Способ очистки сточных вод от хрома /YI/ Советский патент 1992 года по МПК C02F1/62 

Ё

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.

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 (№250з). Способ осуществляется в кислой среде при 20°С нейтрализацией полученного осадка известковым молоком и отделением его. Процесс ведется в присутствии молибдата натрия - NaaMoO-i.

Однако этот способ дает только 62 - 66% степени очистки и длительность процесса 2 - 7ч, технологически несовместим с основным процессом электрохимической

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

4К2СЮ4 + 3N2H4 + 4Н20 4Сг(ОН)з + +3N2 + 8KOH

Реакция восстановления хрома (VI) гидразином протекает в нейтральной или слабощелочных средах. Продукты реакции - безвредные вещества. Газообразный азот

сл ч

со

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

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

Цель изобретения - обеспечение возможности очистки отработанных технологи- ческихрастворовпроцесса

электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов.

Указанная цель достигается созданием следующей совокупности признаков изо- бретения, при этом общими с прототипом являются добавка к технологическим растворам восстановителя шестивалентного хрома гидразина при рН 7 - 8, а отличительными признаками являются применение гидразина в 1,4 - 1,7-кратном избытке по отношению к стехиометрическому, восстановление шестивалентного хрома необходимо проводить при концентрации ионов хрома в исходном растворе 0,08 - 0,28% и температуре раствора 40 - 50°С.

Примеры конкретного выполнения по восстановлению хрома (VI) в технологических растворах представлены в табл.1 - 3.

Осуществление процесса очистки тех- нологического раствора от хрома (VI), отра- жающего влияние всех параметров, заключается в следующем.

Пример1.В технологический раствор состава 15,5% МаМОз + 0,08% КгСпгО, тер- 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 объема азотной кислоты различных концентраций. Раствор постоянно перемешивался. Через определенные промежутки времени бралась проба раствора для фотоколориметрического определения концент- рации хрома (VI) по дифенилкарбазиду. Применяемый избыток восстановителя позволил достичь 82 %-ной)степени очистки технологического раствора за 5,5 ч. При добавлении к технологическому раствору 0,95 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 (2- кратного избытка) позволило осуществить процесс очистки от хрома (VI) 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.

П р им е р 2, В технологический раствор состава 15,5% NaNOs + 0,06%К2Сг20, термостати руемр го 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% NaNOa + 0,08К2Сг20 и приливании 0,95 мл 30%-ного гидрата гидразина (1,4- кратный избыток) позволило достичь 100%- ной степени очистки за 8,0 ч, а при использовании раствора состава 15,5% №МОз + 0,28% КаСгаО 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% NaNOs + 0,30% К2СГ20 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 постоянным значительно увеличились.

При мер 3. В технологический раствор состава 15,5,% №МОз+0,08% toCrcO, тер- мостатируемого предварительно при 25°С, добавили 0,95 мл 30%-ного гидрата гидра- зина(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 - за 4,8 ч. Значительное повышение температуры технологического раствора, например до 60°С, позволило сократить продолжительность процесса, однако степень очистки от хрома (VI) составила при этом всего лишь 93%.

Таким образом, применение 1,4 - 1,7- кратного избытка гидрата гидразина определяется невозможностью достижения 100%-ной степени очистки от хрома (VI) при

использовании 1,2-кратного избытка реагента-восстановителя, а также повышенными расходами кислоты для поддержания рН раствора постоянным при применении 2- кратного избытка гидрата гидразина, при- менение в качестве исходного технологического раствора для осуществления процесса очистки его от хрома (VI) состава 15,5% №МОз + (0,08 -0,28 %) fcCnzO определяется невозможностью достижения 100%-ной степени очистки раствора при более низкой концентрации хрома (VI), а именно 0,06%, а также значительным расходом кислоты, применяемой для поддержания рН в случае приливания гидрата гидразина при 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- ского раствора определяется невозможностью достижения 100%-ной степени очистки раствора при 25 и 60°С.

Преимущества предлагаемого способа очистки от хрома (VI) сточных вод, где в качестве восстановителя используется расВлияние избытка гидрата гидразина,на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава 15,5% №МОз+0,08%foCraOy при рН, равного, температуре раствора 40°С и исходной концентрации ионов хрома 0,08 %

Влияние исходной концентрации хрбма (VI) на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава .15,5% NaNOs + 0,06%К2Сп207 ; 15,5% NaNOa + +0,08%К2Сг207; 15,5% №МОз + 0,28%К2СГ20 ; 15,5% МаМОз 0,30%feCnzOy при использовании 1,4-кратного избытка гидрата гидразина, рН раствора, равного 7, темпаратуре технологического раствора 40°С

0

твор гидрата гидразина, заключаются в возможности осуществления процесса очистки технологического раствора от хрома (VI), полученного в условиях электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов; весь образовавшийся в процессе электрохимической размерной обработки хромсодержащих сталей и сплавов шестивалентный хром полностью восстанавливается в трехвалентный; в улучшении санитарного состояния предприятий и прилежащей к ним территории.

Формула изобретения Способ очистки сточных вод от хрома (VI), включающий обработку гидразином при рН 7-8, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности очистки обработанных технологических растворов процесса электрохимической 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 раство- ре поддерживают равной 0,08 - 0,28%.

Таблица 1

30

Таблица 2

Влияние температуры раствора на обеспечение возможности очистки технологического раствора состава 15,5% NaN03 + 0,08%teCraO при использовании 1,4-кратного избытка гидрата гидразина, рН раствора, равного 7

Таблица 3