрату карбонат одного из следующих элементов: Са+, Sr2+,Ba2+иРЬ2+, в результате чего происходит осаждение значительной части сульфат-ионов,содержащихся в растворе. Снова отделяют нерастворившуюся часть, к получаемомуфильтрату добавляют карбонат стронция для осаждения остатков сульфат-ионов иеще раз отделяют осадок, получая раствор, который содержит все количество СгОэ,находившееся в первоначально полученном растворе.
Было приготовлено 55 кг осадка, содержащего 40 % ВаСг04 и 60 % ВаС03. Осадок перемешивали с водой для получениясуспензии. Затем было добавлено 25,1 кг (13,9 л) H2S04и общий объем смеси доведен до 85 л. Смесь перемешивали без дополнительногонагревания в течение 2,5 ч.
Затем нерастворившуюся часть отфильтровали и осадокнесколько раз промывали водой до получения раствора с содержанием 5,5 г/100 млСг03 и 7,8 г/100 мл H2S04. Затем к раствору добавляли 8,0 кг СаС03 и перемешивали 10 мин при комнатной температуре. Нерастворившуюся часть отфильтровали иосадок промывали водой как описано выше; общий объем полученного раствора был~П5 л. В этом растворе еще содержалось 2,0 кг H2S04;к нему было добавлено 4,5 кг SrC03 и перемешивалось ~15 мин при комнатнойтемпературе.
Нерастворившуюся часть отфильтровали, осадокпромывали водой до получения общего объема раствора 130 л. Полученный раствор содержал все количество, находившееся в первоначально полученном растворе,и был свободен от H2S04.
Этот процесс позволяет эффективно извлекать весьхром, содержащийся в смешанных осадках в виде хромата бария, причем получаемыйраствор не содержит серной кислоты и может быть рециркулирован для повторногоиспользования в процессе гальванического хромирования.
Извлечение проводят при обычных температурах, нетребующих применения дорогостоящего оборудования; при этом на всех стадияхиспользуются относительно разбавленные растворы, что позволяет отказаться отиспользования специальной коррозионностойкой аппаратуры и, тем самым, повыситьэкономичность Процесса.
Сначала проводят хлорирование в водной фазе дляокисления содержащееся в осадке хрома, затем отделяют нерастворившуюся часть иобрабатывают поручаемый раствор Cr (VI) в закрепленном слое анионита для удаления Сг(VI) из раствора. Затем путем жидкостной экстракции выделяют из водногораствора медь, d после удаления меди — таким же образом и цинк. Израствора, не содержащегоцинка, удаляют алюминий, осаждая его в видегидроксида, а после этого выделяют из раствора никель путем жидкостнойэкстракции. Все цветные металлы могут быть извлечены из соответствующихрастворов и осадков обычными методами.
Другой процесс, предназначенный для разделения осадков, содержащихгидроксиды цветных металлов, и выделения металлов описан Л. Витцке. Осадок, представляющий собой отход производства, сначала смешивают сгидроксидом или карбонатом щелочного металла, сушат и подвергают обжигу.Водонерастворимую часть обожженного материала обрабатывают серной кислотой врезультате чего получают нерастворимый остаток и сернокислый раствор,содержащий медь, алюминий, и хром. Медь выделяют из этого раствора путемжидкостной экстракции и из оставшегося раствора выделяют на отдельных стадияхжидкостной экстракции алюминий, хром, цинк и никель.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кульский Л.А.Коллоидно – химические аспекты процессов водоочистки //Успехи коллоидной химии:Сб.науч.тр.Киев: Наукова думка, 1983.368 с.
2. Волоцков Ф.П.Очистка и использование сточных вод гальванических производств. М.: Стройиздат,1983.103 с.
3. Вайцер Ю.И., МинцД.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.: Стройиздат,1984.191 с.