PL184763B1

PL184763B1 - Sposób wydzielania związków Cr(III) ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych

Info

Publication number: PL184763B1
Application number: PL97323695A
Authority: PL
Inventors: Barbara Wionczyk; Wiesław Apostoluk
Original assignee: Inst Przemyslu Skorzanego; Politechnika Wroclawska
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2002-12-31
Also published as: PL323695A1

Abstract

Sposób wydzielania związków Cr(III) ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych, znamienny tym, że odpady przemysłowe przeprowadza się w roztwory o pH = 12 - 13, po czym ekstrahuje się z nich Cr(III) czwartorzędowymi solami amoniowymi, najlepiej chlorkiem metylotrioktyloamoniowym lub bromkiem dimetylobenz.ylododecyloamoniowym, który uprzednio rozpuszcza się w węglowodorowym rozpuszczalniku organicznym, najkorzystniej w takich jak: n-heptan, nafta lub benzen z dodatkiem wyższego alkoholu alifatycznego, najlepiej n-dekanolu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania związków Cr(III) ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych, pochodzących z garbami, galwanizerni i zakładów chemicznych.

Przemysł garbarski jest źródłem odpadów ciekłych i stałych, w których gromadzi się około 40% związków Cr(In) użytych w procesie garbowania skór. Odpady i emisje przemysłowe z garbami, zakładów galwanicznych i chemicznych stanowią zagrożenie dla środowiska. Na terenach położonych w ich pobliżu obserwuje się znaczne zanieczyszczenie gleb związkami chromu. Chrom i jego związki mają działanie toksyczne i mutagenne, dlatego usuwanie go z ciekłych i stałych odpadów przemysłowych ma znaczenie zarówno ekonomiczne jak i ekologiczne.

Znany z publikacji G. Macci i inni. Wat. Res. 25, s. 1019 - 1026, 1991, sposób odzyskiwania Cr(III) ze szlamów powstałych podczas mechanicznego i chemicznego oczyszczania ścieków garbarskich, polega na ługowaniu szlamu rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego przy pH i utlenieniu wyługowanego Cr(III) do Cr(VI) nadtlenkiem wodoru w środowisku zasadowym w temperaturze 60°C. Wytrącony osad wodorotlenków glinu i żelaza oddziela się od roztworu przez filtrację. Jony wapnia i magnezu usuwa się z otrzymanego roztworu za pomocą wymiany jonowej na kolumnie z kationitem Amberlit-200. W ostatnim etapie obecny w roztworze Cr(VI) redukuje się do Cr(III) ditlenkiem siarki w temperaturze pokojowej przy pH = 2. Otrzymany roztwór zatęża się i odzyskuje 80% chromu zawartego w szlamach.

Wadą znanego sposobu jest jego energochłonność, wynikająca z konieczności ogrzewania roztworu w trakcie utleniania Cr(IU) do Cr(VI) oraz odparowywania dużych ilości wody podczas zatężania rozcieńczonych roztworów Cr(III).

Znany z polskiego opisu patentowego nr 123 240 sposób usuwania chromu ze ścieków polega na wytrącaniu kwasem salicylowym trudno rozpuszczalnego salicylanu Cr(III). Ponadto do usuwania związków Cr(III) z roztworów wodnych stosuje się adsorpcję, wymianę jonową, odwróconą osmozę, transport przez ciekłe membrany i ekstrakcję. Roztwory odpadowe są zazwyczaj kwaśne. Z roztworów kwaśnych Cr(III) usuwa się przez ekstrakcję ekstrahentami kwasowymi, np. kwasami fosforoorganicznymi. Ekstrahenty kwasowe wykazują zdolność do ekstrakcji metali wyłącznie w postaci prostych kationów lub kompleksów kationowych.

Wynalazek dotyczy sposobu wydzielania związków Cr(III) ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych.

Istota wynalazku polega na tym, że odpady ciekłe lub stałe przeprowadza się w roztwory o pH = 12 - 13, po czym ekstrahuje się Cr(III) czwartorzędowymi solami amoniowymi, najlepiej chlorkiem metylotrioktyloamoniowym lub bromkiem dimetylobenzylododecyloamoniowym, który uprzednio rozpuszcza się w węglowodorowym rozpuszczalniku organicznym,

184 763 takim jak: n-heptan, nafta lub benzen z dodatkiem wyższego alkoholu alifatycznego, najkorzystniej n-dekanolu.

Zaletą sposobu według wynalazku jest bardzo uproszczona i tym samym ekonomiczna metoda odzysku czystych związków chromu z wydajnością około 99%.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

Przykład I

Szlam z oczyszczalni ścieków garbarskich ługuje się rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego. Roztwór potrawienny alkalizuje się za pomocą NaOH do pH = 12 - 13 i oddziela od wytrąconego osadu. Klarowny roztwór jest wyjściową fazą wodną, którą poddaje się ekstrakcji w celu wydzielenia Cr(III).

Chlorek metylotrioktyloamoniowy (MTOA-Cl) w postaci preparatu handlowego Aliquat 336, zawierającego 90% MTOA-Cl. rozpuszcza się w n-heptanie i dodaje n-dekanolu. Optymalny skład roztworu, zwanego fazą organiczną: stężenie MTOA-Cl - 0,05 mol/dm³, zawartość ndekanolu - 1,0% (v/v). Faza organiczna o optymalnym składzie ma gęstość 0,69 g/cm³, napięcie powierzchniowe 20,1 mN/m i lepkość 0,34 cP. Maksymalna względem Cr(III) pojemność ekstrakcyjna fazy organicznej o optymalnym składzie wynosi około 7,5 g/dm3.

Fazę organiczną o optymalnym składzie kontaktuje się mechanicznie z roztworem wodnym (faza wodna), w którym stężenie Cr(III) jest w zakresie 0,07 - 1,35 g/dm3, a stężenie NaOH w zakresie 0,05 - 0,3 molżdm3. Przy jednostkowym stosunku objętościowym obydwu faz (Vo,Va = 1) i po 15 minutach ich kontaktu, wydajność jednostopniowej ekstrakcji przekracza 99% i nie zależy od:

- czasu starzenia faz wodnych w zakresie 0-169 godzin.

- stężenia chromu w fazie wodnej w podanym zakresie.

- stężenia MTOA-Cl w fazie organicznej w zakresie 0,01 - 0,10 mol/dm.3.

Przykład II

Chlorek metylotrioktyloamoniowy (MTOA-Cl) w postaci preparatu handlowego Aliquat 336. zawierającego 90% MTOA-Cl- rozpuszcza się w nafcie i dodaje n-dekanolu. Faza organiczna o optymalnym składzie zawiera 0,05 mol/dm² MTOA-Cl i 1,0% (v/v) n-dekanolu.

Fazę organiczną o optymalnym składzie kontaktuje się mechanicznie z fazą wodną o składzie jak w przykładzie I.

Przykład III

Ciekły odpad przemysłowy zadaje się wodorotlenkiem sodu do pH = 12 - 13 i oddziela od wydzielonego osadu. Klarowny roztwór jest wyjściową fazą wodną, którą poddaje się ekstrakcji w celu wydzielenia Cr(III).

Bromek dimetylobenzylododecyloamoniowy (DMBDDA-Br) rozpuszcza się w benzenie i dodaje n-dekanolu. Faza organiczna o optymalnym składzie zawiera 0,05 mol/dm3 DMBDDA-Br i 3,0% (v/v) n-dekanolu. Jej gęstość jest równa 0,88 g/cm3, napięcie powierzchniowe 28,0 mN/m, zaś lepkość 0,54 cP. Maksymalna względem Cr(III) pojemność ekstrakcyjna fazy organicznej o optymalnym składzie wynosi około 1,6 g/dm3.

Fazę organiczną o optymalnym składzie kontaktuje się mechanicznie z fazą wodną, w której stężenie Cr(III) jest w zakresie 0,06 - 0,32 g/dm3, a stężenie NaOH w zakresie 0,05 - 0,2 mol/dm3. Przy jednostkowym stosunku objętościowym obydwu faz można w ekstrakcji jednostopniowej wydzielić 98 - 100% Cr(III) z fazy wodnej. Wydajność ekstrakcji z roztworów wodnych o podanym składzie po 15 minutach czasu kontaktu faz przekracza 98% i nie zależy od:

- czasu starzenia faz wodnych w zakresie 0-169 godzin,

- stężenia chromu w fazie wodnej w podanym zakresie,

- stężenia DMBDDA-Br w fazie organicznej w zakresie 0,01 - 0,10 mol/dm3.

184 763

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wydzielania związków Cr(III) ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych, znamienny tym, że odpady przemysłowe przeprowadza się w roztwory o pH = 12 - 13, po czym ekstrahuje się z nich Cr(III) czwartorzędowymi solami amoniowymi, najlepiej chlorkiem metylotrioktyloamoniowym lub bromkiem dimetylobenzylododecyloamoniowym, który uprzednio rozpuszcza się w węglowodorowym rozpuszczalniku organicznym, najkorzystniej w takich jak: n-heptan, nafta lub benzen z dodatkiem wyższego alkoholu alifatycznego, najlepiej n-dekanolu.