FI62810C - FOERFARANDE FOER RENING AV AVLOPPSVATTEN AV KROM - Google Patents

FOERFARANDE FOER RENING AV AVLOPPSVATTEN AV KROM Download PDF

Info

Publication number
FI62810C
FI62810C FI1138/72A FI113872A FI62810C FI 62810 C FI62810 C FI 62810C FI 1138/72 A FI1138/72 A FI 1138/72A FI 113872 A FI113872 A FI 113872A FI 62810 C FI62810 C FI 62810C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
chromium
iron
electrodes
solution
anode
Prior art date
Application number
FI1138/72A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI62810B (en
Inventor
Nunzio Mastrorilli
Original Assignee
Snam Progetti
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Snam Progetti filed Critical Snam Progetti
Publication of FI62810B publication Critical patent/FI62810B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI62810C publication Critical patent/FI62810C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C02F1/705Reduction by metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46176Galvanic cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • C02F2101/22Chromium or chromium compounds, e.g. chromates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023Water in cooling circuits

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

(•jL**»·} rBl f11. KUULUTUSJULKAISU(• jL ** »·} rBl f11. ANNOUNCEMENT

LBJ (11) UTL.AGG NI NGSSKRI FT 62Ö1 0 β|Οτ ® ^ ^ Patentti rjycr.nc tty 10 03 1933 ^ ^ (51) Kv.ik^i^a3‘‘‘'^Τ σέ1 F 1/4-6 SUOMI —FINLAND (i1) PM*nttlh«k.mu«-PK«nc««ti6kn4n| 1138/72 (22) H»k*ml»pitvl—Amekninpd·! 21.01./2 ' (23) Alkupllvi—Gilcl|(Mtadaf 21.01.72 (41) Tullut JulklMksI — Bllvlt oflantllg 2l. 10.72LBJ (11) UTL.AGG NI NGSSKRI FT 62Ö1 0 β | Οτ ® ^ ^ Patent rjycr.nc tty 10 03 1933 ^ ^ (51) Kv.ik ^ i ^ a3 '' '' ^ Τ σέ1 F 1 / 4- 6 FINLAND —FINLAND (i1) PM * nttlh «k.mu« -PK «nc« «ti6kn4n | 1138/72 (22) H »k * ml» pitvl — Amekninpd ·! 21.01./2 '(23) Alkupllvi — Gilcl | (Mtadaf 21.01.72 (41) Tullut JulklMksI - Bllvlt oflantllg 2l. 10.72

Patentti- ja rekisterihallitus .... u,..„ .... _. . ..,,.National Board of Patents and Registration .... u, .. „.... _. . .. ,,.

. . (44) NUiUvIlutpamm |t luiuLJulluOiun pvm. — 11 &2. . (44) NUUVIUTIlutpamm | t luiuLJulluOiun Date. - 11 & 2

Patent- och registerstyreisen ' AmMcu utisgd och utUkrHUn public·»* (32)(33)(31) sey «uolk···—Begird priori*·* 23. Ol. 71 07.05.71 Italia-Italien(IT) 23519 A/71, 2I205 A/71 (71) Snam Progetti S.p.A., Corso Venezia, l6, Milano, Italia-Italien(lT) (72) Nunzio Mastrorilli, Milano, Italia-Italien(IT) (Tl) Antti Impola (5I) Menetelmä jätevesien puhdistamiseksi kromista -Förfarande för rening av avloppsvatten av kromPatent- och registerstyreisen 'AmMcu utisgd och utUkrHUn public · »* (32) (33) (31) sey« uolk ··· —Begird priori * · * 23. Ol. 71 07.05.71 Italy-Italy (IT) 23519 A / 71, 2I205 A / 71 (71) Snam Progetti SpA, Corso Venezia, l6, Milan, Italy-Italy (lT) (72) Nunzio Mastrorilli, Milan, Italy-Italy (IT) (Tl) Antti Impola (5I) Method for the treatment of effluents from chromium -Förfarande för rening av avloppsvatten av krom

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää jätevesien puhdistamiseksi kromista, jolloin kuusiarvoinen kromi pelkistetään elektrolyyttisesti kolmiarvoiseksi kromiksi, joka sen jälkeen saostetaan hydroksidina ja jolloin itse käsiteltävää jätevettä käytetään elektrolyyttinä. Jos moniarvoinen metalli-ioni ottaa osaa anionin muodostukseen, voi prosessi johtaa saman metallin suolaan, jolla metallilla on pienempi valenssi.The present invention relates to a process for the purification of effluents from chromium, in which hexavalent chromium is electrolytically reduced to trivalent chromium, which is then precipitated as a hydroxide, and in which the effluent itself is used as an electrolyte. If a polyvalent metal ion participates in anion formation, the process can result in a salt of the same metal with a lower valence.

Sellaisella tavalla esim. kromaatit pelkistetään kolmiarvoisen kromin suoloiksi.In this way, for example, chromates are reduced to salts of trivalent chromium.

Keksintö kohdistuu menetelmään jätevesien puhdistamiseksi kromista, jolloin itse käsiteltävää nestettä käytetään elektrolyyttinä ja jolloin kuusiarvoinen kromi pelkistetään kolmiarvoiseksi kromiksi, joka saostetaan hydroksidina.The invention relates to a process for the purification of waste water from chromium, in which the liquid to be treated itself is used as an electrolyte and in which hexavalent chromium is reduced to trivalent chromium, which is precipitated as hydroxide.

Menetelmän periaatteen mukaan käytetään kahta eri lajia olevaa alkuainetta, esim. rautaa ja amalgamoitua kuparia, jotka upotetaan nesteeseen, jota käsitellään ja jotka ovat sähköisesti yhdistetyt saastuneen nestemäisen faasin sisä- tai ulkopuolella.According to the principle of the method, two different types of elements are used, e.g. iron and amalgamated copper, which are immersed in the liquid to be treated and which are electrically connected inside or outside the contaminated liquid phase.

Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan siitä, että käytetään toisistaan kemiallisesti eroavia elektrodeja, jotka yhdistetään toi- 2 62810 siinsa sähkövirran aikaansaamiseksi pH-arvon ollessa pienempi kuin 3,5, jolloin toinen elektrodeista on vedyn suhteen sähköpositiivinen ja toinen hiiltä tai sähkönegatiivinen.The method according to the invention is characterized in that chemically different electrodes are used, which are connected to each other to provide an electric current with a pH of less than 3.5, one of the electrodes being electropositive for hydrogen and the other carbon or electrically negative.

Vedyn suhteen vähemmän jalon elektrodin hapan liukeneminen antaa tulokseksi elektronivirran, joka kulkee toiseen elektrodiin, jossa niiden varaus purkautuu elektrolyytissä oleviin ioneihin verrattuna.The acidic dissolution of a less noble electrode with respect to hydrogen results in an electron current flowing to another electrode where their charge is discharged relative to the ions in the electrolyte.

Aikaisemmin on FI-patenttihakemuksen 1490/69 mukaan ehdotettu jäteveden puhdistamista sakkauttamalla vapautuvien metalli-ionien avulla vedessä olevia epäpuhtauksia, esim. fosforia. Metalli-ionit saatetaan nesteeseen tällöin tasavirran avulla tai luonnollista potentiaalieroa käyttäen, jolloin metalleina on mainittu esim. rauta ja kupari tai rauta ja hopea.Previously, according to FI patent application 1490/69, it has been proposed to treat wastewater by precipitating impurities in the water, e.g. phosphorus, by means of precipitated metal ions. The metal ions are then introduced into the liquid by means of direct current or by using a natural potential difference, in which case, for example, iron and copper or iron and silver are mentioned as metals.

Keksinnön mukaan reaktiot tapahtuvat ilman energian syöttöä ulkopuolelta, tai toisin saoen keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti toteutetut järjestelmät syöttävät sähköenergiaa suoran virran muodossa, joka saavuttaa ei-vaikutuksenalaisen katodin lähtien anodista ja joka voidaan mitata ulkoisen johtimen lävitse, jos käytetään kahta sopivaa alkuainetta, jotka on erikseen upotettu käsiteltävään nesteeseen ja oikosuljettu nestemäisen faasin ulkopuolella.According to the invention, the reactions take place without energy supply from the outside, or alternatively the systems implemented according to the invention supply electrical energy in the form of a direct current reaching the non-affected cathode from the anode and can be measured through an external conductor if two suitable elements to the liquid to be treated and short-circuited outside the liquid phase.

Liitäntä kahden erilaisen aineen välillä voidaan aikaansaada myös liuoksen sisäpuolella erikoisesti käyttämällä erilaisia elektrodeja, joilla on erittäin pienet ulottuvaisuudet, ja siten kahden aineen rakeiden seosta: sellaisella tavalla neste voidaan jatkuvasti johtaa seoksen poikki ja poistaa täydellisesti puhdistettuna.The connection between two different substances can also be achieved inside the solution, in particular by using different electrodes with very small dimensions, and thus a mixture of granules of the two substances: in this way the liquid can be continuously passed through the mixture and removed completely purified.

Redoksi-reaktiot eivät ole riippuvaisia elektrodien järjestelystä, päinvastoin niiden kinetiikat riippuvat elektrodien muodosta ja toisinaan etäisyydestä.Redox reactions do not depend on the arrangement of the electrodes, on the contrary, their kinetics depend on the shape of the electrodes and sometimes on the distance.

Itävaltalaisessa patentissa 264 392 on esitetty myös kromipi-toisten jätevesien elektrolyyttinen käsittely, mutta sen mukaan elektrodeissa, joihin syötetään sähkövirtaa tapahtuu elektrolyyttinen hapetus - pelkistysprosessi. Keksintömme mukaan voivat elektrodit sitäpaitsi ol.lä rakeina tai jauheena kahden aineen seoksena, jolloin jatkuva nesteen syöttö ja täydellinen puhdistuminen on mahdollista.Austrian patent 264,392 also discloses the electrolytic treatment of chromium-containing wastewaters, but states that an electrolyte oxidation-reduction process takes place in the electrodes to which an electric current is applied. According to our invention, the electrodes can also be in the form of granules or powders as a mixture of two substances, whereby a continuous supply of liquid and complete purification is possible.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan jfleisesti käyttää hapettavien suolojen muuttamiseksi muiksi suoloiksi, joissa metalli on alemmassa valenssissa, jolloin reaktiomekaniikka käsiteltäessä kromaatte-ja ja elohopeasuoloja on seuraava. Natriumkromaattiliuoksessa anodin ollessa metallista sinkkiä ja liuoksen ollessa tehtynä happameksi typpihapolla tapahtuu seuraava reaktio: 3 6281 0 3Zn + Na2Cr20? + 14 HN03 = 3 Zn (N03)2 + 2 NaNc>3 + 2 Cr (N03)2 +7H2° joka voidaan kirjoittaa yleisempää muotoon 3 Me + Cr20^ + 14H+ = 3 Me++ + 2CR+++ + 7H20 jossa Me on 2-arvoinen metalli, joka on vähemmän jalo kuin vety.The process according to the invention can further be used for the conversion of oxidizing salts into other salts in which the metal is in the lower valence, the reaction mechanics for the treatment of chromate and mercury salts being as follows. In the sodium chromate solution, when the anode is metallic zinc and the solution is acidified with nitric acid, the following reaction takes place: 3 6281 0 3Zn + Na2Cr 2 O? + 14 HNO3 = 3 Zn (NO3) 2 + 2 NaNc> 3 + 2 Cr (NO3) 2 + 7H2 ° which can be written in the more general form 3 Me + Cr20 ^ + 14H + = 3 Me ++ + 2CR +++ + 7H2O where Me is 2-valued a metal that is less noble than hydrogen.

Jos mainitulla metallilla (Me) on korkeampi valenssi, tapahtuu jatkoreaktio, esim. seuraavasti: 6 Me++ + Cr20^ + 14H+ = 6 Me+++ + 2Cr+++ 7H20.If said metal (Me) has a higher valence, a further reaction takes place, e.g. as follows: 6 Me ++ + Cr 2 O + + 14H + = 6 Me +++ + 2Cr +++ 7H 2 O.

Näin tapahtuu esim. silloin, kun Me on rauta, joka muuttuu kaksiarvoiseen tilaan ja sen jälkeen kolmiarvoiseen tilaan.This is the case, for example, when Me is an iron that changes to a divalent state and then to a trivalent state.

Seuraavassa kuvataan sellaisten jätevesien käsitteleminen, J01-'· ka sisältävät kromaatteja, jotka ovat peräisin kromi- tai nikkeli-kro-miteräksien käsittelystä. Tällöin on alan ammattimiehelle erittäin helppoa soveltaa keksinnön periaatteita sellaisten jäteveisien käsittelemiseksi, jotka sisältävät eri lähteistä olevia kromaatteja.The following describes the treatment of effluents containing chromates from the treatment of chromium or nickel-Kro steels. In this case, it is very easy for a person skilled in the art to apply the principles of the invention for the treatment of waste cattle containing chromates from different sources.

Kromi- tai nikkeli-kromi-teräksien sähkökemiallinen käsitteleminen käsittää olennaisesti anodi-hapetus-käsittelyn elektrolyysi" kylvyssä, jonka muodostaa natriumnitraatin 30 %:nen vesiliuos. Käsittelyn aikana muodostuu huomattavia määriä liukenevaa natriumkro-maattia ja myös lietteitä, jotka sisältävät rauta- ja kromihydroksi-deja ja emäksisiä suoloja. Sentrifugoitaessa sen jälkeen sellainen suspensio saadaan sakat erottumaan ja alkaalisesta nitraatista tai kromaatista rikas liuos voidaan palauttaa kiertokulkuun.The electrochemical treatment of chromium or nickel-chromium steels essentially involves an anode oxidation treatment "in a bath of a 30% aqueous solution of sodium nitrate. During the treatment considerable amounts of soluble sodium chromate and also slurries containing iron and chromium hydroxide are formed. After centrifugation, such a suspension causes the precipitates to separate and the solution rich in alkaline nitrate or chromate to be recycled.

Kuitenkin sekä johtuen sentrifugoimiseen liittyvistä syistä ja ennen kaikkea kromaattien väkevyyden jatkuvan suurenemisen vält-tämseksi kiertokulkuun saatetussa elektrolyytissä, lietteet poistetaan sen jälkeen, kun ne ovat osaksi sakkautuneet; näin ollen poistettavan aineen muodostaa rauta- ja kromihydroksidien ja emäksisten nitraattien suspensio dispersoituneena natriumnitraatin ja kromaatin liuokseen.However, and for reasons related to centrifugation, and above all to avoid a continuous increase in the chromate concentration in the circulating electrolyte, the sludges are removed after they have partially settled; thus, the substance to be removed is a suspension of iron and chromium hydroxides and basic nitrates dispersed in a solution of sodium nitrate and chromate.

Sellaisen suspension nestemäisessä faasissa läsnäolevan natrium-kromaatin väkevyys riippuu käsiteltävien seoksien kromipitoisuudesta ja on yleensä suurempi kuin 250 miljoonasosaa Cr, mikä vastaa noin 750 miljoonasosaa NagCrO^.The concentration of sodium chromate present in the liquid phase of such a suspension depends on the chromium content of the mixtures to be treated and is generally greater than 250 ppm Cr, which corresponds to about 750 ppm NagCrO 2.

Tämän sähkökemiallisen prosessin esimerkkikaavio on esitetty oheisessa kuviossa.An example diagram of this electrochemical process is shown in the figure below.

6281 06281 0

Viitaten kuvioon on siinä säiliö 1 sisältäen puhdasta elektrolyyttiä, natriumnitraattia syötettynä kohdan 14 kautta. Kohdan 2 kautta elektrolyytti lisätään kohtaan 3, joka on laitteisto, jossa suoritetaan elektrolyyttinen käsittely. Kohdasta 3 poistuu likainen elektrolyytti, jonka muodostavat liukoinen natriumkromaatti ja lietteet, jotka sisältävät rauta- ja kromihydroksideja, ja jotka johdetaan astiaan 5 kohdan 4 kautta. Kohdan 6 kautta suspensio johdetaan sentrifugiin 7, joka syötetään vedellä ainoastaan pesufaasissa kohdan 15 kautta. Sen jälkeen sentrifugoitaessasuspensiota saadaan sakat erottumaan ja liuos, joka on rikas alkaalisesta nitraatista ja kro-maatista, palautetaan takaisin kohtaan 1 kohdan 8 ja 9 kautta. Lietteet, jotka johdetaan kohtaan 11 kohdan 10 kautta, muodostaa rautuja kromihydroksidien ja emäksisten nitraattien suspensio dispergoi-tuneena natriumnitraatin ja -kromaatin liuokseen.Referring to the figure, there is a tank 1 containing pure electrolyte, sodium nitrate fed through point 14. Through step 2, the electrolyte is added to step 3, which is an apparatus where electrolytic treatment is performed. Point 3 removes the dirty electrolyte consisting of soluble sodium chromate and sludges containing iron and chromium hydroxides, which are passed to the vessel via point 5 (4). Through point 6, the suspension is passed to a centrifuge 7, which is fed with water only in the washing phase through point 15. After centrifugation of the suspension, the precipitates are separated and the solution rich in alkaline nitrate and Chromate is returned to point 1 via points 8 and 9. The slurries passed to point 11 via point 10 form an iron suspension of chromium hydroxides and basic nitrates dispersed in a solution of sodium nitrate and chromate.

Kohdassa 11 puhdistaminen suoritetaan edellä mainitun menetelmän mukaan. Kaksi elektrodia rauta anodina ja amalgamoitu kupari katodina upotetaan nesteeseen: ne ovat oikosuljettu ja tapahtuu seuraa- va reaktio: 3 Fe + Cr20^ + 14 H+^3 Fe2+ + 2 Cr3+ + 7 H20.In step 11, the purification is carried out according to the above-mentioned method. The two electrodes as an iron anode and the amalgamated copper as a cathode are immersed in the liquid: they are short-circuited and the following reaction takes place: 3 Fe + Cr 2 O + 14 H + ^ 3 Fe 2+ + 2 Cr 3 + + 7 H 2 O.

jolloin kromaatit pelkistyvät kolmiarvoisen kromin suoloiksi.whereby chromates are reduced to salts of trivalent chromium.

Liuokseen mennyt 2-arvoinen rauta hapettuu 3-arvoiseksi raudaksi johtuen nitraatti-ionien ylimäärän läsnäolosta, ja tällä redoksi-reaktiolla saadut typpioksidit liukenevat järjestelmään, johon ne jäävät. Nitratti-ioneja muodostuu uudelleen kvantitatiivisesti, kun järjestelmä tehdään alkaaliseksi 3-arvoisten kromi- ja rautahydroksidien saamiseksi ja niiden erottamiseksi järjestelmästä. Rauta- ja kromi-suolojen muodostamista varten tarvittava happamuus voi olla sellainen, että jo läsnäolevien rautayhdisteiden liukenemista ei tapahdu.The divalent iron that has gone into the solution is oxidized to the divalent iron due to the presence of excess nitrate ions, and the nitrogen oxides obtained by this redox reaction dissolve in the system in which they remain. Nitrate ions are quantitatively reconstituted when the system is made alkaline to obtain 3-valent chromium and iron hydroxides and to separate them from the system. The acidity required to form iron and chromium salts may be such that no dissolution of the iron compounds already present occurs.

Reaktion jälkeen rauta ja kromi poistetaan, kuten edellä on sanottu, lisäämällä natriumhydroksidia, joka aikaansaa raskasmetalli-hydroksidien saostumisen.After the reaction, iron and chromium are removed, as mentioned above, by adding sodium hydroxide, which causes the precipitation of heavy metal hydroxides.

Tässä faasissa kaikki typpihappo, ennen käsitelty, on läsnä liuoksessa natriumnitraattina, joka palautetaan kohtien 12 ja 13 kautta kohtaan 1; siten elektrolyytin alkaalinen nitraattipitoisuus palautuu automaattisesti: tästä syystä vältetään nitraatin muutoin tarvittavat lisäykset palautettavaan liuokseen.In this phase, all the nitric acid, previously treated, is present in the solution as sodium nitrate, which is returned via points 12 and 13 to point 1; thus, the alkaline nitrate content of the electrolyte is automatically restored: for this reason, the otherwise necessary additions of nitrate to the returned solution are avoided.

Raskasmetallihydroksidien erottamisen jälkeen, esim. samojen jo läsnä olevien sentrifugien avulla, saadaan edellä mainitulla kä- 5 6281 0 sittelyllä liuos, joka sisältää vain natriumnitraattia, joka sellaisenaan on sopiva uudelleen käsiteltäväksi suljetussa kierrossa.After separation of the heavy metal hydroxides, e.g. by means of the same centrifuges already present, the above-mentioned treatment gives a solution containing only sodium nitrate, which as such is suitable for reprocessing in a closed loop.

Kuvion mukaisen menetelmän mielenkiintoinen muunnos, joka tekee sellaisen menetelmän täysin yleiseksi, käsittää esillä olevan keksinnön soveltamisen myös kohdassa 5 olevan suspension käsittelemiseksi. Sellaisella tavalla pelkistyimisen ja neutraloitumisen tapahduttua on mahdollista suorittaa lietteiden erotus kohdassa 7, jossa lietteet voidaan poistaa, koska ne eivät sisällä jäljellä olevassa nestefaasissa ei kromaatteja eikä raskasmetailisuoloja.An interesting variant of the method according to the figure, which makes such a method completely general, comprises the application of the present invention also for the treatment of the suspension in step 5. In this way, after the reduction and neutralization, it is possible to carry out the separation of the sludges in step 7, where the sludges can be removed because they do not contain chromates or heavy metal salts in the remaining liquid phase.

Yleisesti sanoen riippumattasaatuttavasta alkuaineesta, joka on pelkistettävä, on mahdollista käyttää katodina ainetta, joka vaikuttaa elohopeaelektrodina, tarkoituksella saada suuri ylijännite vetyyn verrattuna ja siten voida vaikuttaa pH-arvon laajemmalla alueella ilman vedyn kehittymistä.In general, regardless of the element to be reduced, it is possible to use as a cathode a substance which acts as a mercury electrode, in order to obtain a high overvoltage compared to hydrogen and thus to affect the pH over a wider range without hydrogen evolution.

Tässä tarkoituksessa voidaan käyttää amalgamoituja metalleja, elohopealla impregnoitua hiiltä tai yksinkertaisesti metallista elohopeata. Katodi-alkuaineet voidaan myös saada päällystämällä tai impregnoimalla kantaja metallisella alkuaineella, joka voi muodostaa amal-gaamaa, ja siten amalgamoida metallinen alkuaine.For this purpose, amalgamated metals, mercury-impregnated carbon or simply metallic mercury can be used. The cathode elements can also be obtained by coating or impregnating the support with a metallic element which can form Amalgae, and thus amalgamating the metallic element.

Käytettäessä laitteistoa, jonka muodostaa täytekolonnit, joissa kosketus elektrodien välillä aikaansaadaan vesipitoisen faasin sisäpuolella, on sopivaa käyttää anodina alkuainetta, joka ei muodosta amalgamaa, tarkoituksella ylläpitää muuttumaton potentiaaliero elektrodien välillä: Edullisesti käytetään rautaa. Kuitenkin anodi voi edullisesti olla sinkkiä, nikkeliä, tinaa, lyijyä, rautaa, kromia, ja mitä tahansa metallia, joka on saatavissa ei-hapettavasta haposta, so. jotka ovat vähemmän jaloja kuin vety; toisinaan ne voidaan amalgamoida syövytysnopeuden säätämiseksi. Katodin voi muodostaa hiili, vetyä jalommat metallit, niiden amalgaamat, aineet, jotka on impregnoitu elohopealla ja kaikki aineet, joita hapot eivät syövytä ja jotka ovat johtimia.When using an apparatus consisting of packed columns in which the contact between the electrodes is effected inside the aqueous phase, it is suitable to use as the anode an element which does not form amalgam in order to maintain a constant potential difference between the electrodes: Iron is preferably used. However, the anode may preferably be zinc, nickel, tin, lead, iron, chromium, and any metal available from a non-oxidizing acid, i. which are less noble than hydrogen; sometimes they can be amalgamated to adjust the etching rate. The cathode can be formed by carbon, hydrogen-noble metals, their amalgams, substances impregnated with mercury and all substances which are not corrosive by acids and which are conductors.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa käyttämällä vain anodialkuainetta, jolla on metallinen luonne, edellä mainittujen reaktiokaavioden mukaisesti. Kuitenkaan edut eivät ole erittäin huomattavia tällöin. Ennen kaikkea koska ei käytetä katodia, joka vaikuttaa vetyä jalompana elektrodiin, on läsnä pienempi potentiaaliero verrattuna anodiaineeseen: sen vuoksi reaktionopeudet ovat pienempiä.The process according to the invention can be carried out using only an anode element having a metallic nature, according to the above-mentioned reaction schemes. However, the benefits are not very significant in this case. Above all, since no cathode is used, which acts more precisely than hydrogen on the electrode, a smaller potential difference is present compared to the anode material: therefore the reaction rates are lower.

6 6281 06 6281 0

Lisäksi koska ei käytetä katodia, jolla on huomattava yli-jännite vetyyn verrattuna, kuten on siinä tapauksessa, jossa katodi vaikuttaa elohopeaelektrodina, vetyä voi vapautua anodista, mikä seikka lisää hapon kulutusta ja polarisoi itse anodia.In addition, since a cathode having a significant overvoltage over hydrogen is not used, as is the case where the cathode acts as a mercury electrode, hydrogen can be released from the anode, which increases acid consumption and polarizes the anode itself.

Käsiteltäessä liuoksia, jotka sisältävät hapettavia yhdisteitä suurissa väkevyyksissä, esim. kromaatteja väkevyytenä 1000 miljoonasosaa Cr, tapahtuvat edellä mainitut reaktiot ja hapon kulutus on ekvivalentti pelkistettyjen kromaattien määrään nähden, vetyioni väkevyys pienenee, so. pH-arvo kasvaa, ennen kaikkea anodi-pinnalla, jos metalli on korkeammassa valenssissaan siirtyessään liuokseen. Raudun yhteydessä Fe+++ -ioneja muodostuu sellaisissa pH-arvoissa aikaansaaden kolmiarvoisen raudan hydroksideja tai emäksisiä suoloja. Koska ne ovat liukenemattomia tuotteita muodostuneena lähellä metallista pintaa, jossa Fe+++ -ionit ovat muodostuneet, 1iukenemisprosessi voi pienentyä johtuen pinta-polymeroituraisilmiöstä.When treating solutions containing oxidizing compounds in high concentrations, e.g. chromates at a concentration of 1000 ppm Cr, the above reactions take place and the consumption of acid is equivalent to the amount of reduced chromates, the concentration of hydrogen ion decreases, i. The pH increases, especially on the anode surface, if the metal is in its higher valence as it enters the solution. In the case of iron, Fe +++ ions are formed at such pH values, giving hydroxides or basic salts of trivalent iron. Because they are insoluble products formed near the metal surface where Fe +++ ions are formed, the dissolution process may be reduced due to the surface polymerization phenomenon.

Sellaisessa tapauksessa on mahdollista lisätä kompleksin muodostavaa ainetta, esim. EDTA-napon natriumsuolaa liukenemattomien rautahydroksidien ja emäksisten suolojen muodostumisen välttämiseksi.In such a case, it is possible to add a complexing agent, e.g. a sodium salt on the EDTA day, to avoid the formation of insoluble iron hydroxides and basic salts.

Käyttökelpoinen laite, joka muodostaa suurimman osan katodi-pinnasta, joka ei ole kosketuksessa anodien kanssa, käsittää sellaisten katodien käyttäminen, joilla on erikoiset muodot, myös silloin, kun käytetään kolonneja, jotka on täytetty katodi- ja anodiaineella sekaisin sovitettuna.A useful device that forms most of the cathode surface that is not in contact with the anodes involves the use of cathodes with special shapes, even when using columns filled with cathode and anode material mixed together.

Esim. on mahdollista käyttää katodiainetta pieneien putkipak-sunnospätkien muodossa, ja jos anodiaineella on sellaiset ulottuvaisuudet, ettei se ulotu siten saatuihin onttoihin pieniin sylinterei-hin, voidaan käyttää katodipintaa, jonka muodostaa putkipaksunnospät-kien sisäseinämät, jotka eivät ole kosketuksessa anodien kanssa, myöskin silloin, kun ne ovat sähköisiä johtuen kontaktista samojen anodien ja onttojen sylinterien ulkoseinien välillä.For example, it is possible to use a cathode material in the form of small tube thick pieces, and if the anode material has such dimensions that it does not extend into the hollow small cylinders thus obtained, a cathode surface formed by the inner walls of tube thick pieces not in contact with the anodes can be used. , when they are electrical due to contact between the outer anodes and the outer walls of the hollow cylinders.

Edellä esitetyssä olettamuksessa liuos sisältäen kromaatteja pelkistetään sen ollessa kosketuksessa sylinterin sisäseinän kanssa, kun taas sitä seuraava pelkistysreaktio tapahtuu ferroioneil-la, jotka ovat jo läsnä liuoksessa, mutta ei silloin kun niitä muodostuu .In the above assumption, the solution containing chromates is reduced when it is in contact with the inner wall of the cylinder, while the subsequent reduction reaction takes place with ferric ions already present in the solution, but not when they are formed.

Rautahydroksidi ja emäksiset suolat, mikäli niitä muodostuu, ovat siten nestemäisen faasin ja anodi-neste-tilan välillä.The iron hydroxide and basic salts, if formed, are thus between the liquid phase and the anode-liquid state.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuja kuvataan lähemmin seuraa-vien esimerkkien avulla, jotka on esitetty yksinomaan kuvaamistar-The advantages of the method according to the invention are described in more detail by means of the following examples, which are presented for illustrative purposes only.

6281 O6281 O

7 koitusta varten.7 for trying.

Esimerkki 1Example 1

Viittaamme kuvion mukaiseen menetelmään, jossa kromi- ja n.ik-keli-kromi-teräksiä käsiteltiin sähkökemiallisesti ja joka suoritettiin tarkoituksella antaa mainituille teräksille haluttu muoto käyttäen anodi-liukenemista: suspension nestefaasissa läsnäolevan natri-umkromaatin, joka on poistettava (kohta 11 kuviossa), väkevyys oli. noin 750 miljoonasosaa, mikä vastaa noin 250 miljoonasosaa Cr. Menetelmällä aikaisemmin esitetyllä tavalla kromaattien täydellinen pel-kistyimen tapahtui noin 2 tunnissa: tänä aikana oli mahdollista todeta virta, joka potentiaalierolle 1 V osoitti voimakkuuden 100 mA.We refer to the process according to the figure, in which chromium and n.ik-chromium chromium steels were electrochemically treated and carried out with the intention of giving said steels the desired shape using anode dissolution: sodium chromate present in the liquid phase of the suspension to be removed (point 11 in the figure); the concentration was. about 750 parts per million, which corresponds to about 250 parts per million Cr. By the method previously described, the complete reduction of the chromates took place in about 2 hours: during this time it was possible to detect a current which indicated a strength of 100 mA for a potential difference of 1 V.

Muiden ferrisuolojen tai -nitraattien mitään pelkistymistä ei todettu.No reduction was observed with other ferric salts or nitrates.

Esimerkki 2 Tämä koe suoritettiin yksinomaan vertailua varten ja se liittyi kromipäällystyslaitteiston yleiseen tapaukseen. Saadut jätevedet puhdistettiin säätämällä pH arvoon alle 3 ja lisäämällä kaasumaista SOj tai natriumsulfiit in tai -bisulfiitin liuosta väkevyytenä 50-100 g/1. Seuraavat reaktiot tapahtuivat:Example 2 This experiment was performed solely for comparison and was related to the general case of chrome plating equipment. The resulting effluents were purified by adjusting the pH to less than 3 and adding a gaseous solution of SO 2 or sodium sulfite or bisulfite at a concentration of 50-100 g / l. The following reactions occurred:

Cr20’ + 3 HS0" + 5 H+ —> 2 Cr+++ + 3 SOj + 4 H20Cr20 '+ 3 HS0 "+ 5 H + -> 2 Cr +++ + 3 SOj + 4 H2O

Cr20^ + 3 S02 + 2 H+-*2 Cr3+ + SOjj + H20 17,35 g kuusiarvoista kromia metallina vaati 63,0 g vedetöntä natri-umsulfiittia. Käytännössä pelkistysaineen tarvittava määrä oli nostettava arvoon noin 25 % kromin täydellistä pelkistämistä varten kol-miarvoiseen tilaan.Cr 2 O + 3 SO 2 + 2 H + - * 2 Cr 3 + + SO 2 and H 2 O 17.35 g of hexavalent chromium as metal required 63.0 g of anhydrous sodium sulfite. In practice, the amount of reducing agent required had to be increased to about 25% for complete reduction of chromium to the trivalent state.

Pelkistys voidaan suorittaa toisella tavalla käyttäen ferrosulfaattia: seuraava reaktio tapahtui:The reduction can be carried out in another way using ferrous sulphate: the following reaction took place:

Cr20 + 6 Fe++ + 14 H+~7 2 Cr+++ + 6 Fe+++ + 7 H?0Cr20 + 6 Fe ++ + 14 H + ~ 7 2 Cr +++ + 6 Fe +++ + 7 H? 0

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti käytettäessä C/Zn-paria sinkin kulutus on suhteessa siihen kromimäärään, jota on poisto-liuoksessa, ja pH-arvoon. pH-arvossa 3-3,5 kulutti 17,35 kuusiarvoista kromia metallina 41 g metallista sinkkiä. Sellainen kuluminen huomattavasti suurenee, jos pH saatetaan arvoon alle 2.When using a C / Zn pair according to the method of the invention, the consumption of zinc is proportional to the amount of chromium present in the removal solution and to the pH. At pH 3-3.5, 17.35 hexavalent chromium consumed 41 g of metallic zinc as the metal. Such wear is greatly increased if the pH is brought below 2.

8 6281 08 6281 0

Sensijaan jos käytetään elektrodiparia Cu, Hg/Fe poi::. to liuoksen pH-arvoissa 3 tai alempana on raudan kulutus 17,35 g:n kromia pelkistämiseksi 3-arvoiseen tilaan 20 g. 6-arvoista kromia oli pois-toliuoksessa vähemmän kuin 0,05 miljoonasosaa.Instead, if an electrode pair Cu, Hg / Fe poi :: is used. to a solution pH of 3 or lower is an iron consumption to reduce 17.35 g of chromium to a 3-value state of 20 g. The 6-value chromium was less than 0.05 ppm in the extraction solution.

Esimerkki 3Example 3

Pelkistys suoritettiin 3-arvoiseksi kromiksi lähtemällä G-ar-voisesta kromista, jota oli natriumnitraatin väkevöidyssä liuoksessa, käyttämällä elektrodiparia Cu, Hg/Fe. Jäteliuos sisälsi 30 paino-%The reduction to 3-value chromium was performed starting from G-valent chromium in concentrated sodium nitrate solution using a pair of electrodes Cu, Hg / Fe. The waste solution contained 30% by weight

NaNOg ja 6-arvoisen kromin väkevyys oli 250 miljoonasosaa ilmoitettuna metallina. Tässä tapauksessa käytettiin 30 g rautaa 17,35 g: n 6-arvoista kromia täydellistä pelkistämistä varten. Poistoliuoksen 6-arvoisen kromin määrä oli alle 0,05 miljoonasosaa.The concentration of NaNOg and 6-value chromium was 250 ppm as the declared metal. In this case, 30 g of iron was used for 17.35 g of 6-valent chromium for complete reduction. The amount of 6-value chromium in the removal solution was less than 0.05 ppm.

Esimerkki 4 Päällystyskäsittelyssä, syötettäessä 1500 mg/h 6-arvoista 3 kromia, kromimäärän sisältyessä 2 m :iin syöttöliuosta voitiin se täydellisesti pelkistää 3-arvoiseksi kromiksi käyttämällä 3 kg rautaa ja 100 g H2S0^ järjestelmän tekemiseksi happameksi. Käytettiin elektrodiparia Cu, Hg/Fe.Example 4 In the coating treatment, by feeding 1500 mg / h of 6-valent 3 chromium, the amount of chromium contained in 2 m of feed solution could be completely reduced to 3-valent chromium using 3 kg of iron and 100 g of H 2 SO 4 to acidify the system. An electrode pair Cu, Hg / Fe was used.

Esimerkki 5Example 5

Saatiin 100 m^/h jätettä jäähdytystorneista, joka jäte sisälsi noin 30 miljoonasosaa kromaatteja (15 miljoonasosaa Cr, joka on ekvivalentti 1,5 kg/h kanssa kromia). 3-arvoisen kromin täydellinen pelkistäminen suoritettiin käyttämällä 1,5 kg/h rautaa.100 m 2 / h of waste from cooling towers was obtained, which waste contained about 30 ppm of chromates (15 ppm of Cr, which is equivalent to 1.5 kg / h of chromium). Complete reduction of 3-valent chromium was performed using 1.5 kg / h of iron.

Käytetty pari oli Cu, Hg/Fe.The pair used was Cu, Hg / Fe.

Claims (3)

6281 O 96281 O 9 1. Menetelmä jätevesien puhdistamiseksi kromista, jolloin kuu-siarvoinen kromi pelkistetään elektrolyyttisesti kolmiarvoiseksi kromiksi, joka sen jälkeen seostetaan hydroksidina ja jolloin itse käsiteltävää jätevettä käytetään elektrolyyttinä, tunnettu siitä, että käytetään toisistaan kemiallisesti eroavia elektrodeja, jotka yhdistetään toisiinsa sähkövirran aikaansaamiseksi pH-arvon ollessa pienempi kuin 3,5, jolloin toinen elektrodeista on vedyn suhteen sähköpositiivinen ja ja toinen hiiltä tai sähkönegatii-vinen.A process for purifying wastewater from chromium, in which hexavalent chromium is electrolytically reduced to trivalent chromium, which is then doped as a hydroxide, and in which the treated wastewater itself is used as an electrolyte, characterized in that chemically different electrodes are used which are connected to each other at lower pH than 3.5, with one of the electrodes being electropositive for hydrogen and the other carbon or electrically negative. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mentelmä, tunnettu s i i t ä , että elektrodeina käytetään rautaa ja amalgamoitua kuparia .Method according to Claim 1, characterized in that iron and amalgamated copper are used as electrodes. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrodit ovat tangon, rakeiden tai jauheen muodossa. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdas liuos palautetaan uudel-leenkiertokulkuun ja että puhdistusjätteet otetaan talteen.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the electrodes are in the form of a rod, granules or powder. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the clean solution is recycled and the cleaning waste is recovered.
FI1138/72A 1971-04-23 1972-04-21 FOERFARANDE FOER RENING AV AVLOPPSVATTEN AV KROM FI62810C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2354971 1971-04-23
IT2354971 1971-04-23
IT2420571 1971-05-07
IT2420571 1971-05-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI62810B FI62810B (en) 1982-11-30
FI62810C true FI62810C (en) 1983-03-10

Family

ID=26328395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI1138/72A FI62810C (en) 1971-04-23 1972-04-21 FOERFARANDE FOER RENING AV AVLOPPSVATTEN AV KROM

Country Status (24)

Country Link
JP (1) JPS5235945B1 (en)
AT (1) AT324969B (en)
BE (1) BE782358A (en)
CA (1) CA1028278A (en)
CH (1) CH539001A (en)
CS (1) CS178869B2 (en)
DD (1) DD96694A5 (en)
DE (1) DE2219095A1 (en)
DK (1) DK142049C (en)
ES (1) ES402789A1 (en)
FI (1) FI62810C (en)
FR (1) FR2133922B1 (en)
GB (1) GB1376998A (en)
HU (1) HU164830B (en)
IE (1) IE36316B1 (en)
IL (1) IL39131A (en)
LU (1) LU65207A1 (en)
NL (1) NL153829B (en)
NO (1) NO139679C (en)
PL (1) PL83655B1 (en)
RO (1) RO63778A (en)
SE (1) SE386153B (en)
TR (1) TR17282A (en)
YU (1) YU36674B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2430848C2 (en) * 1974-06-27 1986-02-27 Levrini, Valter, Castellarano Process for the chemical purification of waste water
CH649976A5 (en) * 1981-03-05 1985-06-28 Hans Lueber DEVICE FOR LIMESTONE PREVENTION IN WATER TANKS.
DE3237246A1 (en) * 1982-10-07 1984-04-12 Gosudarstvennyj naučno-issledovatel'skij i proektnyj institut po obogaščeniju rud cvetnych metallov KAZMECHANOBR, Alma-Ata Process for the purification of effluents and solutions and apparatus for carrying out said process
DE10005681B4 (en) 2000-02-07 2005-06-16 Atc Dr. Mann E.K. Method and device for the decontamination of metal-containing waters
CN115418483B (en) * 2022-08-30 2023-06-30 中南大学 Method for preparing ferrochrome from chromium-containing waste liquid

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1459451A1 (en) * 1962-05-29 1968-12-19 Asendorf Dr Erich Process for removing copper from sulfuric acid and nitric acid waste water with simultaneous destruction of water-insoluble copper compounds
AT240059B (en) * 1963-08-02 1965-05-10 Donau Chemie Ag Process for the electrolytic deposition of sulfo-salt-forming metals
US3392102A (en) * 1967-03-16 1968-07-09 Koch Rudolf Galvanic action water purifier

Also Published As

Publication number Publication date
TR17282A (en) 1975-03-24
FI62810B (en) 1982-11-30
YU36674B (en) 1984-08-31
DK142049C (en) 1981-01-12
BE782358A (en) 1972-08-16
NL7205539A (en) 1972-10-25
FR2133922B1 (en) 1974-10-18
JPS5235945B1 (en) 1977-09-12
RO63778A (en) 1978-10-15
IL39131A0 (en) 1972-06-28
PL83655B1 (en) 1975-12-31
DD96694A5 (en) 1973-04-05
FR2133922A1 (en) 1972-12-01
ES402789A1 (en) 1975-10-16
IE36316L (en) 1972-10-23
NL153829B (en) 1977-07-15
HU164830B (en) 1974-04-11
IE36316B1 (en) 1976-10-13
SE386153B (en) 1976-08-02
GB1376998A (en) 1974-12-11
IL39131A (en) 1975-08-31
DK142049B (en) 1980-08-18
LU65207A1 (en) 1972-07-13
NO139679C (en) 1979-04-25
YU105172A (en) 1982-02-25
DE2219095A1 (en) 1972-11-16
CS178869B2 (en) 1977-10-31
NO139679B (en) 1979-01-15
CH539001A (en) 1973-07-15
CA1028278A (en) 1978-03-21
AT324969B (en) 1975-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kobya et al. Treatments of alkaline non-cyanide, alkaline cyanide and acidic zinc electroplating wastewaters by electrocoagulation
JP6347886B1 (en) Green last manufacturing method and use thereof
US4318789A (en) Electrochemical removal of heavy metals such as chromium from dilute wastewater streams using flow through porous electrodes
US4292160A (en) Apparatus for electrochemical removal of heavy metals such as chromium from dilute wastewater streams using flow-through porous electrodes
BAZRAFSHAN et al. Removal of cadmium from industrial effluents by electrocoagulation process using iron electrodes
US4265722A (en) Method of processing the surface of workpieces including particularly the etching of surfaces containing copper or copper alloys
CN108503167B (en) Method for synthesizing water purifying agent by using steel pickling waste liquid
Yan et al. An efficient Two-Chamber Electrodeposition-Electrodialysis combination craft for nickel recovery and phosphorus removal from spent electroless nickel plating bath
FI62810C (en) FOERFARANDE FOER RENING AV AVLOPPSVATTEN AV KROM
Mikhail Khudenko Feasibility evaluation of a novel method for destruction of organics
US4035269A (en) Process for the galvanic purification of the waste waters
JP2002322593A (en) Electrolytic phosphate chemical conversion treatment method
SU1058511A3 (en) Method for recovering hexavalent uranium
Reddithota et al. Electrocoagulation: A cleaner method for treatment of Cr (VI) from electroplating industrial effluents
Matheswaran et al. Mediated electrochemical oxidation of phenol in continuous feeding mode using Ag (II) and Ce (IV) mediator ions in nitric acid: A comparative study
Tan et al. Electrochemical destruction of complex cyanide
CN111333152A (en) Method for treating high-concentration nickel-phosphorus-containing organic waste liquid through electrolytic oxidation
US6436275B1 (en) Electrochemical reduction of nitrate in the presence of an amide
Kruglikov et al. The Use of Immersed Electrochemical Modules in Plating Shops for the Regeneration of Process Solutions and Purification of Water in Reclaim Tanks.
FI67356C (en) FOERFARANDE FOER AOTERVINNING AV CYANIDER FRAON SPOLLOESNINGARERHAOLLNA FRAON ELUTFAELLNINGSPROCESSER
KR20010081735A (en) Apparatus for treatment of wastewater containing cyanide
JPH08199366A (en) Treatment of waste electroless nickel plating solution
SU438729A1 (en) The method of regeneration of sulphate and chloride pickling solutions of iron
Hefny et al. Fast and Efficient Removal of Iron from Industrial Wastewater Using Electrochemical Deposition
Dziewinski et al. Electrochemical reduction of nitrate in the presence of an amide