RU2572136C1 - Способ осаждения ионов хрома (vi) - Google Patents
Способ осаждения ионов хрома (vi) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572136C1 RU2572136C1 RU2014152069/05A RU2014152069A RU2572136C1 RU 2572136 C1 RU2572136 C1 RU 2572136C1 RU 2014152069/05 A RU2014152069/05 A RU 2014152069/05A RU 2014152069 A RU2014152069 A RU 2014152069A RU 2572136 C1 RU2572136 C1 RU 2572136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- ions
- deposition
- precipitation
- optical density
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при переработке токсичных отходов производства, содержащих хром(VI). Способ осаждения ионов хрома(VI) из растворов включает взаимодействие ионов хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде и последующее добавление осадителя. В качестве реагента-восстановителя используют щавелевую кислоту. Осаждение проводят хлоридами щелочноземельных металлов или хлоридом магния после предварительного добавления карбоната натрия. Изобретение позволяет сократить продолжительность осаждения катионов хрома(VI), повысить экологичность процесса осаждения за счет использования нелетучего восстановителя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 22 пр.
Description
Изобретение относится к области экологии, в частности к способам осаждения соединений хрома(VI), и может быть использовано для переработки токсичных отходов производства, содержащих хром(VI).
Все растворимые в воде соединения хрома(VI) являются высокотоксичными и подлежат полному удалению на очистных сооружениях промышленных предприятий [Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов V-VIII групп. - Л.: Химия, 1989; Гигиенические критерии состояния окружающей среды. 61. Хром. - ВОЗ, Женева, 1990; Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. - М.: Мир, 1993].
Для удаления (нейтрализации) жидких отходов производства, содержащих хром(VI), применяют:
- ионообменные методы,
- электрохимические методы,
- сорбционные методы,
- экстракционные методы,
- биохимические методы,
- химические методы.
Среди химических методов важное место занимают методы, основанные на восстановлении хрома(VI) в хром(III) путем добавления восстановителей с последующим осаждением хрома(III) в виде нерастворимого в воде соединения [Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. - М.: Металлургия, 1989; Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. - М.: Глобус, 2002]. Для восстановления хрома(VI) в хром(III) предложено большое число реагентов:
- металлическое железо, металлический алюминий, их сплавы и смеси [АС СССР №882951. МКл C02F 1/70. 1981. Патент РФ №2025467. МПК6 C02F 1/46, C22B 34/32. 1994. Патент РФ №2023674. МПК6 C02F 1/62. 1994. Патент РФ №2056367. МПК6 C02F 1/62. 1996];
- диоксид серы, сульфит, тиосульфат, дитионит, соли железа (+2), пероксид водорода, гидразин, борогидрид натрия (Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. - М.: Глобус, 2002. АС СССР №1520020. МПК7 C02F 1/62, C02F 101:22, C02F 103:16. 1989; АС СССР №1715713, МПК5 C02F 1/62. 1992), глицерин, глюкоза, целлюлоза (АС СССР №1819863, МПК5 C02F 1/52, C02F 1/62, C01G 37/02. 1993. АС СССР №1623974. МПК5 C02F 1/68. 1991 г.).
Известен способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром(VI), включающий взаимодействие с реагентом-восстановителем, в качестве которого используют тиосульфат натрия в стехиометрическом количестве к хрому(VI) и раствор дополнительно облучают электронным пучком дозой 10-30 Мрад (Патент РФ №2160717. МПК7 C02F 1/62. 2000). Недостатком способа является необходимость дополнительных затрат на оборудование, позволяющее облучать нейтрализуемый раствор электронным пучком.
Известен способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром(VI), включающий взаимодействие хрома(VI) с восстановителем в кислой среде (Патент РФ №2109691. МПК6 C02F 1/62, C02F 1/70. 1998). В качестве реагента-восстановителя используют древесные опилки.
Недостатком способа является то, что он не позволяет надежно нейтрализовывать разбавленные растворы хрома(VI), а также необходимость дополнительных затрат на большое количество серной кислоты, расходуемой в процессе.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром(VI), включающий взаимодействие хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде. В качестве реагента-восстановителя используют формалин, содержащий осадок полимеров формальдегида, выпавший при хранении формалина [Патент РФ №2395463. МПК C02F 1/70, C01G 37/14, C02F 101/22, C02F 103/16. 2010].
Способ осуществляется следующим образом. К известному объему отработанного раствора, содержащего хром(VI), прибавляют заданное количество непригодного для работы формалина, содержащего осадок полимеров формальдегида, и, при необходимости, дополнительно прибавляют минеральную кислоту, например серную. Реакционный раствор непрерывно или периодически перемешивают и затем оставляют стоять, периодически перемешивая, на 3-5 суток.
Недостатком способа является большая продолжительность протекания реакции восстановления. Кроме того, формалин является водным раствором формальдегида - летучего соединения, что создает неблагоприятные с точки зрения техники безопасности условия работы.
Задача изобретения состоит в ускорении процесса осаждения катионов хрома(VI) и придания большей экологичности процессу осаждения.
Это достигается тем, что раствор, содержащий соединения хрома(VI), обрабатывают щавелевой кислотой, после чего добавляют карбонат натрия и осадитель, в качестве которого используют хлориды щелочноземельных металлов, в частности хлорид кальция или хлорид магния, затем выделившийся осадок отделяют от раствора, например центрифугированием.
После этого с помощью фотометрического анализа определяют концентрацию ионов хрома в фугате. По величине оптической плотности судят о степени осаждения катионов хрома(VI). Продолжительность реакции составляет примерно 5…40 мин.
Пример 1. В контрольном опыте к 5 мл раствора хромата калия концентрацией 40 г/л добавляли 0,7 г щавелевой кислоты, нагревали полученную смесь на водяной бане в течение 5 минут. Затем добавляли 5 мл 1 М раствора гидроксида натрия. Раствор охлаждали и для измерения оптической плотности реакционную смесь разбавляли в 5 раз. Оптическую плотность измеряли при 590 нм. Величина оптической плотности разбавленного раствора составила 1,410.
Пример 2. Для осаждения ионов хрома(VI) к 5 мл раствора хромата калия концентрации 40 г/л добавляли 0,7 г щавелевой кислоты, нагревали полученную смесь на водяной бане в течение 5 минут. Затем добавляли 3 г карбоната натрия и после растворения которого добавляли 2 г хлорида кальция. При этом выделялся осадок, который отделяли центрифугированием. У фугата измеряли оптическую плотность при 590 нм. Величина оптической плотности составила 0,056, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,5%.
Пример 3. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 2, отличающееся тем, что расход хлорида кальция составил 1,5 г. Величина оптической плотности составила 0,074, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,3%.
Пример 4. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 2, отличающееся тем, что расход хлорида кальция составил 1 г. Величина оптической плотности составила 0,085, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,2%.
Пример 5. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 2, отличающееся тем, что расход хлорида кальция составил 0,5 г. Величина оптической плотности составила 0,161, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 98,5%.
Пример 6. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 2, отличающееся тем, что вместо хлорида кальция добавляли 2 г оксида кальция. Величина оптической плотности составила 0,180, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 98,3%.
Пример 7. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход карбоната натрия составил 2,5 г. Величина оптической плотности составила 0,048, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,5%.
Пример 8. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход щавелевой кислоты составил 0,5 г. Величина оптической плотности составила 0,067, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,4%.
Пример 9. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход карбоната натрия составил 2 г. Величина оптической плотности составила 0,038, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,6%.
Пример 10. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход карбоната натрия составил 1,5 г. Величина оптической плотности составила 0,145, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 98,6%.
Пример 11. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход щавелевой кислоты составил 0,6 г, а расход карбоната натрия составил 2 г. Величина оптической плотности составила 0,062, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,4%.
Пример 12. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 3, отличающееся тем, что расход карбоната натрия составил 1 г. Величина оптической плотности составила 0,286, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 97,3%.
Пример 13. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 7, отличающееся тем, что реакцию проводили при комнатной температуре в течение 40 минут. Величина оптической плотности составила 0,332, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 96,9%.
Пример 14. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 9, отличающееся тем, что вместо хлорида кальция добавляли 2,9 мл раствора хлорида магния концентрацией 28,3%. Величина оптической плотности составила 0,015, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 15. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 14, отличающееся тем, что объем раствора хлорида магния составил 3,5 мл. Величина оптической плотности составила 0,008, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 16. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 14, отличающееся тем, что объем раствора хлорида магния составил 4 мл. Величина оптической плотности составила 0,003, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 17. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 14, отличающееся тем, что объем раствора хлорида магния составил 4,5 мл. Величина оптической плотности составила 0,007, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 18. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 9, отличающееся тем, что вместо раствора хромата калия используют 5 мл раствора бихромата калия концентрацией 30,3 г/л. Величина оптической плотности составила 0,027, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,7%.
Пример 19. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 18, отличающееся тем, что вместо хлорида кальция добавляют 4,0 мл раствора хлорида магния концентрацией 28,3%. Величина оптической плотности составила 0,004, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 20. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 16, отличающееся тем, что объем раствора хромата калия составил 4,5 мл. Величина оптической плотности составила 0,006, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 21. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 20, отличающееся тем, что объем раствора хромата калия составил 4 мл. Величина оптической плотности составила 0,006, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Пример 22. Осаждение ионов хрома(VI) в условиях примера 9, отличающееся тем, что хлорид кальция использовали в виде водного раствора, приготовленного из 1,5 г хлорида кальция и 5 мл дистиллированной воды. Величина оптической плотности составила 0,012, что соответствует степени осаждения ионов хрома(VI) 99,9%.
Результаты сведены в таблице.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый способ осаждения катионов хрома(VI) позволяет за значительно меньшее время достичь высокой степени осаждения и повысить степень экологичности процесса.
Claims (2)
1. Способ осаждения ионов хрома(VI) из растворов, включающий взаимодействие хрома(VI) с реагентом-восстановителем в кислой среде и последующее добавление осадителя, отличающийся тем, что в качестве реагента-восстановителя используют щавелевую кислоту, а осаждение проводят хлоридами щелочноземельных металлов или хлоридом магния после предварительного добавления карбоната натрия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве осадителя используют хлорид кальция.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014152069/05A RU2572136C1 (ru) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Способ осаждения ионов хрома (vi) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014152069/05A RU2572136C1 (ru) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Способ осаждения ионов хрома (vi) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572136C1 true RU2572136C1 (ru) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014152069/05A RU2572136C1 (ru) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Способ осаждения ионов хрома (vi) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572136C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792510C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки многокомпонентных промышленных сточных вод, содержащих цинк и хром |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752397A (en) * | 1986-06-30 | 1988-06-21 | Aluminum Company Of America | Process for removing heavy metal ions from solutions using adsorbents containing activated hydrotalcite |
| RU2051112C1 (ru) * | 1992-04-20 | 1995-12-27 | Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и шестивалентного хрома |
| US5678242A (en) * | 1988-11-01 | 1997-10-14 | Arch Development Corporation | Membrane extraction with thermodynamically unstable diphosphonic acid derivatives |
| RU2109691C1 (ru) * | 1997-01-22 | 1998-04-27 | Иосиф Соломонович Гелес | Способ очистки концентрированных отработанных водных растворов от соединений хрома (vi) |
| RU2395463C2 (ru) * | 2008-08-13 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром (+6) |
| RU2491232C1 (ru) * | 2012-02-17 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ утилизации отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
-
2014
- 2014-12-22 RU RU2014152069/05A patent/RU2572136C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752397A (en) * | 1986-06-30 | 1988-06-21 | Aluminum Company Of America | Process for removing heavy metal ions from solutions using adsorbents containing activated hydrotalcite |
| US5678242A (en) * | 1988-11-01 | 1997-10-14 | Arch Development Corporation | Membrane extraction with thermodynamically unstable diphosphonic acid derivatives |
| RU2051112C1 (ru) * | 1992-04-20 | 1995-12-27 | Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и шестивалентного хрома |
| RU2109691C1 (ru) * | 1997-01-22 | 1998-04-27 | Иосиф Соломонович Гелес | Способ очистки концентрированных отработанных водных растворов от соединений хрома (vi) |
| RU2395463C2 (ru) * | 2008-08-13 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром (+6) |
| RU2491232C1 (ru) * | 2012-02-17 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ утилизации отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792510C1 (ru) * | 2022-12-08 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки многокомпонентных промышленных сточных вод, содержащих цинк и хром |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Degradation of alachlor with zero-valent iron activating persulfate oxidation | |
| Cotillas et al. | Use of carbon felt cathodes for the electrochemical reclamation of urban treated wastewaters | |
| Urtiaga et al. | Kinetics of the electrochemical mineralization of perfluorooctanoic acid on ultrananocrystalline boron doped conductive diamond electrodes | |
| Chaudhary et al. | Electrolytic removal of hexavalent chromium from aqueous solutions | |
| FI128113B (en) | Removal of sulfur substances from an aqueous medium using a solid material | |
| US3896209A (en) | Reduction of hexavalent chromium | |
| Kuzin et al. | The purification of the galvanic industry wastewater of chromium (VI) compounds using titanium (III) chloride | |
| Diaz et al. | Unravelling the mechanisms controlling the electro-generation of ferrate using four iron salts in boron-doped diamond electrodes | |
| RU2395463C9 (ru) | Способ нейтрализации отработанных растворов, содержащих хром (+6) | |
| RU2557608C1 (ru) | Способ утилизации отработанных электролитов хромирования | |
| RU2433961C2 (ru) | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома | |
| RU2572136C1 (ru) | Способ осаждения ионов хрома (vi) | |
| RU2615023C2 (ru) | Способ комплексной очистки сточных вод от цианидов, тиоцианатов, мышьяка, сурьмы и тяжелых металлов | |
| JP2007038113A (ja) | 有機砒素化合物含有水の処理方法 | |
| Xiao et al. | Selective reduction of chlorite to chloride in drinking water by UV/sulfite system: pathways, mechanisms, and kinetics | |
| RU2602862C1 (ru) | Способ восстановления хрома(+6) в отработанных растворах | |
| CN108779008B (zh) | 含氰化物废水的处理剂和用其处理含氰化物废水的方法 | |
| Raguraman et al. | Efficient chromium recovery from tannery sludge for sustainable management | |
| RU2675016C1 (ru) | Способ восстановления хрома(+6) в жидких отходах гальванического производства | |
| Song et al. | Oxidation of inorganic contaminants by ferrates (VI)-A review | |
| Baijnath et al. | A comparative study of the removal efficiency of calcium hydroxide and sodium hydroxide as precipitating agents for chromium (III) | |
| Kozlova et al. | The kinetics of the sulfonic acid cation exchanger KU-2× 8 oxidative decomposition with an aqueous solution of H2O2 | |
| Junuzovic et al. | Chemical precipitation of cations from aqueous solutions using waste sludge from the solway process as a potential agent | |
| RU2573531C2 (ru) | Способ утилизации хромсодержащих и травильных стоков (варианты) | |
| Siddiqui et al. | Phenol degradation mechanism by electrooxidation using stainless steel electrodes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161223 |