CN104787952B - 一种从含六价铬废水中回收铬的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从含六价铬废水中回收铬的工艺，该工艺包括以下步骤：(1)利用萃取剂将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；(2)用有机还原剂的水溶液对所述负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1～3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3)对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。本发明通过还原反萃取得到高浓度反萃液，使后期铬盐生产难度和成本都大幅度降低，选用有机还原剂，其最终氧化产物为二氧化碳和水，不需要与其他盐类进行分离，容易得到较纯净的铬盐。

Description

一种从含六价铬废水中回收铬的工艺
技术领域
本发明涉及一种从含六价铬废水中回收铬的工艺，属于污水处理领域。
背景技术
在铬化工、炼钢冷轧板钝化、化学电镀、鞣革等行业都需要或产生铬(Cr6+)，会产生大量含铬(Cr6+)废水。铬是高毒性元素之一，直接排放会对环境造成严重污染，人体接触或摄入会造成皮肤溃烂、呼吸道炎症、贫血、神经炎等严重伤害，它还是已知的致癌物质之一。
目前，含铬(Cr6+)废水的无害化处理主要是化学还原、沉淀后封存填埋。如果将处理后含铬(Cr3+)的废渣进行排放或填埋，从长远来看，对环境还会造成污染。也有资料显示采用萃取法浓缩萃取回收处置含铬(Cr6+)废水，但是由于萃取是在高酸度(PH＝2左右)条件下进行，而反萃取是在强碱性(碱浓度大于1M)条件下进行，药剂消耗大，产生大量高盐废水后处理困难。并且反萃液浓度低，后处理费用高。
发明内容
本发明解决的技术问题是，避免萃取与反萃取工艺中酸和碱药剂的大量投加，减少药剂的消耗。
本发明的技术方案是，提供一种从含六价铬废水中回收铬的工艺，包括以下步骤：(1)利用萃取剂将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；(2)用有机还原剂的水溶液对负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1～3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3)对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。
进一步地，所述步骤(2)中的再生有机相返回步骤(1)中作为萃取剂用于废水中六价铬的萃取。
进一步地，所述步骤(3)中，对蒸发的溶剂进行回收并用于步骤(2)中对负载六价铬的有机相的还原。
进一步地，所述步骤(1)中，萃取为三级逆流萃取。
进一步地，所述步骤(2)中，反萃取为二级逆流反萃取。
进一步地，所述步骤(1)中，萃取剂为三烷基叔胺。
进一步地，所述步骤(2)中，有机还原剂为乙醇。
本发明是基于三烷基叔胺等萃取剂在pH＝0.5～2.5的酸性条件下，对Cr6+具有很强的萃取能力，而在该酸度条件下对Cr3+几乎不萃取的原理。首先将含Cr6+废水中的Cr6+萃取到有机相，再用还原剂将有机相中的Cr6+还原成Cr3+，Cr3+被反萃到水相，在经过后处理得到Cr3+的产品。经过萃取浓缩，含铬废水中的铬被分离提取，使废水达到排放标准，同时在分离过程中，Cr6+被浓缩；再经过还原反萃取，Cr6+还原成Cr3+后返回水相，萃取剂得到再生，可循环重复使用。铬被进一步浓缩，经过简单后处理即可得到含铬化工产品。所用还原剂为在酸性条件下能有效还原Cr6+的还原剂，为了使铬盐的后处理简单，不产生太高的处理成本，同时不会引入新的金属离子或其他盐类而产生大量的高盐废水，本发明采用的还原剂为有机还原剂，如醇、醛、羧酸等，结合还原性，与水互溶程度，毒性等因素考虑，优选乙醇作为还原剂。同时有机还原剂的碳链过长会导致萃取过程中第三相的出现、不能还原、氧化产物复杂等情况，选择碳原子数目少于3可以确保实现有效的还原和两相分离。
本发明是以三烷基叔胺等萃取剂在pH＝0.5～2.5的酸性条件下，配制成含萃取剂10～50wt％的三烷基叔胺-有机相溶液，如三烷基叔胺-煤油溶液；将含铬废水用10～50wt％的硫酸调整pH值到1.5～2.5；通过多级逆流萃取对含铬废水进行萃取。萃取剂为中的含萃取剂10～50wt％的三烷基叔胺-煤油溶液，萃取中，水相/油相流速比＝10～25:1(即含铬废水被浓缩10～25倍)，在萃余液出口处设取样口，按GB7467-1987的分析方法，用分光光度计进行在线取样分析，达标排放，不达标打回循环，并降低水相/油相流速比；负载六价铬的有机相用于反萃取；将有机还原剂溶于水中，对负载六价铬的有机相进行还原和反萃取；反萃取中水相/油相流速比为1/1～1/5，反萃取采用多级逆流反萃取；将含三价铬的溶液进行后处理，制备铬盐或铬的氧化物或氢氧化物；再生的有机相作为萃取剂重复使用。
本发明的有益效果是，通过还原反萃取得到高浓度反萃液，使后期铬盐生产难度和成本都大幅度降低，选用碳原数1～3的纯、醛或羧酸作为有机还原剂，中间氧化产物可以与水混溶，也不会引入杂质，其最终氧化产物为二氧化碳和水，反萃液中不会产生新的金属盐，生成铬盐时不需要与其他盐类进行分离，容易得到较纯净的铬盐，避免了高浓度盐废水的产生。
具体实施方式
本实施例所提供的工艺，所用含铬废水为某铬盐厂废水收集池中的含铬废水，含六价铬量为53mg/L。该工艺包括如下步骤：以三烷基叔胺为萃取剂，以煤油为溶剂，配制成含萃取剂30wt％的三烷基叔胺-煤油溶液；将浓硫酸配制成硫酸含量10wt％的稀硫酸后，将含铬废水的pH值到1.0～2.0；向含铬废水中加入配制的30wt％的三烷基叔胺-煤油溶液用于萃取六价铬，萃取中，水相/油相流速比＝15:1(即相当于含铬废水被浓缩15倍)，三级逆流萃取，在萃取液出口处设取样口，按GB7467-1987的分析方法，用分光光度计进行在线取样分析，出水铬(Cr6+)浓度小于0.1mg/L；将工业乙醇配制成含乙醇50wt％的水溶液对得到的负载六价铬的有机相进行还原和反萃取；反萃取中水相/油相流速比＝1:5，反萃取采用二级逆流反萃取；将水相中的三价铬进行后处理，蒸发并回收过量的乙醇，水溶液浓缩结晶得到硫酸铬产品，再生的有机相返回作为萃取剂重复循环使用。

Claims (6)

1.一种从含六价铬废水中回收铬的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用萃取剂将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；萃取在pH=0.5~2.5的酸性条件下进行，萃取剂为三烷基叔胺；
(2)用有机还原剂的水溶液对所述负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1~3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；
(3)对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的再生有机相返回步骤(1)中作为萃取剂用于废水中六价铬的萃取。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，对蒸发的溶剂进行回收并用于步骤(2)中对负载六价铬的有机相的还原。
4.如权利要求1~3任一项所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，萃取为三级逆流萃取。
5.如权利要求1~3任一项所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，反萃取为二级逆流反萃取。
6.如权利要求1~3任一项所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，有机还原剂为乙醇。
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