铬离子的回收
皮革厂含铬污泥铬回收及资源化利用
第11卷㊀第6期环境工程学报Vol.11,No.62017年6月Chinese Journal of Environmental EngineeringJun .2017基金项目:山东省高等学校科技计划项目(J14LD06)收稿日期:2016-02-07;录用日期:2016-06-14第一作者:耿淑英(1991 ),女,硕士研究生,研究方向:水污染控制㊂E-mail:dagsyzi@ ∗通信作者,E-mail:sdaufwz@皮革厂含铬污泥铬回收及资源化利用耿淑英1,付伟章1,∗,郑书联1,顾修强2,马利民31.山东农业大学资源与环境学院,泰安2710002.山东省肥城市环境保护局,肥城2716003.山东省潍坊市安丘环境保护局,安丘262100摘㊀要㊀以滨州某皮革厂产生的含铬污泥为研究对象,采用酸浸-加碱-氧化的方法提取污泥中的铬,通过实验探究获得最佳反应条件,铬回收率达到92.6%㊂回收得到的的铬盐红矾钠(Na 2Cr 2O 7)可回用于制革产业中制备铬鞣剂㊂铬回收后污泥中的铬含量为10.88mg㊃g -1,浸出毒性低于危险废物鉴别标准㊂关键词㊀含铬污泥;铬回收;酸浸;资源化中图分类号㊀X794㊀㊀文献标识码㊀㊀㊀文章编号㊀1673-9108(2017)06-3767-06㊀㊀DOI ㊀10.12030/j.cjee.201603029Chrome recovery and recycling of tannery sludge containing chromiumGENG Shuying 1,FU Weizhang 1,∗,ZHENG Shulian 1,GU Xiuqiang 2,MA Limin 31.College of Resources and Environment,Shandong Agricultural University,Taian 271000,China2.Shandong Province Feicheng Environmental Protection Agency,Feicheng 271600,China3.Shandong Weifang Anqiu Environmental Protection Agency,Anqiu 262100,ChinaAbstract ㊀In this study,chromium sludge produced by a tannery in Binzhou was taken as the research object.The acid leaching-alkalifying-oxidizing method was adopted to extract chromium from the sludge.Through the ex-periment,the best reaction conditions were determined,and the chromium recovery rate reached 92.6%.The re-covered chromic salt of sodium dichromate (Na 2Cr 2O 7)can be reused in the preparation of chrome tanning agent in the tannery.In addition,the content of chromium remaining in the sludge was 10.88mg㊃g -1,and the leac-hing toxicity was lower than the hazardous waste identification standard.Key words ㊀chromium sludge;chromium recovery;acid leaching;recycling㊀㊀我国制革行业发展速度越来越快,随之而来的环境污染问题也越来越严重㊂皮革厂产生的废水和污泥中含有大量的铬,铬污染在重金属污染种类中排在第2位[1],它们会被氧化为六价铬化合物以及致癌物[2],如果直接排放不仅会污染环境,危害健康,而且会使铬资源白白流失[3]㊂关于制革工业铬污染的治理很早之前便受到社会的关注,他们面临严格的环保要求㊂铬是不可再生资源,我国铬资源贫乏㊂如果将这些含铬废弃物中的铬回收利用,能够有效缓解我国铬资源贫乏现状㊂现如今,国内处理含铬污泥的普遍方法主要有焚烧㊁制建材和堆肥等[4-6],这些都会产生二次污染,给环境带来很大的负担㊂开发经济高效的铬回收技术,是有效解决我国制革行业总铬排放达标难问题以及铬资源化的保障㊂我国大部分皮革厂采用加碱沉淀对含铬废液进行预处理,使铬浓度达到国家要求的排放标准[7],导致了大量含铬污泥产生㊂含铬污泥为‘国家危险废物名录“中规定的危险废物:HW21含铬废物毛皮鞣制及制品加工,由此造成的二次污染给企业及环境带来极大负担㊂本研究将滨州某皮革厂产生的含铬污泥中的铬进行提取回收,探索最佳条件,实现铬资源的有效循环利用,减少环境污染,具有极大的现实应用意义㊂环境工程学报第11卷1㊀材料与方法1.1㊀实验材料本实验所用污泥样品为滨州某皮革厂产生的含铬污泥㊂污泥呈深绿色,干块状㊂经分析可知,污泥样品主要成分如表1所示㊂表1㊀污泥样品主要成分分析结果Table 1㊀Results of principal component analysis ofsludge samples主要成分含量/(mg㊃g -1)质量百分比/%总Cr 17017Cr 3+169.463116.946Cr 6+0.53690.054水33933.91.2㊀实验方法实验建立一条 H 2SO 4浸取-NaOH 沉淀-H 2O 2氧化-H 2SO 4酸化 的含铬污泥资源化工艺体系,制备具有经济价值的铬盐,通过实验探讨最佳工艺条件㊂将含铬污泥与浸取剂硫酸接触,使金属铬转移到液相,然后进行固液分离㊂铬的提取效果影响着铬回收工艺的回收率㊂利用NaHSO 3将浸出液中Cr 6+还原为Cr 3+,反应式:3HSO -3+Cr 2O 2-7+5H + Cr 3++3SO 2-4+4H 2O (1)加入NaOH,碱沉淀法回收Cr(OH)3㊂反应式:Cr 3++3OH -ңCr(OH)3ˌ(2)对沉淀选用H 2O 2作为氧化剂,在碱性条件下,将Cr 3+氧化成可溶态Cr 6+㊂反应式如下:Cr(OH)3+OH -ңCrO -2+H 2O(3)2CrO -2+3H 2O 2+2OH -ң2CrO 2-4+4H 2O (4)在CrO 2-4中性液中加入适量H 2SO 4,控制pH =3.5,使CrO 2-4转变为Cr 2O 2-7㊂反应式:2CrO 2-4+H +⇔2HCrO -4⇔Cr 2O 2-7+H 2O (5)最后利用蒸发结晶法分离杂质硫酸钠㊂实验操作流程如图1所示㊂图1㊀实验操作流程图Fig.1㊀Trial operation flow chart㊀污泥样品预处理及理化性质分析方法:利用四分法取样,获得污泥均匀样品㊂将取来的污泥样品放在干净的塑料薄膜上,破碎去除其中杂质,混合均匀并铺成四方形,划分对角线,平均分成4份,保留对角的2份,其余2份再装起来㊂将干污泥研磨成细颗粒状,过筛后混合均匀,烘干至恒重,用密封袋封装储存备用㊂取污泥样品置于干燥称量瓶中,于烘箱105ħ下烘干至恒重,计算其含水率㊂称取污泥样品(经105ħ供干至恒重)0.1g,置于聚四氟乙稀坩埚中在200ħ加热板上进行消解:添加5mL HNO 3,加热至内物呈粘稠状;取下稍冷,再添加2mL HF㊂1h 后若仍有沉淀物,后续添加2mL HClO 4,直至液体澄清,加热,赶酸至溶液呈小液滴,用去离子水定容至50mL 后用原子吸收分光光度计测定铬含量㊂2㊀结果与讨论2.1㊀酸浸及其最佳工艺条件确定铬的提取常用酸浸㊁碱浸和微生物浸取等方法[8],其中,酸浸是含铬污泥中铬提取的常用方法[9]㊂本8673第6期耿淑英等:皮革厂含铬污泥铬回收及资源化利用实验选用酸浸法,使用硫酸作为浸取剂,含铬污泥与浸取剂硫酸接触,使铬转移到液相㊂在酸浸过程中硫酸溶液浓度㊁污泥与硫酸溶液固液比㊁酸浸温度㊁浸取时间和酸浸次数对酸浸效果都有一定的影响㊂2.1.1㊀单次酸浸最佳条件选择首先,采用不同硫酸溶液体积㊁含铬污泥投加量㊁温度和浸取时间为变量,设计正交实验对单次酸浸条件进行优化,各因素水平见表2㊂选取六因素五水平的正交表,共25组实验,用二苯碳酰二肼法检测铬含量,计算铬浸出率,实验结果如表3所示㊂表2㊀酸浸实验因素水平表Table2㊀Table of factors and levels of acid leaching test水平因素(A)硫酸浓度/(mol㊃L-1)(B)液固比/(15g㊃L-1)(C)震荡时间/min(D)温度/ħ10.510ʒ17560 2120ʒ1303030.615ʒ145404 1.255ʒ1602050.7530ʒ19050由表3可知,由实验获得的单次酸浸的最佳水平组合为:硫酸浓度0.75mol㊃L-1,固液比15g㊃L-1,浸出时间60min,温度40ħ㊂由极差分析R A>R B>R C>R D,所以各因素从主到次的顺序为:A(盐酸浓度),B(固液比),C(浸出时间),D(温度)㊂根据方差分析可知,硫酸浓度和固液比对实验有显著影响㊂表3㊀实验结果分析Table3㊀Test result analysis因素A B空C D空K1317.3350.8351.7351.1353.0352.6K2328.4350.9344.7338.4343.3350.4K3355.5360.5354.5342.1355.4345.7K4361.2343.0350.1355.3339.5347.3K5378.6335.8340.0354.1349.8345.0k163.4670.1670.3470.2270.6070.52k265.6870.1868.9467.6868.6670.08k371.1072.1070.9068.4271.0869.14k472.2468.6070.0271.0667.9069.46k575.7267.1668.0070.8269.9669.00极差R12.260 4.940 2.900 3.380 3.180 1.520因素㊀主ң次ABCD最优方案A5B3C4D3按单次最佳酸浸条件重复实验,取经预处理的干污泥1.5g(含铬255mg),加入100mL0.75mol㊃L-1的硫酸溶液,放在恒温震荡箱中40ħ恒温震荡60min后,得到的酸浸液呈深绿色,经测定,总铬浓度为2017.1mg㊃L-1,每克污泥可浸出134.47mg铬,浸出率为79.1%,其中,酸浸液中六价铬浓度为7.344mg㊃L-1,每克污泥可浸出0.4896mg六价铬㊂9673环境工程学报第11卷2.1.2㊀酸浸最佳次数选择初次酸浸液过滤后,将滤渣经105ħ烘干至恒重,以最佳浸出条件,对滤渣进行2次㊁3次㊁4次酸浸,酸浸结果如表4所示㊂表4㊀不同酸浸次数浸出效果Table 4㊀Leaching effect of different acid leaching times酸浸液总Cr 含量/mg平均值标准差Cr 6+含量/mg平均值标准差1次酸浸液201.710.910.73440.0832次酸浸液34.320.630.0480.0093次酸浸液 1.32120.450.0090.0024次酸浸液1.4560.510.0050.002合计238.80720.7964按照‘固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法(HJ 557-2009)“,对4浸后的固渣进行浸出毒性分析,得到总铬的浸出毒性为5.125mg ㊃L -1,六价铬的浸出毒性为0.075mg ㊃L -1㊂根据‘浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)“的规定,总铬的浸出毒性不能高于15mg㊃L -1,六价铬的浸出毒性不能高于5mg㊃L -1,因此,4浸后固渣的浸出毒性符合国家限定的浸出毒性标准,酸浸后的固渣可做填埋处理㊂因此,酸浸最佳次数选择4次㊂由表4可知,对含铬污泥进行4次酸浸后,总浸出铬为238.8072mg,铬总浸出率达到93.6%㊂经测定,污泥残渣中剩余的铬含量为10.88mg㊃g -1㊂实际工程应用中需设计4个串联的浸泡罐,以达到铬的最大提取率㊂2.2㊀还原及其最佳工艺条件探索利用Na 2S 2O 3㊁Fe 2+等可将Cr 6+还原为Cr 3+㊂为不添加其他金属阳离子,选择NaHSO 3作为还原剂㊂根据反应式可知NaHSO 3与Cr 6+摩尔比理论值为1.5ʒ1㊂图2㊀NaHSO 3与Cr 6+摩尔比对还原率的影响Fig.2㊀Influence of NaHSO 3and Cr 6+molar ratioon the reduction rate㊀向1次酸浸液(六价铬含量为0.7344mg)中添加NaHSO 3(固),使NaHSO 3与Cr 6+摩尔比分别为1.5ʒ1㊁3ʒ1㊁4.5ʒ1㊁6ʒ1和7.5ʒ1,不断搅拌10min,然后静置30min,待反应一段时间后,测溶液中总铬及Cr 6+的浓度,计算还原效率,结果如图2所示㊂由图2分析可知,NaHSO 3与Cr 6+摩尔比为7ʒ1时,还原率为97.8%,当摩尔比继续变大时还原率变化不大,因此选取NaHSO 3与Cr 6+最佳摩尔比为7ʒ1,还原后的溶液中Cr 6+含量为0.01616mg㊂实际选用的摩尔比远高于理论值,分析原因是NaHSO 3与空气接触后容易分解变质,导致实际NaHSO 3投加量高于理论计算的1.5ʒ1㊂工程实际应用中添加NaHSO 3时应注意保持密闭的场所,防止药品与空气接触㊂2.3㊀沉淀及其最佳工艺条件选择常用的碱沉淀剂主要有Ca(OH)2㊁NaOH 和MgO 3种[10-12]㊂碱沉淀剂的沉淀特性比较如表5所示㊂由表5可知,MgO 做沉淀剂产生的沉淀过滤快,易于分离,综合多种因素分析可知MgO 沉淀效果最好,但其价格昂贵,考虑到工程实际应用,选取沉淀效果好,不会带入杂质金属,价格合适的NaOH 作为沉淀剂㊂773第6期耿淑英等:皮革厂含铬污泥铬回收及资源化利用表5㊀3种碱沉淀剂的沉淀特性比较Table 5㊀Comparison of precipitation characteristics of three kinds of alkali precipitation agent碱沉淀剂优点缺点NaOH 能获得较纯的Cr(OH)3沉淀,沉淀效率在99%以上沉淀颗粒小,粘附能力强,过滤速度慢Ca(OH)2净化效果好,来源广㊁价格便宜杂质多,所得沉淀是Ca(OH)2和Cr(OH)3的混合物,难于分离MgO反应缓和,沉淀体积小,过滤速度快,易取得沉淀物,沉淀效率在99%以上价格比较昂贵图3㊀pH 对Cr 3+沉淀率的影响Fig.3㊀Influence of pH on Cr 3+deposition rate㊀金赞芳等研究表明[13],Cr (OH )3沉淀的最佳pH 值为8.5~9.0,与溶液中起始铬的浓度无关㊂用NaOH 溶液调节还原后的溶液pH 值分别为8.5㊁8.7㊁8.8㊁8.9㊁9.0和9.2置于振荡器中充分反应,溶液经过滤获得沉淀㊂测定滤液中的铬浓度,计算铬沉淀率,结果如图3所示㊂由图3可知,最佳沉淀pH 为9.0㊂经测定滤液中的总Cr 浓度为0.3832mg㊃L -1,含量为0.04982mg,Cr 沉淀率为99.97%,沉淀的铬的质量为201.64402mg㊂滤液中的铬符合排放标准要求1.5mg㊃L -1,滤液呈黄色,经测定COD 为560mg㊃L -1,有机质含量较高,使用SBR /CASS 工艺做进一步的水处理后能够达标排放㊂2.4㊀氧化酸化及其最佳工艺条件确定本实验选用H 2O 2作为氧化剂,H 2O 2与其他氧化剂(如O 2㊁HClO 和NaClO)相比,反应速率较快,且不会带入杂质金属影响后续产物的纯度㊂根据研究[14]可知,在温度为60ħ,pH =10的条件下,H 2O 2能有效氧化Cr 3+为Cr 6+,因此,选用最佳pH 值为10㊂图4㊀H 2O 2与Cr 3+摩尔比对氧化率的影响Fig.4㊀Influence of H 2O 2and Cr 3+molar ratioon the oxidation rate㊀用NaOH 溶液溶解Cr (OH)3沉淀,调节pH 为10,恒温60ħ水浴加热10min 后,加入H 2O 2,设置H 2O 2与Cr 3+摩尔比为5ʒ1㊁20ʒ1㊁30ʒ1㊁40ʒ1和50ʒ1㊂每次少量加入H 2O 2以防止其高温下受热分解冲溅溢出,反应过程中测定pH,加NaOH 溶液,使溶液pH 保持在10,加热2h,冷却,过滤㊂测定滤液中Cr 6+含量,计算氧化率,结果如图4所示㊂由图4可知,选用H 2O 2与Cr 3+最佳摩尔比为40ʒ1,氧化率为98.92%,当摩尔比继续增加时氧化率变化不明显㊂加入的H 2O 2量远远高于理论计算量,分析原因是水中有机质含量较高,消耗大量H 2O 2㊂按照H 2O 2与Cr 3+最佳摩尔比氧化过滤后滤液中Cr 6+含量为199.466mg㊂过滤后的沉淀呈褐色㊂在酸化过程中,溶液中3种铬酸根离子存在动态平衡:2CrO 2-4+H +⇔2HCrO -4⇔Cr 2O 2-7+H 2O (6)根据研究可知[15-16],溶液pH 值决定了CrO 2-4与Cr 2O 2-7浓度的比值,影响Na 2Cr 2O 7产品的制备和17732773环境工程学报第11卷Na2SO4的分离㊂当溶液pH值为3.5时,有利于反应生成Na2Cr2O7,因此控制pH=3.5㊂向氧化所得溶液中添加H2SO4溶液,调节溶液pH为3.5,使CrO2-4充分转化为Cr2O2-7,获得Na2Cr2O7溶液㊂2.5㊀硫酸钠分离硫酸钠的分离是制备重铬酸钠的关键步骤,根据研究表明,硫酸钠在Na2Cr2O7㊃2H2O中的溶解度随着溶液浓度的升高而逐渐减小,加热蒸发溶液至一定程度,硫酸钠的溶解度趋向于零,使颗粒状的硫酸钠析出,从而进行分离㊂加热蒸发Na2Cr2O7溶液,待出现结晶,过滤,用90ħ左右蒸馏水洗涤,对滤液进行二次蒸发,同样经过滤㊁洗涤等步骤,此时大量硫酸钠已结晶析出,获得较纯的重铬酸钠溶液㊂析出的硫酸钠质量为0.68g㊂硫酸钠质量分数ȡ92%,属工业级硫酸钠Ⅲ类合格品,可用于制备碱式硫酸铬㊂最终所得Na2Cr2O7(红矾钠)可回用于制革产业中制备铬鞣剂㊂3㊀结论1)在硫酸浓度为0.75mol㊃L-1㊁固液比为15g㊃L-1㊁温度为40ħ震荡60min的条件下,经4次酸浸后含铬污泥中铬的浸出率达到93.6%㊂酸浸液中添加还原剂NaHSO3与Cr6+摩尔比为7ʒ1,加入NaOH 调pH为9.0使铬沉淀,氧化时选用H2O2与Cr3+摩尔比为40ʒ1㊂加H2SO4溶液酸化,调节溶液pH为3.5,获得Na2Cr2O7溶液,最后通过结晶法去掉硫酸钠,获得较纯的Na2Cr2O7溶液回用于工业中㊂2)铬最终提取率为92.6%㊂残渣中的铬的浸出毒性低于‘危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别“的规定㊂3)经济效益分析㊂应用本研究方法处理1t含铬污泥可制备重铬酸钠约500kg,副产品硫酸钠450kg,处理成本中所需药剂浓硫酸㊁亚硫酸氢钠㊁氢氧化钠和双氧水等共计约3700元㊃t-1,能耗㊁人工㊁滤液处理成本约为1000元㊃t-1㊂重铬酸钠售价约为9000元㊃t-1(回用制备铬鞣剂),硫酸钠售价约为600元㊃t-1(回用制备碱式硫酸铬)㊂对制革企业而言,含铬污泥由危废变为一般废物,节省了危废处理费用3000~5000元㊃t-1㊂综上所述,本实验研究结果表明,应用酸浸-沉淀-氧化-酸化技术从山东省滨州市某皮革厂回收含铬污泥中的铬,操作简单㊁成本低廉㊁回收率高,避免了铬资源的流失,有效防止了含铬污泥污染环境㊂参考文献[1]王谦,李延,孙平,等.含铬废水处理技术及研究进展[J].环境科学与技术,2013,36(12):150-156[2]叶宇轩,李闻欣.铬鞣废水中铬酸盐的回收[J].西部皮革,2012,34(2):49-51[3]熊珊,熊道文.皮革含铬废水处理技术分析[J].广州化工,2014,42(4):35-37[4]徐娜,章川波,李桂菊,等.制革污泥的无害化与资源化处理 铬离子的固化/稳定化技术[J].中国皮革,2005,34 (15):52-55[5]余陆沐,兰莉,陈慧,等.制革污泥的处理及利用[J].中国皮革,2010,39(9):1-5[6]谭擎天,刘文涛,李国英.制革污泥处理技术的现状及研究进展[J].皮革与化工,2010,27(4):20-25[7]余灯华,刘勇,郭祥.含铬废弃物制备铬鞣剂的进展[J].中国皮革,2014,43(13):42-45[8]CABRERA Gema,VIERA Marisa,GÓMEZ J M,et al.Bacterial removal of chromium(Ⅵ)and(Ⅲ)in a continuous system 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浅谈分析化学实验中铬废液的回收、处理
浅谈分析化学实验 中铬废液 的回收 处理
何伟力
( 长沙航空职业技术学院化工系 湖南长沙 40 1) 104
摘 要: 不同价态 铬的毒性 不同,在尽可能 多渠道再利 用较纯的重铬酸钾资源的前提下 ,本研究 对铬 废液 降低毒性 后进行沉淀 回收 ,
采用分光光度法检测回收后废液中的铬含量 , 以确保结果满足国家排放标准。提出采用微型实验方案从使用量控制角度降低污染
一
挂 图的质量和效果也 不尽理想 ,给教师的授课带来 不便 。 自制 和立体感 ,学生在听课时 仍然存在理论 不够透彻 的问题 。今后 多媒体课件可以弥补这 一不足 ,经济实用 ,教师可以根据授课 要不断加 强学习 ,努 力提 高理论和 实践的水平 ,适应 突飞猛进 内容的需要 ,通过 扫描 技术或在 网上 搜集 与授课 内容相 关的 图 的科技和 文化教育的需要 ,结 合专业特 点教学需 要 ,学习使用 片 , 制作课件时插 人到适 当的位置 ,并 以多彩的画面生动的 部分更先 进、专业的 多媒体制作软 件 ,制 作更多具有动 感、立 在 动画 形式 展现 在学 生面前 ,使学 生耳 目一 新 ,激 发其 学 习兴 体感 、透 视层面等表现 形式 的课件应 用于教学 中,收 到更佳效 趣 。例如 ,在 讲授 丝虫 的致病 性 时 ,现 在临床 上 无法 找 到象 果
关键词 : 重铬酸钾 毒性 废液 检测 中图分 类号 :G6 4 4 文献标 识码 :A Cr 是铬 离子 中最稳定 的一种价态 , ] 是人体所必需的微量元 素之一 ,人体每天 的需 求量为 0.6 0 3 rg,因此 ,一 定量 的 0 .6 a 实际联 系紧密的实验 , 学生通过此实验可以掌握氧化 还原滴定法 Cr 摄人 对生物 体具有有益 的作用。但摄人 过量则可能对人体 的基本理论 。同时 ,实验中所用重铬酸钾是一种非常稳定 ,很容 易提纯 , 氧化性适宜的滴定剂。但在使用 中又不可避免地存在一 造成 损伤 。 C 毒性极强 ,其毒性约为 Cr_ 10倍 ,Cr 对机体造 r 的 0 j 。 定的问题 , 首先 , 铬在我国是相 当贫 乏的较贵重的资源 , 应尽可 能地回收利 用 ,其次 ,不 同价态的铬离子具有不 同程度的毒性 , 成的损害 是多方面的 ,其 中最 为重要的是六价 铬化合物的致癌 3 ,致急性肾功能衰竭 , 1 l另外也可见致发 育毒性 直接排 放将对环境和人体 健康带来 巨大损伤 。因此 , 本文将致力 和致突变性I I 于明确铬 的毒性以指导实验操 作过程 ,如何有效地 回收、利用实 I和致心 脏性猝 死…。我 国调查结 果表 明 ,铬 酸盐厂 生产工 人 肺癌发生率为一般 人群的 3 5 倍I,而 日本的报道表明 , .8 铬作业 验 中的铬资源两个方面 ,并对改善实验提 出一些有益的建议 。 大学分析化学实验中 , 重铬酸钾法测铁是一个非 常经典且与
从铬渣中分离、回收铬的研究进展
的溶 出并非简 单 的随 p 值 的 降低 而 增 加 , 随 p H 而 H 值 的 降低先增 加 后 减 少 ; p 值 在 8左 右 时 达 到 当 H 最 大 ; p 值 在 8~1 当 H 2时 , 着 p 值 的下 降 , r 随 H c
( I 的浸 出浓 度 呈 现 几 近 直 线 的 增 长 趋 势 ; p V) 当 H 值 在 3~8时 , p 随 H值 的下 降 , 浓度 随之 逐 渐减 其
基 金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 重 点 项 目 (0 70 1 55 85 ) 作 者简介 : 陈君 ( 98 ) 女 , 李 18 一 , 硕士研究生 , 主要研究 方向为铬渣的资源化综合利用和含铬废水 的处理 。
・ ・
矿 产综 合 利 用
溶态 和 酸溶态 c ( I 化合 物 的性质见 表 2 rV ) 。
铬 渣是 用铬铁 矿 生产金 属 铬 和红 矾 钠 ( 即重铬 酸钠 ) 的过程 中加 人 纯碱 、 灰 石 、 石 白云 石 进 行 高 温 氧化 焙烧 后用 水浸 出铬 酸 钠 后 排 放 的残 渣 , 强碱 呈 性 ( H值 1 p 0—1 ) 由 于其 所 含 的 C ( I有 强 氧 3。 rV ) 化性 , 国际公 认 的 3种 致癌 金属 之 一 , 人体 健康 是 对 危 害很 大¨ 。“ ] 十二 五 ” 间 , 渣 防 治 已成 为全 期 铬 国三大 污染 防治重 心之 一 。 目前 , 内外 处 理处 置 铬渣 的基 本 思 路 都 是 先 国 用湿 法 或干 法解 毒 , 铬 渣 中 的 C ( I 还 原 成 C 将 rV ) r
水 浸法 就是 用水 浸 出铬渣 中 的 C ( I , r V ) 是最 简 单 又 是最 基本 的浸 取 方 法 。铬 渣 中 C ( I 的浸 出 rV ) 率受 颗 粒大 小 、 搅拌 速度 、 接触 时 间和反 应 温度 等 因
工业炼金属铬
工业炼金属铬铬是重要的金属元素之一,广泛应用于工业生产中。
工业炼金属铬的过程涉及到铬的提取、精炼和应用等方面。
本文将就工业炼金属铬的相关内容展开论述。
一、铬的提取铬的提取主要有两种方法,一种是从矿石中提取,另一种是通过回收再利用。
1. 从矿石中提取铬的矿石主要有铬铁矿和铬尖晶石,其中铬铁矿是最主要的矿石。
提取铬的方法包括热还原法和氧化铝法等。
热还原法主要是通过高温还原反应将铬矿石还原为金属铬。
氧化铝法则是将铬矿石与氧化铝混合后进行高温还原。
2. 回收再利用工业生产中产生的废弃物和废料中含有一定的铬元素,可以通过回收再利用的方式提取铬。
回收再利用的过程包括收集废弃物,进行分选和精炼等。
二、铬的精炼提取出的铬需要进行精炼,以获得高纯度的金属铬。
精炼的方法主要有熔炼和电解两种。
1. 熔炼铬的熔炼是将提取出的铬矿石或回收的废料进行高温熔融,然后通过冷却晶化的方式得到金属铬。
2. 电解电解法是通过在电解槽中,将含有铬离子的溶液进行电解,铬离子在阳极上发生氧化反应,生成铬金属,然后在阴极上沉积出来。
三、铬的应用金属铬在工业生产中有广泛的应用。
以下举几个例子:1. 不锈钢制造铬是制造不锈钢的重要原料,可以提高不锈钢的耐腐蚀性和抗氧化性能。
2. 电镀行业金属铬可以作为电镀材料,用于电镀金属制品,提高其耐腐蚀性和外观美观度。
3. 化学工业铬化合物被广泛应用于化学工业,用于制造染料、颜料和催化剂等。
4. 冶金工业金属铬可以作为合金的添加剂,提高合金的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
5. 建筑材料铬可以制造金属瓦楞纸板和合成石材等建筑材料,用于装饰和保护建筑。
总结:工业炼金属铬的过程包括铬的提取、精炼和应用等方面。
铬可以从矿石中提取,也可以通过回收再利用。
提取出的铬需要进行精炼,以获得高纯度的金属铬。
金属铬在工业中有广泛的应用,包括不锈钢制造、电镀行业、化学工业、冶金工业和建筑材料等方面。
工业炼金属铬的发展与应用不仅推动了经济的发展,也提升了生产效率和产品质量。
一种从混合溶液中分离回收铬、铁、铝和镁的方法与流程
一种从混合溶液中分离回收铬、铁、铝和镁的方法与流程摘要:一、引言1.背景介绍2.研究目的二、方法与流程1.混合溶液的制备2.分离回收铬、铁、铝和镁的原理3.分离回收过程详述3.1 预处理3.2 沉淀剂的选择与添加3.3 分离与纯化3.4 回收与再利用三、实验结果与分析1.分离效果评估2.回收率分析3.产品质量评价四、结论与展望1.研究成果总结2.方法优缺点分析3.应用前景展望正文:一、引言1.背景介绍近年来,我国工业发展迅速,各类金属资源的消耗量逐年攀升。
在金属加工过程中,常常会产生大量含有铬、铁、铝和镁等金属的混合溶液。
这些混合溶液中含有大量有价值的金属,如何有效分离回收这些金属资源,具有重要的经济价值和环保意义。
2.研究目的针对上述问题,本研究旨在提出一种从混合溶液中分离回收铬、铁、铝和镁的方法与流程,为实际生产提供技术支持。
二、方法与流程1.混合溶液的制备本研究以含铬、铁、铝和镁的混合溶液为研究对象。
首先,将一定比例的铬、铁、铝和镁粉末加入水中,搅拌均匀,制备成混合溶液。
2.分离回收铬、铁、铝和镁的原理本研究采用化学沉淀法分离回收铬、铁、铝和镁。
根据金属离子在不同pH值下的溶解度差异,通过调节溶液pH值,使目标金属离子生成沉淀,从而实现分离。
3.分离回收过程详述3.1 预处理将混合溶液进行过滤,去除悬浮物,得到清澈的溶液。
3.2 沉淀剂的选择与添加根据实验结果,选择合适的沉淀剂,如碳酸钠、氢氧化钠等。
按照一定比例向混合溶液中添加沉淀剂,并搅拌均匀。
3.3 分离与纯化将添加沉淀剂后的混合溶液进行沉淀,待沉淀物生成后,进行过滤、洗涤,得到纯净的金属沉淀物。
3.4 回收与再利用将得到的金属沉淀物进行干燥、煅烧等处理,得到高纯度的金属粉末。
金属粉末可再次用于生产或回收利用。
三、实验结果与分析1.分离效果评估实验结果表明,采用本研究提出的方法,铬、铁、铝和镁的分离效果显著,金属离子浓度明显降低。
2.回收率分析通过对实验数据的统计分析,得出铬、铁、铝和镁的回收率分别为:铬>90%、铁>85%、铝>95%、镁>90%。
镀铬废水中铬的回收及其应用
Cr i t ( 抖 n o Cr OH ) r cp t t s wih c e ia r cp t to t o n l c u a i n m e h d,a t r 3 e i i e t h m c l e i i i n me h d a d f c l t t o p a p a o o fe s p r t n,d s o v n h o i r OH ) n cd f i g t e s l t n o t i e t u f rc a i e a ai o is l i g t e s l C ( d 3a d a i i n h o u i b a n d wih s lu i cd y o
XJ n 7 0 a 10 21,Chi a) n
A b t a t Cr t e t e e h d f l a e o on e c n e i ol m n i r a m e a i s r c : 。 r a m ntm t o or e u t f i x ha ge r s n c u n t e t ntofpl tng w a t a e on a ng hr m i ih i xc n e h d w a i t o c d. The m e h d c m — s e w t r c t ni c o um w t on e ha ge m t o s n r du e to o
目前 , 随着 电镀工业 的迅速 发展 , 电镀废 水 的排
放量 逐年增 多 , 已形 成 了严 重 的污染 源 , 接 破坏着 直
人 类 赖 以生 存 的生 态环 境 , 胁 着 人 类 的健 康 。为 威 此, 国家制定 了一 系列 的环保 政策 , 确保 各行 业 的 为 可持续 性发展 , 须 实行 环境 治理 。 于从 污染 源排 必 对
铬回收设计实验报告
铬回收设计实验报告1. 引言铬是一种重要的金属元素,广泛用于不锈钢、合金、电镀等工业领域。
然而,铬的大量排放对环境造成了严重的污染,对生态系统和人类健康构成了威胁。
因此,开展铬回收设计实验对于减少铬排放、保护环境具有重要意义。
2. 实验目的本实验旨在设计一种有效的方法,将废水中的铬离子从溶液中回收,并评价该回收方法的效果和可行性。
3. 实验方法3.1 实验器材和试剂- 铬离子溶液- NaOH溶液- NH3溶液- 滤纸- 量筒- 试管- 烧杯3.2 实验步骤1. 准备一定浓度的铬离子溶液。
2. 用NaOH溶液和NH3溶液将铬离子沉淀下来。
3. 将溶液过滤,将沉淀和滤液分离。
4. 将沉淀用适当溶剂溶解得到可回收的铬溶液。
4. 实验结果与分析通过本实验,我们成功回收了废水中的铬离子溶液。
经过沉淀和过滤处理后,滤液中的铬离子得以分离,沉淀可以进一步溶解成可回收的铬溶液。
5. 实验讨论实验中使用的沉淀方法是常见的化学沉淀法,该方法通过与金属离子反应生成难溶物质的原理进行沉淀。
而沉淀的选择和分离以及溶解的方法则可以根据实际需求进行调整。
本实验仅是一个示范,具体操作应根据实际情况进行优化。
6. 实验结论本实验设计的铬回收方法可以有效将废水中的铬离子从溶液中回收,达到环境保护的目的。
然而,应注意操作过程中的安全防护措施,避免对环境和人体带来更多的伤害。
7. 参考文献[1] 环境保护部. 水污染防治法. 北京: 中国环境科学出版社,2010.[2] 徐玉芳, 杨耀先. 金属离子回收方法及应用研究进展[J]. 材料导报, 2009, 25(4): 147-149.附录:铬溶解方案试剂用量溶剂- - -A x ml H2OB y ml H2SO4说明本实验报告旨在描述一种设计实验的方法,并强调安全操作和环境保护意识。
具体数据和化学方程式请根据实际情况进行填写。
铬渣中铬的回收
法进 行对 比分析 。分 析仪 器采 用 7 1 光 光 度计 和 3 1 子 吸 2分 50原
1 前 言
在 电镀行 业 中 , 常有 含 铬 废 水产 生 , 些 废水 须 经 治理 达标 这
后 才能排 放 。 目前主要 是 将废 水 中 的六 价铬 还 原成 三价 铬 , 加碱 后 以氢 氧化 铬沉 淀 的方 式 n , 除铬 对 水 质 的污 染 , 氢 氧 化铬 ]消 而 沉淀 以废 渣 的形式 堆 放 , 将产 生 二次 污染 。本 文采 用纤 细丝 网 电 极 和试验 装 置[l 究 了铬渣 中铬 回收 的可能 性 。 2, 研
2 1 试 验 装 置 .
图 1 为试 验装 置示 意 图 。含 铬溶 液经 过 阴极 区 , 纤 细 丝 网 在 电极 上 被还 原 , 以固体形 态 加 以 回收 , 阳极 区 主要 起 导 电作 用 , 但 由于 阳极 液 呈酸 性 , 用于铬 渣 中铬 的溶 解液 。铬 渣 能否 在 阳极 可
( .D pr e t f p l d C e s y aj gU i r t o eo a t s& A t nui ,N nig2 0 1 1 e at n pi hmi r,N ni nv s y f rnui m oA e t n e i A c s o a t s aj 10 6; r c n
维普资讯
第 3卷 5
第 1 期 1
材
料
保
护
No . 5 N 1 v 3 o. 1
No .2 0 v 02
20 0 2年 1 月 1
矿
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2 废 理{ 三 治
、 、 }
铬 渣 中 铬 的 回 收
电镀废液中铬的回收与应用
为 1 / 。然 后稀 释成 10 10 20 20 30 30mgLC ( 。分别 把溶 液倒 入清洗 干净 的输液 器 0g L 0 、5 、0 、5 、0 、5 / rⅥ) 中 , 入输 液 管 , 螺 旋 夹来 控 制 H C 插 用 2 通 过 阴 离子 交换 柱 的速 度。交 换 后 的水 每 5 0mL测 定 一 次 ( 浓 度 和 p 值 , 察不 同加 料质 量浓 度不 同流 量 的铬 含量及 对交 换量 和穿 透量 的影 响。 Ⅵ) H 考 ()I 0 交换 柱 的再生 : 换后 的 D 0 树脂 采用 6 、2 2 %、0 3 ) 1 3 交 31 % 1 %、4 4 %不 同质 量浓 度 N O 溶 液 aH 返 洗 , 洗液 1 。考察 不 同质量 浓 度的 Na H 溶液 对 返洗 效果 的影 响 。 同时考 察 不 同质 量浓 度 的 返 0mL O Na ( l i P) 4溶液对 返洗效 果 的影 响 。 ()胶粘 剂 的制作 : 4 称量 003 . , 8 %, 收铬 占 2 %。加 水 稀 释 到 3 . mL 再 加 入 7 . 4g 占 0 回 4 0 35 , 25 mL质量分 数 为 8 %磷酸 溶液搅 拌 均匀 , 5 加热 至 9 5℃ , 向溶液 中慢慢滴 入 15g 19mL 甲醇 , 时 甲 . ( . ) 此
料 高 度 1 r, 填密 度为 0 5 /m。 干树 脂量 14 。 8e 装 n .9g c , .4g ( )柱上操作 :0 2 10—1 0℃ 干燥 2h 称量 19 31 2 , .2 C O3 加去离 子水 定容 到 10mL, C ( g的 r , 0 含 rⅥ)
随着 电镀技术 的广 泛应 用 , 业 电镀含 铬废 水 的排放 量 在 日益增 加 。 由于 电镀 含 铬 废水 会 对环 境 工
铬回收用途
铬回收用途铬的回收用途主要包括以下几个方面:制备不锈钢、合金铬、金属铬、铬酸、铬酸钾等化工产品以及环保利用。
首先,铬广泛用于制备不锈钢。
不锈钢是一种防腐蚀性能极好的合金材料,其中铬是其重要的合金元素之一,常用的不锈钢中铬的含量通常在10%以上。
回收使用废旧的不锈钢制品中的铬,可以节约大量的铬资源,并减少环境污染。
通过回收再利用,可将不锈钢制品中的铬分离出来,然后经过精炼、熔炼等工艺,得到高纯度的金属铬,并再次用于不锈钢的制备。
其次,铬还用于制备合金铬。
合金铬具有硬度高、耐磨性好、抗氧化性强等优点,被广泛应用于冶金、机械、造船、航空航天等领域。
回收利用废弃合金铬制品中的铬可以降低生产成本,避免对铬矿石的过度开采。
废旧的合金铬制品如铬铁、铬钴合金等,通过熔炼、冶炼等工艺,可以提取出有效的铬资源,再经过精炼、合金化等步骤,可得到优质的合金铬材料。
此外,金属铬也是铬的重要用途之一。
金属铬具有很高的熔点和熔化潜热,热膨胀系数小,具有很高的抗热腐蚀性和电化学稳定性,被广泛应用于摩擦材料、化工设备、电子元器件等领域。
通过回收利用金属铬废料,可以减轻对矿石资源的需求,降低生产成本。
金属铬废料中的铬可以通过热处理等手段提取出来,再经过精炼、熔炼等步骤,可得到高纯度的再生金属铬。
此外,铬还可以用于制备铬酸。
铬酸是一种重要的无机化工产品,广泛应用于电镀、陶瓷、涂料、催化剂等工业领域。
回收利用废弃铬酸产品中的铬可以降低生产成本,减少对铬矿石的需求。
废弃的铬酸产品通过酸碱中和、沉淀、蒸发等工艺,可以回收其中的铬酸,然后经过精炼、浓缩等步骤,可以获得高品质的再生铬酸。
此外,铬还可以用于制备铬酸钾。
铬酸钾是一种重要的无机化工原料,广泛应用于制备颜料、染料、制备其它铬盐,以及电镀、陶瓷等工业领域。
回收铬酸钾废料中的铬可以节约铬资源,减少环境污染。
废弃的铬酸钾产品通过酸碱中和、沉淀、过滤等工艺,可以回收其中的铬酸钾,然后经过干燥、烧结等步骤,可以获得高纯度的再生铬酸钾。
铬金属回收工艺流程
铬金属回收工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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铬回收技术及其研究进展
J n x Unvrt f cec dT cn l , azo 4 0 0 C ia i gi ies yo i ea eh oo G nhu3 10 , hn; a i S n n y g
2 H nnZ o g abnC . t.G n i 5 2 1 C ia . e a hn f C ro o Ld, og 16 , hn) u y 4
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第 2卷 第 5期
20 1 1年 1f ro s Mea s c e c a d n i e rn n er u tl S in e n E g n e i g
Vo 2,N . L o5
Oc . 0 1 t 2 1
文章编 号 :6 4 96 (0 0 —0 6 0 17— 6 92 1)5 00 — 6 1
铬 回收技 术及其研究进展
熊道陵 , 李 英 h 钟 洪鸣 h 马智敏 , , , 李金辉 h 武岩鹏 2 罗序燕 h , ,
(. 1 江西理工大学 ,. a冶金与化学工程学院 ; . b资源与环境工程 学院, 江西 赣州 3 1 0 ;. 4 0 0 2河南中孚炭素有限公 司, 河南 巩义 4 1 6 ) 5 2 1
摘
要 : 及 其化合 物在 3今 诸 多行 业得 到 了广 泛的应 用 , 是 C ( I C ( I 往存 在 于废水 废 渣 铬 - " 但 r ) V 与 rI往 I)
六价铬加标回收率计算公式
六价铬加标回收率计算公式
六价铬加标回收率计算公式为:
回收率(%)=(样品中铬含量 - 初始铬含量)/ 加标铬含量× 加标量× 100%
其中,样品中铬含量和初始铬含量一般是通过检测方法分别测定得到的数据;加标铬含量是通过加标法添加已知浓度的标准品来得到的值;加标量是指添加的标准品的量。
需要注意的是,在使用此公式进行六价铬加标回收率的计算时,因为加标的铬含量已知,所以除数可以放到公式的最后一项,代表的意义是除以加标的浓度。
因此,公式也可以写成:
回收率(%)=(样品中铬含量 - 初始铬含量)/ 加标浓度× 体积× 100%
其中,加标浓度是指添加的标准品的浓度,体积是指添加的标准品的体积。
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铬离子的回收
实验目的
1.了解铬离子的危害性,掌握如何从含铬废液中回收铬。
2.学会利用各个离子不同的性质来提取分离某一离子。
3.培养设计实验的能力与锻炼严谨的思维能力。
一、实验原理
由于要处理的废液中主要是Cr3+、Fe3+ 、Sn4+,铬的回收受到这两种离子的影响,所以利用各金属离子的差异,将其进行分离:
一:PKsp的不同及各金属氢氧化物碱溶性的差异,如下表:
二:利用溶解度及其他性质的不同:
溶解度::
SnCl4:酸性较低时易水解为HCl和锡的氢氧化物,酸性较大时
溶解度很大,在重铬酸钾结晶时不会结晶。
由此表可知,加酸时加HCl而不加H2SO4,碱加KOH而不加NaOH(NaCl溶解度随温度变化不大,但低温时溶解度大于KCl)
还有就是三价铬离子的与双氧水在碱性条件下反应生成六价铬(铬酸根:CrO4 2-),而其他离子则不发生该反应。
2 Cr(OH)
3 +3 H2O2 +
4 OH- =2CrO42- +8 H2O
三:在酸性条件下结晶析出重铬酸钾
反应流程图如下:
PH调到5.6以上即可将铬离子和铁离子全部沉淀(当然锡离子早已沉淀),抽滤后得到三种沉淀,PH=8时氢氧化铬不会溶解,至于氢氧化锡溶解一点也关系。
沉淀加入过氧化氢后(理论量1.5倍的6%的过氧化氢),再加入适量NaOH,使其PH=10,使得三价铬变为六价铬,锡不溶解和铁一起到滤渣中更好,若稍有溶解,因为四氯化锡的溶解度很大,只要PH足够低(本验中锡离子的量不是很多,PH=1~2即可),四氯化锡就不会水解生成沉淀,而四氯化锡的溶解度又很大,不会与重铬酸钾一起结晶析出。
四、铬的总量测定
利用氧化剂过硫酸钾把铬离子氧化为六价的铬酸根离子,然后用FeSO4滴定,即可得到铬的总量。
反应如下:
Cr2(SO4)3十3K2S2O8十8H2O=2H2CrO4十3K2SO4十6H2SO4
二、实验步骤
1.预处理取废液加入适量活性炭,去色后过滤,取滤液。
2.取滤液加入适量溴百里酚蓝指示剂调节溶液由黄变蓝即可将其PH调
到7到8(也可以边加边测)。
抽滤,洗涤取沉淀,加入x ml6%H2O2,
和适量KOH(后者应该缓慢加入),至溶液中PH=10。
然后加热、过滤,
取滤液,加入适量百里酚蓝指示剂,加入HCl调节PH=1~2(为避
免结晶吸附指示剂,可以边加边测PH),然后加热浓缩至有少量晶体析
出,趁热过滤,热水洗涤晶体(晶体是KCl),滤液至于冰浴上,结晶,过
滤,冰水洗涤。
即可得到重铬酸钾晶体。
3.铬的总量的测定
取50ml预处理后的含铬废液与100ml小烧杯,加入过量的K2S2O8固体,
加热氧化,加热半个小时至溶液颜色变为黄色,过滤除去过量的
K2S2O8固体,冷却后用适量稀硫酸转移至容量瓶,定容为100ml,用标准
(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,计算铬总量。