專利名稱：沉淀-離子交換法回收六價鉻技術(shù)的制作方法
一種用于從低濃度C6+r溶液中選擇性富集回收六價鉻的新技術(shù)。
目前主要應(yīng)用的含C6+r溶液中選擇性回收六價鉻的技術(shù)是樹脂離子交換法，回收物是含Na2CrO410%以下的強(qiáng)堿性溶液;國內(nèi)專利公開CN1052102A提出治理C6+r廢水直接獲取鉻黃工藝，回收物是防銹油漆顏料鉻黃。前者投資大，成本高，回收液含Cr2O3濃度低，酸堿消耗超過理論量一倍以上;后者市場容量小，存在著和工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量差距以及長期使用有毒的可溶性鉛鹽給操作者造成的潛在污染。
本發(fā)明首次提出以PbCrO4及其幾種在堿洗、酸再生過程中的衍生產(chǎn)物循環(huán)變化實現(xiàn)以陰離子交換的方式從低濃度C6+r溶液選擇性富集回收CrO2-4的技術(shù)。本發(fā)明適用于各種工業(yè)生產(chǎn)排放的C6+r廢水治理和從不純的低濃度CrO2-4溶液中制取純的濃鉻酸鹽溶液。
本發(fā)明研制的離子交換劑是含有PbCrO4成份的一種復(fù)式鉛鹽沉淀。該物質(zhì)具有和廢水中的CrO2-4離子發(fā)生Cl-或NO-3交換的反應(yīng)。產(chǎn)物是PbCrO4，研究發(fā)現(xiàn)PbCrO4具有在堿性溶液中釋放出CrO2-4生成堿式鹽沉淀的特性，所以，用堿處理PbCrO4回收鉻酸鹽。再用鹽酸或硝酸處理堿式鹽再生生成復(fù)式鉛鹽沉淀循環(huán)使用。
經(jīng)本發(fā)明處理的廢水C6+r殘留濃度低于0.3mg
，回收鉻酸鹽濃度(以Na2CrO4為例)可高于25%，是樹脂法的五倍以上;酸堿消耗是理論值的1.05～1.10倍;為樹脂法的二分之一;工作交換容量可達(dá)85克C6+r/kg交換劑，是陰樹脂離子交換劑的2～5倍;交換劑可利用廢水自制，成本是陰樹脂的 1/4 ～ 1/6 交換劑壽命長，在使用中不存在因微孔堵塞，氧化降解、化學(xué)污染以及其他原因造成交換能力下降甚至失效的問題。PbCrO4·PbCl2比重大于6.0，沉淀后體積只有相同交換容量離子樹脂的 1/8 ，容易實現(xiàn)固液分離。
本發(fā)明治理C6+r廢水回收鉻酸鹽流程如說明書如圖圖中A大池為廢水脫C6+r大池，脫C6+r反應(yīng)如下
脫C6+r后廢水C6+r殘余濃度低于0.3mg/L，或回用或排放，沉淀壓濾洗滌并擠壓脫水后，進(jìn)入B1反應(yīng)釜，加入NaOH或KOH溶液，堿溶液度一定時，PbCrO4濾餅含水率愈低，回收鉻酸鹽濃度就愈高，B1反應(yīng)釜攪拌均勻溶液PH大于PH13.0，顏色呈桔紅色為終點，靜置2～4小時，將清液排入B2反應(yīng)釜，B1釜中沉淀吸濾，濾液也并入B2釜，再用和加入B1堿液大致相同體積的水洗滌B1的濾餅，洗液泵入堿液高位槽作配置洗CrO2-4堿液;桔紅色沉淀排入C反應(yīng)釜;在B2反應(yīng)釜中加入新的PbCrO4濾餅，攪拌促進(jìn)反應(yīng)，至PH降至9.2～9.4為止，靜置，清液引入鉻酸鹽溶液回收池。沉淀排入B1反應(yīng)釜。B1B2反應(yīng)釜回收鉻酸鹽反應(yīng)如下
C反應(yīng)釜引入鹽酸(或稀硝酸，根據(jù)條件和成本決定)，桔紅色褪去，PH下降，至PH2.0穩(wěn)定為止，再生徹底完成，C反應(yīng)釜再生反應(yīng)如下
或(C)
本發(fā)明適用于處理C6+r廢水的酸堿度不低于PH5.5，在PH5.5以下，C6+r可呈Cr2O2-7形態(tài)存在，不利于徹底沉淀C6+r，因A反應(yīng)導(dǎo)致處理廢水的PH下降，為保證處理后廢水PH不低于6.0的排放標(biāo)準(zhǔn)，要求進(jìn)入A大池的C6+r廢水PH不宜低于6.2。由于廢水PH大于7.0有兩種原因，鉻酸鹽水解PH最高可達(dá)9.2，這時Na2CrO4濃度在100克/l左右，這種情況對A反應(yīng)無副作用，另一種情況是C6+r溶液中存在其他堿類化合物，則對A反應(yīng)的工作交換容量有降低的影響，PH大于9.5時，PbCrO4溶解度增加，所以進(jìn)入A反應(yīng)的各種工業(yè)C6+r廢水不應(yīng)含有除鉻酸鹽以外的其他堿類化合物。A反應(yīng)由于保留大量PbCrO4作為結(jié)晶中心，故防止了溶液PbCrO4過飽和現(xiàn)象。同時PbCrO4沉淀還會發(fā)生對P2+b或CrO2-4的共軛吸附現(xiàn)象，即P2+b過量時沉淀吸附P2+b生成部份Pb-CrO4-P2+b化合物，CrO2-4過量時沉淀吸附CrO2-4生成部份CrO4-Pb-CrO2-4化合物，故A反應(yīng)終點較寬。
A反應(yīng)終點定性定量判定法，如清液呈現(xiàn)明顯C6+r黃色或清液用二苯碳酰二胼指示劑測C6+r法比色對比測得殘C6+r濃度高于0.3mg/L，則應(yīng)補(bǔ)加PbCrO4·PbCl2，若清液殘C6+r濃度低于0.3mg/L再取100ml清液，加入30%Na2C7O4溶液二滴，如無渾濁現(xiàn)象表示A反應(yīng)終點，如滴加Na2C7O4指示劑后呈現(xiàn)渾濁，表明PbC7O4·PbCl2過量，應(yīng)補(bǔ)加C6+r廢水直至A反應(yīng)終點為止。
一個試驗例是平均分四批處理1.6m3含C6+r232mg/L的電鍍件沖洗水(PH6.3)，使用PbCrO4·PbCl210.2%的漿狀物31.6kg，前三批處理耗燒堿0.475kg(含NaOH95%)鹽酸1.35kg(含HCl30.4%)堿洗液濃度20%，回收鉻酸鹽溶液2.5公升，含Na2CrO425.7%，處理廢水殘C6+r0.21mg/LPb未檢出。
回收每噸Na2CrO4耗NaOH0.52～0.54噸，耗HCl0.47～0.49噸，如回收K2CrO4則每噸耗KOH0.58～0.60噸。
本發(fā)明A、B、C三反應(yīng)過程在常溫常壓下輔以攪拌擴(kuò)散(防止未反應(yīng)物沉淀)進(jìn)行，處理低濃度電鍍C6+r廢水時，A反應(yīng)應(yīng)保留不少于3kgPbCrO4/m3，以提供PbCrO4結(jié)晶中心，所以A反應(yīng)結(jié)束PbCrO4沉淀不應(yīng)全部排出。B、C反應(yīng)在A反應(yīng)富集了一定數(shù)量CrO2-4后才處理一批，B反應(yīng)釜每m3有效容積每日可回收Na2CrO41.0～1.5噸。
本發(fā)明各級反應(yīng)的固體物沉淀都是有效物質(zhì)，長期循環(huán)使用，所以在進(jìn)入A反應(yīng)的含C6+r廢水不宜含有污染沉淀的懸浮物，以造成沉淀的純度下降體積增加，尤其不宜含有能和NaOH或KOH反應(yīng)的懸浮物，避免對回收鉻酸鹽純度產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明外理C6+r廢水時，Cl-不干擾反應(yīng)A，SO2-4在高于C6+r濃度的2.6×105倍時才有可能被交換，此時C6+r已基本沉淀到0.3mg/L以下，所以Cl-和SO2-4不致影響回收液鉻酸鹽純度，CO2-3在堿性條件下也和PbCrO4～PbCl2反應(yīng)，但在PH8.0以下CO2-3主要成HCO2-3態(tài)存在，所以在鉻鹽廢水處理時，宜將廢水PH調(diào)至7～8為宜。
本技術(shù)所用PbCrO4及系列衍生物和含C6+r廢水、回收的鉻酸鹽都是有毒化合物，操作者應(yīng)避免發(fā)生直接接觸。
權(quán)利要求
1.一種可循環(huán)用于從溶液中通過沉淀一離子交換選擇性富集CrO2-4的技術(shù)，其特征在于與PbCrO4共存的PbCl2或Pb(NO3)2對溶液中CrO42-的陰離子交換沉淀反應(yīng)過程；用NaOH或KOH溶液處理PbCrO4生成堿式鹽PbCrO4·Pb(OH)2沉淀和回收Na2CrO4或K2CrO4溶液的反應(yīng)過程，用鹽酸或硝酸液溶處理PbCrO4Pb(OH)2生成與PbCnO4并的PbCl2或Pb(NO3)2的再生反應(yīng)過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)，其特征在于NaOH或KOH溶液處理PbCrO4過程有兩次，第一次堿溶液過量，溶液反應(yīng)終點大于PH13.0分離清液進(jìn)入第二次反應(yīng)，第二次PbCrO4過量，溶液反應(yīng)終點小于PH9.40。
全文摘要
一種用于從低濃度Cr
文檔編號C02F1/42GK1086795SQ9310411
公開日1994年5月18日 申請日期1993年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月7日
發(fā)明者徐有寧, 徐庭銳 申請人:徐有寧, 徐庭銳