Изобретение относится к технологии утилизации хромсодержащих и травильных стоков и может быть использовано в машиностроительной отрасли и гальванотехнике.
Известен способ реагентной очистки сточных вод от шестивалентного хрома, описанный в книге С.С. Виноградова «Экологически безопасное гальваническое производство» под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева, издательства «Глобус», г. Москва, 1998 год, стр. 167, 177. Согласно этому способу сточные воды обрабатываются в две стадии: 1) восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного, 2) осаждение трехвалентного хрома в виде гидроксида. Недостатком такого способа является необходимость применения дополнительных химических реагентов для перевода солей трехвалентного хрома в нерастворимые соединения.
Известен способ обезвреживания хромсодержащих промышленных сточных вод, представленный в журнале «Технология производства металлопроката» от 13.06.2013 года на интернет-сайте MetalloPraktik.ru.
Согласно данному способу обезвреживание хромсодержащих сточных вод производится с использованием отработанных железосодержащих стоков. Недостатками такого способа являются: необходимость дополнительного оборудования, дополнительного расхода химических реагентов (H2SO4, Са(ОН)2), дополнительной нейтрализации сточных вод Са(ОН)2 и утилизации образующегося осадка CaSO4.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип для каждого из двух вариантов, является способ переработки отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, по патенту RU 2110486 С1, 10.05.1998 г. В способе, раскрытом в патенте RU 2110486, железную стружку и травильные стоки используют лишь для восстановления шестивалентного хрома в трехвалентный (для дальнейшего осаждения применяют фосфат-гидросодержащие соединения).
Задачей изобретения является разработка способа утилизации хромсодержащих и травильных стоков с помощью простых химических процессов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение процесса утилизации хромсодержащих и травильных стоков и повышение его эффективности.
Для достижения технического результата в способе утилизации хромсодержащих и травильных стоков, включающем смешивание хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, согласно изобретению по первому варианту в реакционную емкость с хромсодержащими и травильными стоками для простой стали дополнительно вносят стружку из простой стали в количестве не менее 1/3 объема и выдерживают при периодическом перемешивании до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома, при этом стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена.
Для достижения технического результата в способе утилизации хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, включающем смешивание хромсодержащих и травильных стоков, согласно изобретению по второму варианту в реакционной емкости к стружке из простой стали добавляют сначала отработанные травильные стоки для простой стали, выдерживают до достижения pH порядка 5,5, затем смешивают с хромсодержащими стоками, при этом стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена.
При добавлении стружки из простой стали к хромсодержащим и травильным стокам отпадает необходимость применения кальцинированной соды, других химических материалов и энергоносителей, поскольку получается полностью обезвреженная от ионов шестивалентного и трехвалентного хрома фракция, что упрощает процесс утилизации хромсодержащих и травильных стоков и повышает его эффективность.
В результате процесса, при котором сначала добавляют к стружке из простой стали отработанный травильный сток и выдерживают до pH порядка 5,5, затем смешивают с хромсодержащими стоками, уменьшается время реакции, что влияет на упрощение процесса утилизации.
Способ осуществляют следующим образом.
Отработанные травильные стоки для простой стали на основе H2SO4 и HCl сливают в реакционную емкость с отходами стружки из простой стали вместе с хромсодержащими стоками и выдерживают при периодическом перемешивании определенное время до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома. В конце процесса получают полностью обезвреженную от ионов шестивалентного и трехвалентного хрома фракцию и осадок, содержащий соединения железа и хрома, который может служить сырьем для производства ферросплавов. Твердую фракцию (стружка) после обработки травильными стоками и отделения жидкой фракции также используют для обезвреживания хромсодержащих стоков. В производственных условиях процесс можно вести без контроля концентрации и пропорции хромсодержащих и травильных стоков, добавляя в реакционную емкость травильный раствор в зависимости от цвета жидкой фракции. При этом концентрацию шестивалентного и трехвалентного хрома в жидкой фракции контролируют только на конечной стации процесса при обесцвеченном растворе.
Примеры осуществления способа утилизации хромсодержащих и травильных стоков
Опыт 1. В стеклянную емкость объемом 2 л засыпают на 1/3 объема обезжиренную стружку из простой стали и добавляют отработанные травильные стоки на основе HCl (декапирование перед цинкованием) до полного объема. Раствор выдерживают при перемешивании определенное время до достижения pH порядка 5,5, после чего жидкую фракцию раствора смешивают с промывными хромсодержащими стоками. После перемешивания и отстаивания 24 часа жидкую обезвреженную фракцию анализируют на отсутствие шестивалентного и трехвалентного хрома.
Пропорциональное смешивание хромсодержащих и травильных стоков можно определить исходя из состава получаемого осадка, содержащего соединения железа и хрома.
Однако практическое внедрение показало, что смешивание растворов в определенных пропорциях затруднительно, так как концентрация и хромсодержащих, и травильных стоков постоянно меняется. На практике момент обезвреживания от трехвалентного и шестивалентного хрома фиксируют прозрачной жидкой фракцией и последующим аналитическим контролем на отсутствие трехвалентного и шестивалентного хрома. Доочистка в случае необходимости может быть произведена на общих очистных сооружениях гальванического цеха или добавлением определенного объема отработанных травильных стоков (pH порядка 5,5). Были проведены аналогичные опыты с отработанными травильными стоками на основе HNO3, H2SO4 и различными фракциями стружки из простых сталей различных марок и чугуна и получены аналогичные положительные результаты.
Опыт 2. В стеклянную емкость объемом 2 л засыпают на 1/3 объема обезжиренную стружку из простой стали и добавляют до полного объема отработанные травильные стоки на основе HCl (травление простой стали) и промывные хромсодержащие стоки в объемной пропорции 1:1. Раствор выдерживают при периодическом перемешивании определенное время до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома. Пропорциональное смешивание хромсодержащих и травильных отработанных стоков можно определить исходя из состава получаемого осадка, содержащего соединения железа и хрома.
Были проведены аналогичные опыты с отработанными травильными стоками на основе HNO3, H2SO4 различными фракциями железной и чугунной стружки, а также различными хромсодержащими стоками от различных гальванохимических процессов и получены положительные результаты.
Опыт 3. Слив обезвреженной жидкой фракции в опытах 1 и 2 с последующим заполнением реакционной емкости новыми порциями травильного и хромсодержащего стоков происходит на практике неоднократно, при этом стружка из простой стали для удобства ведения процесса может находиться в мешке из полипропилена или другого аналогичного функционального материала. При полном растворении железной стружки осадок изымается и после промывки и сушки может утилизироваться по усмотрению производителя. После отделения жидкой фракции раствора в опыте 1 обычно заливают новую порцию отработанного травильного раствора и так неоднократно, однако возможно применение твердой активированной фракции для обезвреживания хромсодержащих промывных вод сразу после отделения жидкой фракции. В лабораторном опыте хромсодержащие стоки смешивают с вышеуказанной твердой фракцией, и после перемешивания и отстаивания 24 часа аналитический контроль показал отсутствие трехвалентного и шестивалентного хрома.
Предлагаемый способ утилизации хромсодержащих и травильных стоков может быть реализован на действующих предприятиях без дополнительных капиталовложений.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХРОМА (VI) ИЗ РАСТВОРОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ЖЕЛЕЗО-ХРОМОВОГО ОСАДКА | 2017 |
|
RU2698810C2 |
| Способ утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов | 2016 |
|
RU2623962C1 |
| Способ утилизации жидких хромовых отходов | 2019 |
|
RU2714066C1 |
| СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЯ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА | 1996 |
|
RU2110486C1 |
| СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА | 2014 |
|
RU2550890C1 |
| СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЯ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА | 2017 |
|
RU2678287C1 |
| Способ комплексной переработки сточных вод гальванических производств | 2018 |
|
RU2674206C1 |
| Способ переработки ингибитора коррозии, содержащего соединения шестивалентного хрома и морскую воду | 2019 |
|
RU2731269C1 |
| СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ХРОМИРОВАНИЯ | 2014 |
|
RU2557608C1 |
| СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КИСЛЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА | 1993 |
|
RU2042646C1 |
Изобретения могут быть использованы в машиностроительной отрасли и гальванотехнике при утилизации хромсодержащих и травильных стоков. Для осуществления способов смешивают хромсодержащие и травильные стоки для простой стали и по первому варианту: в реакционную емкость с хромсодержащими и травильными стоками дополнительно вносят стружку из простой стали в количестве не менее 1/3 объема и выдерживают при периодическом перемешивании до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома. По второму варианту: в реакционной емкости к стружке из простой стали добавляют сначала отработанные травильные стоки для простой стали, выдерживают до достижения pH порядка 5,5, затем смешивают с хромсодержащими стоками. Стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена. Изобретения обеспечивают упрощение процесса утилизации хромсодержащих и травильных стоков и повышение эффективности очистки стоков. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
1. Способ утилизации хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, включающий смешивание хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, отличающийся тем, что в реакционную емкость с хромсодержащими и травильными стоками для простой стали дополнительно вносят стружку из простой стали в количестве не менее 1/3 объема и выдерживают при периодическом перемешивании до достижения pH порядка 5,5 и образования осадка, содержащего соединения железа и хрома, при этом стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена.
2. Способ утилизации хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, включающий смешивание хромсодержащих и травильных стоков для простой стали, отличающийся тем, что в реакционной емкости к стружке из простой стали добавляют сначала отработанные травильные стоки для простой стали, выдерживают до достижения pH порядка 5,5, затем смешивают с хромсодержащими стоками, при этом стружку из простой стали размещают в мешке из полипропилена.
