CN1106361A - 含铬废水的治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种含铬(C_r ⁶⁺)废水的治理方法。本工艺的要点是以三辛胺(TOA)为主萃取剂，以二甲苯或煤油为稀释剂，构成对C_r ⁶⁺选择性强，抗氧化，不易乳化的萃取体系，能将含C_r ⁶⁺量在1000mg/l之内的废水，经一级逆流萃取达到排放标准(0.5mg/l以下)，并将C_r ⁶⁺在反萃液中浓缩至100mg/l左右，以Na₂CrO₄或Na₂Cr₂O₇形式回收。本发明工艺及设备简单，容易放大，有机相反复循环使用，消耗少成本低，经济效益高无废物排放，不造成二次污染。

Description

本发明属于一种化工工艺，采用液-液萃取工艺清除并回收含铬废水中的C⁶⁺ _r。

C⁶⁺ _r具有很高的工业价值，但又是有剧毒的致癌物质，国家规定排放标准为0.5mg/l以下。国内各行业排放的含铬（C⁶⁺ _r）废水都严重超标，有些竟达500mg/l以上，严重污染环境，危害人民的身体健康和生命安全。

目前，国内外治理含铬（C⁶⁺ _r）废水的方法主要有三种，1、沉淀法，将废水中的C⁶⁺ _r还原成C³⁺ _r，再加碱使之生成Cr（OH），沉淀，变成废渣扔掉。此种方法因能除去各种浓度的C⁶⁺ _r而为大多数工厂所采用，但这种方法不能回收C⁶⁺ _r，不仅造成较大的经济损失，而且因产生大量废渣造成二次污染。2、离子交换法，此方法虽能回收C⁶⁺ _r，但因树脂易被氧化变质，再生困难，不仅造价高，而且C⁶⁺ _r的浓缩度低，不能直接回收利用。3、逆流漂洗-薄膜蒸发法，某些电镀厂设计此种方法处理水洗镀件的含铬废水，但因废水浓度较低，蒸发量太大而能耗太高，实际上没有应用价值。综上所述，含铬废水的治理仍是一个急需解决的课题。

七、八十年代，国内外都有关于萃取法处理含铬（C⁶⁺ _r）废水的研究报道，所选用的萃取剂为烷基胺。季胺盐和中性磷萃取剂，稀释剂均为煤油，萃取工艺为多级错流萃取或多级逆流萃取。由于烷基胺抗氧化稳定性较差，且容易发生乳化而使萃取难以连续进行：中性磷萃取剂对C⁶⁺ _r的选择性较差，萃取效率很低，因而上述研究无实质性进展。近年来未见萃取法处理含铬废水新工艺的报道。

本发明的目的在于选择对C⁶⁺ _r具有高选择性，抗氧化，萃取容量大并且不易乳化的萃取体系，经一级萃取和一级反萃取，使高浓度含铬废水达到排放标准，并将C⁶⁺ _r回收利用，实现含铬（C⁶⁺ _r）废水的彻底治理。

附图为本发明的工艺流程示意图。

废水在贮槽（1）中用H₂SO₄调节PH为1-3，由泵送入萃取塔（2），含萃取剂的有机相由配制槽（5）经泵送入萃取塔（2）下部，与废水逆流传质。载有C⁶⁺ _r的有机相由塔顶溢出进入反萃塔（4），处理后的废水经中和池（8）被碱中和后排放。反萃塔内盛有适量反萃液，有机相被反萃后再生进入配制槽（5）循环使用，反萃液浓缩至接近饱和由塔底放出进一步蒸发结晶成产品Na₂CrO₄或Na₂Cr₂O₇，也可用作镀锌工艺的钝化液。

本发明的主要技术内容如下：

1、萃取剂的组成 萃取剂的主要成份为三锌胺（TOA）或季胺盐（N₂₆₃），其萃取机理为

萃取 2〔R₃N）（有机相）+2H⁺+Cr₂O^2- ₇（水相）

→〔R₃NH〕₂Cr₂O₇（有机相）

反萃取〔R₃NH〕₂Cr₂O₇（有机相）+4NaOH（水相）

→2〔R₃N〕（有机相）+2Na₂CrO₄（水相）+3H₂O

为了增大TOA在有机相中的溶解度，可加入高碳醇（辛醇、异戊醇等）;为了增强抗氧化性，可加入中性萃取剂（TBP、MIBK等）构成混合萃取体系。

2、稀释剂的选择 适用于萃取C⁶⁺ _r的稀释剂应对萃取剂有较好的溶解性，萃取和反萃取分层时不易乳化、无第三相产生。本发明选用的稀释剂有煤油、苯、二甲苯、二氯甲烷、环己烷等。不同的稀释剂适用于不同的萃取剂，其配料比列于表1。

3、萃取条件  萃取在萃取塔（2）中进行。废水相PH值为1-3搅拌速度500-800转/分，进料比（O/A）1∶1-1∶5，萃取温度0-40℃，避光。

4、反萃取条件 反萃取在反萃塔（4）中进行。反萃剂为NaOH、Na₂CO₃或Na₂CrO₄水溶液，浓度为5-20%（W%），搅拌速度500-800转/分，温度0-40℃。

在本发明的技术条件下，可将含C⁶⁺ _r量在1000mg/l之内的废水经一级处理达国家规定排放标准（0.5mg/l以下），并将C⁶⁺ _r在反萃液中浓缩至80-100mg/l，稍加处理，可得Na₂CrO₄或Na₂Cr₂O₇晶体。

本发明工艺及设备简单，容易放大，萃取剂反复使用，消耗少，成本低。本工艺无废物排放，不造成二次污染。

表1 萃取剂与稀释剂的配比

稀释剂

混合萃取剂在有机相中的浓度／％（V／V）

TOT

正辛醇

异戊醇

TBP

MTBK

合计

煤油

1－20

5－10

5－10

5－20

5－20

10－50

二甲苯

1－20

2－5

2－5

5－20

5－20

10－45

环已烷

1－20

2－10

2－10

5－10

5－10

15－35

实施例1：用含TOA12%、正辛醇5%、TBP20%，其余为煤油的有机相，在分液漏斗中萃取含C⁶⁺ _r500mg/l、PH为2.0的废水，相比1∶1，振荡2分钟，静置5分钟，将两相分离后，用10%NaOH溶液反萃有机相。反萃相比1∶1，振荡5分钟，静置10分钟，分层后将两相分离，水相继续作反萃剂，再生的有机相重新萃取废水。如此反复200次，每次萃余液中C⁶⁺ _r含量均达排放标准，浓缩液中C⁶⁺ _r含量达97.8/l。

实施例2：用含TOA10%、正辛醇2%、TBP10%的二甲苯溶液，在附图所示的装置中萃取含C⁶⁺ _r500mg/l PH为1-3的废水，进料比1∶2，搅拌速度500-800转/分，每天连续运行6小时，共运行12天，在保证排放水达标的前提下处理废水近 ，反萃液中C⁶⁺ _r浓度为34.7g/

，有机相无变化，仍可继续使用。

Claims (3)

1、一种萃取法处理工业含铬(C⁶⁺ _r)废水的方法。其特征是：以TOA为主萃取剂，稀释剂可以是苯、二甲苯、煤油、二氯甲烷、环己烷等。废水PH值为1-3，搅拌速度500-800转/分，萃取温度0-40℃，萃取在避光条件下进行。经一级逆流萃取有机相再生循环使用，C⁶⁺ _r在反萃液中浓缩直至饱和。

根据稀释剂的种类，TOA可单独使用，也可与正辛醇、异戊醇、磷酸三丁酯(TBP)及甲基异丁基酮(MIBK)等混合使用。萃取剂的浓度视组成及废水浓度而不同，通常占有机相的10-40%(V/V)。

2、根据权利要求1所述的反萃条件为：反萃液是5-20%（W%）的NaOH、Na₂CO₃或Na₂CrO₄溶液，反萃液的PH值控制在5以上，搅拌速度500-800转/分，反萃温度0-40℃。

3、根据权利要求1所述的萃取法，其萃取塔（2）带有搅动装置，可采用筛板塔、转盘塔或脉冲塔，也可以是只带搅拌的空塔。反萃塔（4）为带有搅动装置的空塔，取一定量配制好的反萃液装入塔中，待浓缩至接近饱和后由塔底放出进行后处理。

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