CN108149237A - 一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂和方法，主要解决现有有机含铬钝化废液中六价铬难以去除的技术问题。本发明的技术方案为：一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其组分和体积配比为：氯化钡5～20％，表面活性剂OP‑101‑5％，余量为水。本发明试剂可以快速将有机含铬钝化废液中六价铬处理为铬酸钡沉淀，消除对于环境和操作者职业健康的危害；经本发明方法处理后，钝化废液能够进一步回收利用。

Description

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂和方法

技术领域

本发明涉及一种含铬钝化废液处理技术，特别涉及一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂和方法，具体而言，涉及热镀锌钢板、热镀铝锌钢板生产过程中采用铬酸盐和有机树脂复合钝化液钝化后的产生有机含铬钝化废液中六价铬的去除试剂；属于工业废弃物处理领域。

背景技术

热镀锌钢板、热镀铝锌钢板广泛应用于家电，建材行业。为了提高材料表面的耐蚀性，对于热镀锌钢板、热镀铝锌钢板表面做钝化处理，处理方法包括无铬钝化和含铬钝化两类。含铬钝化材料对于环境存在污染，但其耐蚀性约为无铬钝化产品的10倍，在室外建材的使用仍具有不可替代性。近年来，为了提高含铬钝化材料的耐蚀性，冲压性和其他表面性能，采用铬酸盐和有机树脂复合的办法，在生产中取得较好效果，产生的有机钝化废液中六价铬为100-200ppm，有机钝化废液的pH值为6-9。

有机含铬钝化废液中六价铬处理是行业难题，传统的处理方法将废液还原至pH2-3以下(多为1.5左右)，加入还原剂将六价铬还原为3价铬。但钝化废液初始pH值在7-9左右，其中有机树脂的存在导致当pH值降低到pH5.5以下时，钝化液凝聚为固体，无法继续操作。而六价铬的还原法中，氢离子是必须的，且酸度越低，还原速度越快。在相对较高酸度下，即使采用强还原剂，六价铬的还原也难以完全。

六价铬的处理专利多为直接还原法，申请公布号为CN103896423A的中国专利文件公开了一种不锈钢中性盐电解废液的处理方法，通过调节至pH2-3后，利用溶液中固有亚铁将六价铬还原为3价铬，因钝化废液会发生凝聚，故该方法不合用。

除直接还原法外，废水中六价铬的还有其他处理办法。申请公布号为CN102153160A的中国专利文件公开了一种利用柿子残渣吸附清除废液中六价铬的方法，采用柿子残渣吸附六价铬，其他专利也有采用高炉渣，椰子壳等吸附六价铬的报道，但这些方法均有含废渣不易处理的问题，难以应用于有机含铬钝化废液的工业化处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂和方法，主要解决现有有机含铬钝化废液中六价铬难以去除的技术问题，消除热镀锌钢板、热镀铝锌钢板生产过程中因采用铬酸盐和有机树脂复合钝化液钝化后的产生有机含铬钝化废液对于环境的污染。

本发明采用的技术方案是：一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其组分和体积配比为：氯化钡5～20％，表面活性剂OP-10 1-5％，余量为水。

采用上述试剂去除含铬钝化废液中六价铬的方法，包括以下步骤：

1)在每升含铬钝化废液中加入体积百分比为20-30％的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种共5毫升，调控含铬钝化废液pH值≥9；

2)根据含铬钝化废液中六价铬含量，在每升碱性含铬钝化废液中加入所述试剂10-30毫升，搅拌均匀并放置16—24h。

钝化废液中六价铬存在以下平衡反应其平衡常数为10¹⁴。

在酸性条件下，溶液中六价铬以重铬酸根离子形式存在，在pH8以上时，溶液中六价铬以铬酸根离子形式存在，其中铬酸根离子可以与钡盐形成铬酸钡沉淀，故反应的第一步，是将溶液调节为碱性，使其中六价铬转化为铬酸根离子。

不同钝化液的pH值不同，一般在pH6-9之间，为了确保溶液中六价铬均以铬酸根离子存在，需要加入碱液，将溶液pH值调节至pH9以上，如原有pH6.0，加入5ml 20％氢氧化钠，溶液pH值为9.1，原有pH7.0,加加入5ml 20％氢氧化钠，溶液pH值为9.3，原有pH9.0,加加入5ml 20％氢氧化钠，溶液pH值为9.9，pH较高对于后期六价铬的沉淀反应无影响，故可以不测定钝化废液原有pH值，统一加入5ml碱液为宜。

采用氢氧化钠和氢氧化钾的一种或两种溶液都可以将钝化液调节为碱性，由于拉平效应的存在，两者的碱性在钝化液中是一致的。氢氧化钾价格较高，但其具有较好的可漂洗性，可以防止钝化废液大量粘结在容器内壁表面，可以视成本和使用效果的要求调节氢氧化钠和氢氧化钾的比例。

将钝化废液的pH值调节碱性，加入本发明试剂，本发明试剂中的氯化钡与铬酸根离子形成铬酸钡沉淀，氯化钡与六价铬的重量比在1:6可反应完全，沉淀铬酸钡的溶度积Ksp为1.2×10^-10，具备高度的稳定性，是一种黄色绘画颜料，对环境无害。因钝化液通常主成分通常为氟锆酸盐，氟钛酸盐等，含有大量的氟，过量的氯化钡与溶液中的氟形成氟化钡沉淀，氟化钡的Ksp为1.1×10^-6，故仅在溶液中六价铬均已沉淀才会形成氟化钡沉淀，公式如下：使用时，控制含有氯化钡的本发明试剂相比六价铬略微过量，将废液中六价铬处理为铬酸钡沉淀，以确保沉淀效果。

钝化液中六价铬含量各有不同，根据测量，最高含量为900ppm左右，根据上述反应比例，完全去除该钝化液中六价铬需要20％的氯化钡溶液30ml，然而通常钝化废液中六价铬仅有100-200ppm，加入较少氯化钡即可，如此时加入了较多的氯化钡，过量的氯化钡与溶液中氟离子形成氟化钡沉淀，对于去除六价铬的反应无影响，由于钝化废液中六价铬含量并不易检测，在不能确定六价铬含量时，一般需要加入较多的氯化钡以确保去除效果。

钝化废液中六价铬加入氯化钡后，短时间内(约20min)形成铬酸钡沉淀，但该沉淀颗粒细小，一般需要静置8小时以上方可与溶液分开。

钝化废液中加入高浓度氯化钡时容易发生结块，本发明试剂中表面活性剂OP-10能够进一步提高钝化废液的分散性，防止结块。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明试剂可以快速将碱性有机含铬钝化废液中六价铬处理为铬酸钡沉淀，消除对于环境的危害。2、钝化废液中含有的大量有机树脂，经本发明方法处理后，钝化废液能够进一步回收利用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1，待处理钝化废液六价铬含量约为100ppm，钝化废液的pH值为6.3。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其组分和体积配比为：氯化钡5％，表面活性剂OP-10 1％，余量为水。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂的制备方法，在800ml水中加入50g氯化钡，搅拌均匀，待氯化钡溶解后加10ml OP-10，将总体积稀释至1000ml。

采用上述试剂去除含铬钝化废液中六价铬的方法，包括以下步骤：

1)在每升含铬钝化废液中加入含有体积百分比为10％的氢氧化钠和10％氢氧化钾的溶液共5毫升，调控含铬钝化废液pH值为9.2；

2)在每升碱性含铬钝化废液中加入所述试剂20毫升，搅拌均匀并放置20h。

实施例2，待处理钝化废液六价铬含量约为200ppm，钝化废液的pH值为6.9。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其组分和体积配比为：氯化钡20％，表面活性剂OP-10 5％，余量为水。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂的制备方法，在600ml水中加入200g氯化钡，搅拌均匀，待氯化钡溶解后加50ml OP-10，将总体积稀释至1000ml。

采用上述试剂去除含铬钝化废液中六价铬的方法，包括以下步骤：

1)在每升含铬钝化废液中加入体积百分比为30％的氢氧化钠溶液5毫升，调控含铬钝化废液pH值为10；

2)在每升碱性含铬钝化废液中加入所述试剂10毫升，搅拌均匀并放置16h。

实施例3，待处理钝化废液六价铬含量约为600ppm，钝化废液的pH值为8.2。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其组分和体积配比为：氯化钡20％，表面活性剂OP-10 1％，余量为水。

一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂的制备方法，在800ml水中加入100g氯化钡，搅拌均匀，待氯化钡溶解后加10ml OP-10，将总体积稀释至1000ml。

采用上述试剂去除含铬钝化废液中六价铬的方法，包括以下步骤：

1)在每升含铬钝化废液中加入体积百分比为15％的氢氧化钠溶液和体积百分比为15％氢氧化钾溶液共5毫升，调控含铬钝化废液pH值为10.5；

2)在每升碱性含铬钝化废液中加入所述试剂20毫升，搅拌均匀并放置24h。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种去除含铬钝化废液中六价铬的试剂，其特征是，其组分和体积配比为：氯化钡5～20％，表面活性剂OP-101-5％，余量为水。

2.一种去除含铬钝化废液中六价铬的方法，包括以下步骤：

1)在每升含铬钝化废液中加入体积百分比为20-30％的氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种或两种共5毫升，调控含铬钝化废液pH值≥9；

2)在每升碱性含铬钝化废液中加入所述试剂10-30毫升，搅拌均匀并放置16—24h。