Способ очистки сточных вод от хрома /yi/

 

Изобретение относится к области обработки промышленных сточных вод, в частности очистки технологических растворов при электрохимической размерной обработке хромсодержащих сталей и сплавов, и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, энергомашиностроении, авиастроении. Для осуществления способа в отработанный технологический раствор процесса электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов вводят гидразин в 1,4 -1,7-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. Нагревают до 40 - 50°С. Процесс ведут при рН 7 - 8 и при концентрации хрома (V) в исходном растворе 0,08 - 0,28%. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 02 F 1/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767227/26 (22) 11.12.89 (46) 29.02.92. Бюл.%8 (71) Институт прикладной физики АН ССР

Молдовы (72) А.И.Дикусар, А.Н.Молин, Л.B.Ñîëòàíîâская, Л.А.Хануков, Т.М.Холодожкина и Э.Г.Коржевский (53) 628.349 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1148836, кл. С 02 F 1/62, 1982.

Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1980, с.88 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ

ХРОМА (VI) Изобретение относится к обработке промышленных сточных вод, в частности очистки технологических растворов при электрохимической размерной обработке хромсодержащих сталей и сплавов, и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, энергомашиностроении, авиастроении.

Известен способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома путем восстановления сульфитом натрия (NazSOa). Способ осуществляется в кислой среде при 20 С нейтрализацией полученного осадка известковым молоком и отделением его. Процесс ведется в присутствии молибдата натрия — NazMo04.

Однако этот способ дает только 62—

66 (> степени .очистки и длительность процесса 2 — 7 ч, технологически несовместим с основным процессом электрохимической Ы 1715713 А1 (57) Изобретение относится к области обработки промышленных сточных вод, в частности очистки технологических растворов при электрохимической размерной обработке хромсодержащих сталей и сплавов, и может быть использовано в машиностроении, станкостроении, энергомашиностроении, авиастроении. Для осуществления способа в отработанный технологический раствор процесса злектрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов вводят гидразин в 1,4 — 1,7-кратном избытке по отношению к стехиометрическому. Нагревают до 40 — 50 С. Процесс ведут при рН

7 — 8 и при концентрации хрома (И) в исходном растворе 0,08 — 0,28 . 3 табл. обработки хромсодержащих сталей и сплавов, так как он ведется в кислых средах и при низкой температуре (18 — 20 С). Кроме того, продукты реакции являются вредными примесями как в электролите, так и в воздушной зоне станков электрохимической обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома путем его восстановления гидразином. Реакция восстановления хрома (VI) гидразином протекает по следующей схеме

4K2CrO4+ ЗИ2Н4 + 4H20 = 4Сг(ОН)з +

+ЗИ2+ 8КОН

Реакция восстановления хрома (И) гидразином протекает в нейтральной или слабощелочных средах. Продукты реакции— безвредные вещества; Газообразный азот

1715713 выделяется в атмосферу, гидроокись хрома выпадет в осадок, вследствие чего не изме- няется состав электролита и его физико-химические свойства.

Недостатками прототипа являются не- 5 обходимость применения большого избытка реагента для полного завершения реакции восстановления хрома (И) до хрома (П!),. высокая стоимость гидразина, небольшая скорость реакции при очистке техноло- 10 гических растворов, полученных в условиях электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов.

Цель изобретения — обеспечение возможности очистки отработанных технологи- 15 ческих растворов процесса электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов.

Указанная цель достигается созданием следующей совокупности признаков изо- 20 бретения, при этом общими с прототипом являются добавка к технологическим растворам восстановителя шестивалентного хрома гидразина при рН 7 — 8, а отличительными признаками являются применение 25 гидразина в 14 — 1,7-кратном избытке по отношению к стехиометрическому, восстановление шестивалентного хрома необходимо проводить при концентрации ионов хрома в исходном растворе 0,08 — 0,28ъ и 30 температуре раствора 40 — 50 С.

Примеры конкретного выполнения по восстановлению хрома (Vi) в технологических растворах представлены в табл,1 — 3.

Осуществление процесса очистки тех- 35 нологического раствора от хрома (Vl), отражающего влияние всех параметров, заключается в следующем.

Пример 1. В технологический раствор состава 15,5 йайОз+ 0,08 К Сг207, тер- 40 мостатируемого предварительно при 40 С, добавили 0,82 мл 30 -ного гидрата гидразина (1,2-кратный избыток), а рН раствора, равного 7, при этом поддерживалось постоянной за счет приливания минимального 45 объема азотной кислоты различных концентраций. Раствор постоянно перемешивался. Через определенные промежутки времени бралась проба раствора для фотоколориметрического определения концент- 50 рации хрома (Vl) по дифенилкарбазиду.

Применяемый избыток восстановителя -по; зволил достичь 82 -ной степени очистки технологического раствора за 5,5 ч. При добавлении к технологическому раствору 0,95 55 мл 30 -ного гидрата гидразина (1,4-кратный избыток) 100 -ной степени очистки достигли за 8,0 ч. Применение 1,16 мл

30 -ного гидрата гидразина (1,7-кратного избытка) позволило достичь 100 — ной степени очистки за i 4,8 ч, а использование

1,36 мл 30 -ного гидрата гидразина (2кратного избытка) позволило осуществить процесс очистки от хрома (Vl) за 2,6 ч. Однако применение 2-кратного избытка гидрата гидразина приводит к значительному повышению рН среды, превышающее рН равного 8, и вследствие чего расходы кислоты для поддержания рН постоянным увеличиваются.

Пример 2. B технологический раствор состава 15,5 йаИОз+ 0,06 К2СггОт, термостатируемого предварительно при температуре раствора 40 С, добавили 0,71 мл

30 -ного гидрата гидразина (1,4-кратный избыток), а рН раствора, равного 7, поддерживалось постоянным за счет приливания минимального объема азотной кислоты различных концентраций. Всего лишь 92 ;ной степени очистки технологического раствора достигли за 7,5 ч. При применении в качестве исходного технологического раствора

15,5 ИайОз + 0,08t9Crz07 и приливании

0,95 мл 30 -ного гидрата гидразина (1,4кратный избыток) позволило достичь 100 ной степени очистки за 8,0 ч, а при использовании раствора состава 15,5

МаМОз+ 0,28 К Сг От и добавлении 3,33 мл 30 -ного гидрата гидразина (1,4-кратный избыток) позволило осуществить полный процесс очистки раствора за 3,1 ч, Однако применение в качестве исходного технологического раствора состава 15,5

ИаМОз+ 0,30 К2Сг От и приливание 3,56 мл 30 -ного гидрата гидразина (1,4-кратный избыток) привело к значительному повышению рН среды, превышающее рН, равного 9, вследствие чего расходы кислоты для поддержания рН постоянным значительно увеличились, П р и ме р 3. B технологический раствор состава 15,5, йаМОз+0,08 КгСггОт, термостатируемого предварительно при 25 С, добавили 0,95 мл 30 -ного гидрата гидразина(1,4-кратный избыток). За 1,3 ч достигли всего лишь 70 -ной степени очистки раствора, Повышение температуры технологического раствора до 40 С позволило осуществить, 100 -ную степень очистки раствора за 8,0 ч, а при 50 С вЂ” за 4,8 ч.

Значительное повышение температуры технологического раствора, например до

60 С, позволило сократить продолжительность процесса, однако степень очистки от хрома (И) составила при этом всего лишь

930А.

Таким образом, применение 1,4 — 1,7кратного избытка гидрата гидразина определяется невозможностью достижения

100 -ной степени очистки от хрома (И) при

1715713 использовании 1;2-кратного избытка реагента-восстановителя, а также повышенными расходами кислоты для поддержания рН раствора постоянным при применении 2кратного избытка гидрата гидразина, при- 5 менение в качестве исходного технологического раствора для осуществления процесса очистки его от.хрома (Vl) состава 15,5% йайОз+(0,08- 0,28 ) K2Cr207 определяется невозможностью достижения 10

100%-ной степени очистки раствора при более низкой концентрации хрома (Ч1), а именно 0,06%, а также зйачительным расходом кислоты, применяемой для поддержания рН, в случае приливания гидрата гидразина при 15 применении в качестве исходного технологического раствора, где концентрация ионов хрома превышает 0;28, а именно уже 0,30%; применение температурного интервала 40 — 50 С для очистки технологиче- 20 ского раствора определяется невозможностью достижения 100%-ной степени очистки раствора при 25 и 60 С.

ПреИмущества предлагаемого способа очистки от хрома (И) сточных вод, где в 25 качестве восстановителя используется раствор гидрата гидразина, заключаются в возможности осуществления процесса очистки технологического раствора от хрома (И), полученного в условиях электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов; весь образовавшийся в процессе электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов шестивалентный хром полностью вос- станавливается в трехвалентный; в улучшении санитарного состояния предприятий и прилежащей к ним территории, Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от хрома (Ч1), включающий обработку гидразином при рН 7 — 8, отл и ч à ю щи и с я тем, что, с целью обеспечения возможности очистки обработанных технологических растворов процесса злектрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов, обработку ведут (1,4 — 1,7)-кратным избытком гидразина при 40 — 50 С, а концентрацию хрома (VI) в исходном растворе поддерживают равной 0.08 — 0,28 .

Таблица 1

Влияние избытка гидрата гидразина на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава 15,5% йаМОз+0,08%КгСг От при рН, равного 7, температуре раствора 40 С и исходной концентрации ионов хрома 0,08%

Таблица 2

Влияние исходной концентрации хрома(И) на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава,16,5% МаМОз + 0,06% Ê Ñã20ò; 15,5 йаМО3 +

+0,08%КгСга6 ; 15,5% йаМОз+ 0,28%4СггО : 15,5% йайОз+ 0,30%КгСг От при использовании 1,4 — кратного избытка гидрата гидразина, рН раствора, равного 7, темпаратуре технологического раствора 40 С

1715713

Таблица 3

Влияние температуры раствора на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава. 15,5% МаМОз+0,08 КгСг20т при использовании 1,4 — кратного избытка гидрата гидразина, рН раствора, равного 7

Составитель Е. Мычу

Редактор М. Товтин Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101