Способ очистки сточных вод от хрома (iii)

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод в текстильной, меховой, кожевенной отраслях промышленности, цветной металлургии и гальванических производствах. Способ осуществляют путем обработки сточных вод гидроксидом аммония при его соотношении к хрому по массе 2:1 и pH 6-8. Способ обеспечивает повышение степени очистки сточных вод и хромсодержащего осадка при эффективной его регенерации; фильтрат после отделения осадка гидроксида хрома не содержит примесей хрома, что позволяет повторно использовать его в качестве разбавителя и для промывки. 1 табл.

Изобретение относится к промышленным отработанным хромсодержащим стокам с регенерацией хрома и может быть использовано для очистки сточных вод в текстильной, кожевенной, меховой промышленностях, цветной металлургии и гальванических производствах.

Известен способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов, включающий двухстадийное осаждение в щелочной среде с использованием известкового молока до pH 6,5-7,0 на первой стадии, затем образованную суспензию обрабатывают карбонатом натрия при pH 9-9,5. Выпавшие в осадок гидроксокарбонаты тяжелых металлов Cr⁺³; Zn⁺²; Ni⁺²; Cu⁺² отфильтровывают.

(см. Патент РФ N 2010013, кл. C 02 F 1/62, публ. 30.03.94).

Существенным недостатком известного способа является сложность его осуществления, так как перевод ионов тяжелых металлов в форму нерастворимых основных солей или гидроксидов идет при различных значениях pH и осуществить полный переход всех ионов тяжелых металлов в нерастворимую форму одновременно практически невозможно. Кроме того способ не предусматривает регенерации хрома, т.к. возможно соосаждение ионов тяжелых металлов.

Известен способ очистки сточных вод от хрома (III), включающий обработку оксидом магния и отделение образовавшегося осадка с регенерацией хрома. Обработку ведут 50-150%-ным избытком гидроксида магния, полученный осадок гидроксида хрома отделяют, растворяют в кислоте и обрабатывают щелочью до pH 9,0-9,5, образовавшийся при этом осадок гидроксида хрома отделяют, а раствор подщелачивают до величины pH 11,5 и отделяют магнийсодержащий осадок. (см. Патент РФ N 2068396, кл. C 02 F 1/62, публ. 27.10.96).

Недостатком известного способа является загрязненность хромсодержащего осадка специфическими органическими соединениями, полное удаление которых не обеспечивается фильтрованием. Кроме того, при осаждении Cr (III) при pH 9,0-9,5 избытком гидроксида магния происходит его частичное соосаждение, что приводит к увеличению жесткости регенерируемого раствора, тем самым снижается возможность его повторного использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ очистки сточных вод от хрома (III), включающий обработку щелочным осадителем гидроксидом магния, взятом в количестве 4-молярных эквивалентов к 3-молярным эквивалентам хрома (стехиометрическое соотношение) дополнительно к тому количеству гидроксида магния, которое требуется для нейтрализации свободной кислоты и получения pH 4. Процесс ведут при температуре 15-48^oC при содержании хрома от 0,1 до 20 г/л и при pH 7-10, предпочтительно pH 8-9.

(см. Патент США N 4108596, кл. C 14 C 3/06, 1978).

Недостатком известного способа является относительно невысокая степень очистки сточных вод от хрома, остаточная концентрация которого достигает 0,5 мг/дм³.

Задачей изобретения является создание способа очистки сточных вод от хрома (III), обеспечивающего достижение технического результата, состоящего в повышении степени очистки сточных вод и выделении хромсодержащего осадка высокой чистоты, которая обеспечивает эффективную регенерацию хрома для повторного использования.

Этот технический результат в способе очистки сточных вод от хрома (III), включающем обработку щелочным осадителем, отделение осадка гидроксида хрома с регенерацией хрома, достигается тем, что в качестве щелочного осадителя используют гидроксид аммония при его соотношении к хрому по массе 2:1 и pH 6-8.

В предложенном способе для осаждения хрома используют щелочной осадитель гидроксид аммония, полученный осадок в виде гидроксида хрома не растворяется в избытке предложенного осадителя, тем самым достигается высокая степень очистки сточных вод от хрома.

При очистке сточных вод, содержащих кроме хрома (III) другие тяжелые металлы, например, Cu; Zn; Ni, гидроксид аммония переводит ионы тяжелых металлов в растворимые аммиакаты, а в осадок выпадает гидроксид хрома без примесей.

Более чистый осадок гидроксида хрома получают при осаждении из концентрированных растворов (образованных без усреднения стоков), так как поверхность осадка при этом уменьшается. После выделения осадка раствор разбавляют и таким путем ослабляют адсорбцию примесей, т.е. уменьшают степень загрязненности осадка.

Осаждение из концентрированного раствора дает возможность получать более плотный, более зернистый, хорошо отделяемый фильтрованием осадок.

Предлагаемый способ характеризуется конкретными примерами.

Пример по прототипу.

Сточную воду объемом 4 л, содержащую 4,6 г/л хрома и pH 3,6, фильтруют для удаления чужеродных примесей. Затем при постоянном перемешивании добавляют щелочной осадитель гидроксид магния в кол-ве 21,6 г/л (MgO - 10%-ый избыток от стехиометрического соотношения). Значение pH раствора достигает 9,5, образуется зернистый осадок, который отстаивают в течение 60 мин. Осадок фильтруют в вакууме (≈ 1,07 МПа), фильтрат содержит 0,62 мг/л хрома.

Пример по предлагаемому способу.

Сточную воду объемом 1 л, содержащую 4,6 г/л хрома и pH 3,5, фильтруют от чужеродных примесей. Затем при постоянном перемешивании добавляют щелочной осадитель, гидроксид аммония в кол-ве 9,2 г/л. Значение pH раствора достигает 8,0, образуется осадок гидроксид хрома, который отделяют фильтрованием без отстаивания. Фильтрат не содержит ионов хрома.

Показатели качества очищенных сточных вод приведены в таблице.

Ведение процесса предложенным способом позволяет получить чистые очищенные сточные воды, не содержащие следов Cr (lll), и выделить осадок гидроксида хрома в чистом виде, что обеспечивает эффективную регенерацию хрома.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить количество сточных вод за счет того, что осветленные стоки (фильтрат) после отделения осадка повторно используют в качестве разбавляющего раствора при последующем отделении осадка перед фильтрованием и для промывок (в технологическом процессе), что позволяет экономить воду.

Использование гидроксида аммония для очистки промстоков, содержащих кроме хрома ионы других тяжелых металлов, таких как цинк, медь, никель, кобальт, позволяет регенерировать гидроксид хрома без примесей и представляет интерес для препаративной химии и технических методов получения металлов и солей.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод от хрома (III), включающий обработку щелочным осадителем и отделение осадка гидроксида хрома с регенерацией хрома, отличающийся тем, что в качестве щелочного осадителя используют гидроксид аммония при его соотношении к хрому по массе 2 : 1 и pH 6 - 8.

РИСУНКИ

Рисунок 1