Способ очистки сточных вод от хрома

Способ очистки сточных вод от хрома

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А.И. Юматов, Б.A. Валиков и В.И. Полетаев

1 (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Or ХРОМА

Изобретение относится к электродиализной очистке сточной воды и может быть использовано в процессах очистки промышленных вод ar примесей хрома, а также в гидрометаллургии полиметаллических руд.

5.

Известен способ очистки сточных вод от хрома, включающий электрокоагуляцию хромсодержащего раствора. после его обработки сульфитно-спиртовой бардой I 1 1.

Недостатком процесса является его многостадийность и невозможность достижения в растворах санитарно-гигиенических норм по хрому, т.е. низкая степень очистки.

Известен способ очистки сточных вод от хрома путем электродиализа с использованием твердой ионоселективной мембраны (2$

По этому способу раствор, содержащий го соли тяжелых металлов, помещают в анодную камеру электродиализатора.и проводят процесс при плотностях тока l0-.

20 мА/см . За 7 ч электродиализа кон

2 центрация металлов в обработанном травильном растворе снижается для никеля с 25 до 7 r/л, для цинка с l0 до 4 г/л, для хрома с 5 до З г/л, что в несколько десятков раз превышает предельно допустимые санитарно-гигиенические нормы для этих металлов (ПДК для этих метал:лов 0„05 мг/л).

Недостатком известного способа явля« ,ется низкая степень извлечения хрома (38%).

Целью изобретения является увеличьние степени очистки.

Поставленная цель достигается способом очистки сточных вод от хрома путем электродиализа с использованием ионоселективной мембраны, причем электродиализ ведут при плотности тока 10-50 мА/

/см и в качестве мембраны используют смесь алифатических первичных аминов фракции С- -С, изоамилового спирта и топуола при следующем соотношении компонентов, моль/л:

986864 4 мембрану состава: 0,25 моль/л алифатических первичных аминов фракции С -С

12

1,0. моль/л изоамилового спирта в толуоле, в катодную камеру заливают ен 5 „0,01 моль/л раствора серной кислоты.

После 1 ч электродиализа с плотностью а тока 30 мА/см в анодной камере обнаружены следы хрома. Извлечение хрома составляет 99,9 .

Пр и м ер 2. 01 лсточнойводы со стадии производства 1-нитроантрахинон-2-карбоновая кислота, содержащей

Сг (ЭО, ) 7,58 г/л, KZ50+ 3,57 г/л, Н SO 22,19 г/л, органические примеси

0,76 г/л, помешают в анодную камеру электродиализатора, используют жидкую мембрану состава: 1,25 моль/л алифатических первичных аминов фракции С-,-С, 0,5 моль/л изоамилового спирта и толуола до 1 литра; в катодную камеру заливают раствор (ЙК ) .Ю, с рН=Ф. После 1 ч электродиализа с плотностью 10 мА/см достигается 99,8% извлечение хрома, Пример 3. 0 1 л сточной воды со стадии .получения красителя зеленого противоореольного Ф-3, содержащего, :

С1 НЗ З 1 5 3 0 5 СНЗСООН

10, вода 88, помещают в анодную камеру электродиализатора, используют жидкую

З0 мембрану состава: 1,02-1,0 моль/л алифатических первичных аминов фракции

С- -С12, 0,5 моль/л изоамилового спирта в толуоле; в катодную камеру помешают

0,01 моль/л серной кислоты. После

M 30 мин электродиализа при плотности тока 50 А/см2 достигается 99,9% извлечение хрома из стока.

Эффективность использования электродиализа с жидкой мембраной для очистки

40 сточных вод от хрома, по сравнению со и способом прототипа (злектродиализ с твердыми ионообменными мембранами) наглядно иллюстрируется сравнительными экспериментальными данными таблицы, полученными на объектах примеров 1-3.

Алифатические первичные амины фракции С -С„0,25-1,25

Изоамиловый спирт 0,5-1,0

Толуол До l л.

Процесс очистки воды от хрома долж проходить быстро (30-60 мин) и позволять достигать степень очистки от хром удовлетворяющую ПДК.

Экспериментальный выбор первичных аминов фракции С -С был обусловлен несколькими причинами.

Во-первых, амины фракции С и ниже имеют хорошую растворимость в воде от

85 г/л для С до 28,4 г/л для С, что приводит к загрязнению исходных и конечных растворов органическими примеся ми и не дает возможности получить необходимый экономический эффект, поскол ку амины являются токсичными органиче кими веществами.

Во-вторых, амины фракции С1 и выш плохо растворяются в жидкой мембране, образуя третью фазу, что резко снижает ионную емкость мембраны и приводит к уменьшению производительности процесса в целом.

Уменьшение концентрации первичных аминов в жидкой мембране ниже

0,25 моль/л приводит к резкому снижению ее ионной емкости по отношению к хрому, что в свою очередь приводит к снижению производительности процесса электродиализа. Концентрация аминов

l,25 моль/л,обусловлена пределом их растворимости в жидкой мембране как д бавка к инертному растворителю — толуо лу для придания жидкой мембране практи чески необходимой электропроводности, т.е. для проведения эффективного процес электродиализа при плотности тока

10-50 мА/см . Увеличение концентрапи 2 ,изоамилового спирта выше 1,0 моль/л приводит к снижению селективности процесса извлечения хрома, также как увеличение плотности тока выше 50 мА/см когда выход по току извлекаемого иона хрома снижается на 25-307. Уменьшение плотности тока ниже 10 мА/см приводит

2 к увеличению времени электродиализа для достижения необходимой степени очистки сточной воды.

Пример 1. 0,1 л раствора сточной воды со стадии производства изатина, содержащего О + 3,25 г/л, Н290, 21,9 г/55

/л,. другие примеси 6,5 г/л, помещают в анодную камеру эйектродйализатора; в межэлектродную камеру заливают жидкую

Следует отметить, что, при осуществлении предложенного способа, достигается не только необходимый экологический эффект, но также экономический эффект за счет возвращения извлекаемого компонента, в частности хрома, в виде его сернокислотной соли в начальную стадию технологической схемы получения красителей.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает 99,8% извлечения хрома из простоков в ходе одностадийного процесса электродиализа, существенно повышает сте5 986864 6 пень очистки и снижает стоимость очист- мость удаления 1 г хрома составляет ки (по затратам электроэнергии себестои- 0,2 коп). о предлож

Обу ремя проесса, мин

2,02

Пример 1

Пример 2

Пример 3

60 37,6

60 27,8

30 14,1

99,9

Следы

99,8

5,31

Следы

99,9

Следы

Смесь алифатических первичных аминов фракции

Ст- :

Изоамиловый спирт

Толуол

Фор мула изобретения

0,25-1,2 5

0,5-1,0

До1л

Составитель О. Зобнин

Техред Ж. Кастелевич Корректор М Коста

Редактор Г. Прусова

Заказ 10427/28 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул..Проектная, 4

Способ очистки сточных вод от хрома путем электродиализа с использованием ионоселективной мембраны, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличе- ния степени очистки, электродиализ ведут при плотности тока 10-50 мА/см, в «а2 честве мембраны используют смесь алифатических первичных аминов фракции ,.С- -С, изоамилового спирта и толуола при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 664934, кл. С 02 А 3/32, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М 580241, кл. В 01 0 13/02, 1976 (прототип).