RU2678287C1 - Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома - Google Patents
Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678287C1 RU2678287C1 RU2017137859A RU2017137859A RU2678287C1 RU 2678287 C1 RU2678287 C1 RU 2678287C1 RU 2017137859 A RU2017137859 A RU 2017137859A RU 2017137859 A RU2017137859 A RU 2017137859A RU 2678287 C1 RU2678287 C1 RU 2678287C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- solution
- hydrazine
- compounds
- wastes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 4
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 title 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 title 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical class [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine Substances NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 235000012247 sodium ferrocyanide Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 44
- -1 adding hydrazine Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 9
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- QLOKJRIVRGCVIM-UHFFFAOYSA-N 1-[(4-methylsulfanylphenyl)methyl]piperazine Chemical compound C1=CC(SC)=CC=C1CN1CCNCC1 QLOKJRIVRGCVIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical class [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G37/00—Compounds of chromium
- C01G37/14—Chromates; Bichromates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в области переработки жидких хромсодержащих отходов, а также для обезвреживания растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, при химической обработке металлов. Способ включает добавление восстановителя - гидразина, перемешивание и фильтрование выпавшего осадка. При этом процесс восстановления шестивалентного хрома проводят в два этапа, сначала при количестве гидразина 50-70% от стехиометрии и затем путем добавления металлического железа в кислой среде, после чего добавляют раствор желтой кровяной соли и нитрата никеля, проводят нейтрализацию раствора до значения рН 8,0-10,0 и фильтрацию выпавшего осадка гидроксида трехвалентного хрома. После фильтрации полученной пульпы раствор может быть слит в акваторию. Способ обеспечивает экологически безопасную и недорогую технологию обезвреживания хромсодержащих отходов, содержащих радионуклиды, при соблюдении норм сброса очищенных стоков в водоемы рыбохозяйственного назначения. Полученный гидроксид хрома может быть использован как полупродукт для получения других соединений хрома. 2 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к области переработки жидких хромсодержащих отходов, их изоляции или получения товарного продукта для последующего использования.
Ядовитые соединения шестивалентного хрома (K2Cr2O7, CrO3 и др.) используют при нанесении гальванических хромовых покрытий, при химической обработке металлов (травлении, электрополировке, анодировании и других процессах) в кожевенной, химической, радиотехнической промышленности.
Заявляемое изобретение может быть использовано в процессе переработки растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, в том числе и растворов ингибиторов (из цистерн биологической защиты атомных подводных лодок (АПЛ)), которые становятся отходами в процессе обслуживания и снятия АПЛ с эксплуатации.
В литературе известно большое количество разнообразных методов извлечения хрома и других цветных металлов из промышленных отходов. И предложенные способы переработки таких отходов базируются на использовании самых разнообразных физико-химических процессов.
Большее распространение на практике получил реагентный метод, основанный на химическом восстановлении хрома (VI) и с последующей нейтрализации свободных кислот и щелочей. (Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. - М.: Металлургия, 1974, 200 с. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. /Под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева - Изд. 2-е, перераб. и доп.; Глобус. М., - 2002.).
Известны примеры использования сорбционных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, основанные на применении сорбентов неорганической природы, которые связывают эти ионы в очень прочные соединения.
Очистка производственных сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть и другие металлы) и очищать сточные воды до предельно допустимых концентраций с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.
Способ очистки промышленных сточных вод на двуокиси марганца описан в патенте Японии (акц. заявка 1-256629 (B), МКИ(4) C02F 1/62, 1/64, 1/72, заявл. 30.08.85, 60-191274, опубл. 18.05.89). Процесс сорбции проводится в неподвижном слое сорбента в аппарате колонного типа. Применение двуокиси марганца как сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов обеспечивает достаточно высокую степень очистки.
Известен способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов путем сорбции на твердом нерастворимом природном сорбенте (Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Патент RU 2189363: Опубл. 20.09.2002). В качестве природного сорбента используют пирит, обогащенный до 84-96%, с размером зерна сорбента не более 160 мкм.
Таким образом, в настоящее время имеется широкий ассортимент методов, позволяющих перерабатывать сточные воды и получать пригодные для дальнейшего использования хромсодержащие продукты и оборотную воду. Однако ни один метод нельзя считать универсальным, с точки зрения его применимости к задаче переработки растворов с высокой концентрацией хрома.
Главный недостаток использования данной группы реагентов обусловлен необходимостью вносить избыток восстановителя для создания соответствующего окислительно-восстановительного потенциала. И чем ниже концентрация ионов в гальваностоке, тем больше требуется избыток реагентов.
Указанное обстоятельство приводит не только к повышенному расходу реагентов, но и в ряде случаев становится препятствием при обращении с уже переработанными отходами, когда концентрация восстановителя (например, гидразина) превышает нормы, установленные законодательством, что не позволяет сливать такие отходы в открытые водоемы.
Отметим, что осадительные методы являются достаточно традиционными и для организации процессов переработки радиоактивных отходов различного происхождения.
Одним из видов радиоактивных отходов, образующихся в процессе вывода из эксплуатации АЛЛ, являются растворы ингибитора цистерн биологической защиты (ЦБЗ). И главной проблемой переработки растворов ингибитора является обращение с высококонцентрированными растворами хромата калия. Помимо очистки от радионуклидов необходимо обеспечить нормативы по сбросу соединений хрома в окружающую среду, а именно в акватории, соседствующие с базами утилизации АПЛ, и которые относятся к категории рыбохозяйственных водоемов. (Иными словами задача переработки растворов ингибитора является частным случаем глубокой очистки жидких отходов, содержащих соединения шестивалентного хрома.)
Примеров переработки собственно растворов хромата калия применительно к задаче утилизации растворов ингибитора ЦБЗ в литературе нам найти не удалось.
Для очистки растворов от радионуклидов находят применение сорбционные методы с использованием сорбентов, проявляющих высокую избирательность к цезию и стронцию (Авраменко В.А., Добржанский В.Г. Железнов В.В. и др. Новые материалы в переработке жидких радиоактивных отходов https://www.iaea.org/OurWork/ST/NE/NEFW/CEG/documents/ws052007_9R.pdf.).
Но в данном случае известные сорбционные методы очистки становятся неэффективными, ввиду очень высокой концентрации хрома в растворе (30-50 г/л K2CrO3).
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома (Патент RU 2433961).
В предложенном способе восстановление соединений шестивалентного хрома проводят растворами гидразина или гидроксиламина. Реакции протекают в области рН от кислой до слабощелочной без дополнительного введения кислоты или щелочи. По окончании реакции восстановления выпавший осадок гидроксида хрома отфильтровывают от раствора. Технический результат заключается в обезвреживании промывной воды в ваннах промывки и электролитов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Осаждение ионов трехвалентного хрома проводят фосфат-ионосодержащими соединениями. Процесс осаждения ведут при рН 6,0-9,0 и в качестве осадителя могут быть использованы отработанные растворы ванн обезжиривания, содержащие тринатрийфосфат. Полученные при осаждении осадки содержат фосфаты хрома и железа (CrPO4+FePO4) и могут быть использованы в качестве целевых продуктов - защитных антикоррозионных пигментных паст. Таким образом, одновременно обеззараживаются ядовитые растворы, содержащие соединения хрома (VI), кислые растворы травления черных металлов, отходы металлообработки и растворы ванн обезжиривания.
Данный способ по своей технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа.
Недостатком данного способа является отсутствие возможности очистки от радионуклидов и высокие концентрации гидразина в маточном растворе.
Задачей предлагаемого изобретения является создание экологически безопасной, и недорогой технологии переработки отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в обеспечении требуемых норм по очистке стоков при сбросе в водоемы рыбохозяйственного назначения от ионов хрома и радионуклидов.
Для достижения такого технического результата в предлагаемом способе проводится восстановление шестивалентного хрома, осаждения гидроксида хрома и очистка от радионуклидов.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходный раствор соли хрома (VI) из приемной емкости закачивается в реактор. К раствору добавляют раствор кислоты, а затем гидразин в виде гидразин-гидрата, или соли. Реакция восстановления хрома (VI) протекает согласно уравнению:
4K2CrO4+8HCl+3N2H5OH=4CrCl3+8KCl+3N2↑+5H2O
В отличие от общепринятой практики, когда для полного восстановления хрома (VI) используют большой избыток восстановителя, в предлагаемом способе восстановитель вносят с недостатком (50-70% от стехиометрии).
На следующей стадии процесса восстановление ионов хрома (VI) проводят путем добавления металлического железа (в виде стружка или порошок).
После этого в реактор добавляются реагенты для осаждения гидроксида хрома (III), железа и одновременно проводят соосаждение радионуклидов цезия и стронция. Завершающей стадией является нейтрализация раствора щелочью до значения рН 8-9.
Полученная пульпа отстаивается в течение 2-6 часов для созревания осадка и завершения процесса соосаждения радионуклидов.
Затем пульпа направляется на фильтр, где происходит разделение осадка и маточного раствора. Полученный осветленный раствор содержит только хлориды калия и натрия и может быть слит в акваторию.
Обращение с осадком зависит от содержания в нем радионуклидов и может включать в себя его отверждение с отправкой на хранение или захоронение, либо сушку с последующим затариванием в контейнер и отправку на полигон вредных отходов. (В случае отсутствия радионуклидов в исходном растворе, полученный гидроксид хрома может быть использован как полупродукт и для получения других соединений хрома).
Вышеизложенное иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами.
Пример 1.
Один литр раствора K2CrO4 с концентрацией 35 г/л (0,18 моля) помещают в реакционный сосуд, и включается перемешивание. К раствору добавляют 39 мл концентрированной соляной кислоты и выдерживают 5 минут. При этом протекает реакция:
2K2CrO4+5HCl=H2Cr2O7+4KCl+HCl+H2O
Далее вводят 45 мл 20 М гидразингидрата, что составляет 67% от необходимого количества для восстановления хрома (VI):
2H2Cr2O7+3N2H4=4Cr(OH)3+3N2+2H2O
В ходе процесса часть хрома осаждается в виде гидроксида хрома (III) и другая часть хрома остается в растворе в виде хрома (III) и хрома (VI).
Суспензию выдерживают в течение одного часа, после чего добавляют 20 г порошка металлического железа.
При этом остаток хрома (VI) восстанавливается до хрома (III).
После выдержки суспензии в течение часа проводят нейтрализацию раствора гидроксидом натрия (2 М) до значения рН=9. При этом хром и железо выпадают в осадок в виде гидроксидов хрома и железа соответственно.
Суспензию фильтруют, и осветленный раствор содержит только хлориды калия и натрия. Содержание хрома в полученном таким образом растворе составляет менее 0,2 мг/л. Пример 2.
В раствор хромата калия (объем 1 литр, концентрация 35 г/л) была добавлена аликвота радиоактивного раствора. Раствор перемешивают с помощью магнитной мешалки и удельная активность после добавления "метки" составила по 137Cs 11200 Бк/см3.
В стакан с раствором добавляют соляную кислоту (11,0 моль/дм3) и постепенно приливают раствор гидразин-гидрата (10 моль/дм3). (Количество добавленного гидразин-гидрата составляет около 70% от стехиометрии реакции полного восстановления хрома (VI) до хрома (III).)
Образовавшуюся пульпу перемешивают в течение часа, а затем добавляют порошок металлического железа. После перемешивания пульпы и выдержки в течение двух часов добавляют раствор 2 моль/дм3 NaOH (до рН 9-10). Пульпу перемешают, мешают в течение 5 минут и добавляют растворы желтой кровяной соли (14%) и нитрата никеля (14%).
Пульпу оставляют на 12 часов для созревания осадка. Пульпу фильтруют и осветленный раствор анализируют. Удельная активность 137Cs составила 8,2 Бк/см3. Таким образом, степень очистки исходного раствора по цезию составляет 1,4⋅103.
По результатам измерений, полученный раствор не является радиоактивным и не относится к ЖРО и производственным растворам согласно п. 3.11.3. ОСПОРБ-99/2010.
По сравнению с прототипом достигается необходимая степень очистки по хрому и радионуклидам, что позволяет сливать очищенные растворы в открытые водоемы.
Следует указать и на сокращение числа технологических стадий по сравнению с традиционными технологиями очистки растворов от тяжелых металлов и радионуклидов. В предлагаемом варианте очистка от радионуклидов достигается без использования специальных установок и, соответственно, каких либо сорбентов, которые сами становятся вторичными отходами.
В числе других преимуществ заявляемого способа следует указать на возможность получения товарного продукта (гидроксида хрома), для использования в качестве сырья в металлургии или по иному назначению.
Claims (1)
- Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома, включающий добавление гидразина, перемешивание и фильтрование выпавшего осадка гидроксида трехвалентного хрома, отличающийся тем, что процесс восстановления хрома (VI) проводят в два этапа, сначала при количестве гидразина 50-70% от стехиометрии и затем путем добавления металлического железа в кислой среде, после чего добавляют раствор желтой кровяной соли и нитрата никеля, проводят нейтрализацию раствора до значения рН 8,0-10,0 и фильтрацию выпавшего осадка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137859A RU2678287C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137859A RU2678287C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2678287C1 true RU2678287C1 (ru) | 2019-01-24 |
Family
ID=65085117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137859A RU2678287C1 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2678287C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111621641A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-04 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 红土镍矿制备氢氧化镍钴过程中去除六价铬的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067556C1 (ru) * | 1993-05-24 | 1996-10-10 | Горловское производственное объединение "Стирол" | Способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома |
| US5932109A (en) * | 1994-06-02 | 1999-08-03 | Griffin Chemical Company | Plating rinse water treatment |
| JP2001121162A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 重金属廃液中の６価クロムの還元処理方法 |
| CN102101732A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-06-22 | 南京大学 | 一种从含铬废酸中回收硫酸肼和氢氧化铬的方法 |
| RU2433961C2 (ru) * | 2010-02-04 | 2011-11-20 | Тураев Дмитрий Юрьевич | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
| RU2557608C1 (ru) * | 2014-04-03 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ утилизации отработанных электролитов хромирования |
| RU2602862C1 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Способ восстановления хрома(+6) в отработанных растворах |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137859A patent/RU2678287C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2067556C1 (ru) * | 1993-05-24 | 1996-10-10 | Горловское производственное объединение "Стирол" | Способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома |
| US5932109A (en) * | 1994-06-02 | 1999-08-03 | Griffin Chemical Company | Plating rinse water treatment |
| JP2001121162A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 重金属廃液中の６価クロムの還元処理方法 |
| RU2433961C2 (ru) * | 2010-02-04 | 2011-11-20 | Тураев Дмитрий Юрьевич | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома |
| CN102101732A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-06-22 | 南京大学 | 一种从含铬废酸中回收硫酸肼和氢氧化铬的方法 |
| RU2557608C1 (ru) * | 2014-04-03 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ утилизации отработанных электролитов хромирования |
| RU2602862C1 (ru) * | 2015-05-05 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств" | Способ восстановления хрома(+6) в отработанных растворах |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111621641A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-04 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 红土镍矿制备氢氧化镍钴过程中去除六价铬的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dean et al. | Removing heavy metals from waste water | |
| US9499420B2 (en) | Formulations and methods for removing heavy metals from waste solutions containing chelating agents | |
| Shalaby et al. | Phosphate removal from wastewater by electrocoagulation using aluminium electrodes | |
| US5106508A (en) | Integrated process for cyanide and heavy metal removal from plating process waste streams | |
| Amrane et al. | Integrated diffusion dialysis precipitation–cementation for selective recovery of leaching chemicals and metal values from electroplating sludge | |
| CN105884149A (zh) | 电镀厂的废水处理工艺 | |
| CN104445720A (zh) | 钢铁业酸洗废液处理工艺 | |
| US4983306A (en) | Method of treating waste water | |
| CN102730880A (zh) | 一种处理锌冶炼高酸含砷废水的方法 | |
| RU2678287C1 (ru) | Способ обезвреживания водных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома | |
| Hu et al. | Removal of chromium (VI) from aqueous solutions by electrochemical reduction–precipitation | |
| Zueva et al. | Wastewater treatment from galvanization industry with zinc recovery | |
| CN204224358U (zh) | 不锈钢冷轧酸性废水处理装置 | |
| Yatskov et al. | Development of technology for recycling the liquid iron-containing wastes of steel surface etching | |
| CZ2014457A3 (cs) | Způsob neutralizace odpadních oplachových vod z moříren nerezových ocelí | |
| US8993828B2 (en) | Method of radium stabilizing in solid effluent or effluent containing substances in suspension | |
| Epimakhov et al. | Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems | |
| Amrane et al. | Coupling diffusion dialysis with precipitation-cementation to separate and recover nitric acid, Cu++, Zn++ and Pb++ from the wastewater of a brass pickling bath | |
| Revathi et al. | Reclamation of hexavalent chromium from electroplating effluents by electroextraction | |
| RU2573531C2 (ru) | Способ утилизации хромсодержащих и травильных стоков (варианты) | |
| Volkova et al. | Methods for treating wastewater from galvanic production | |
| US4394356A (en) | Recuperation of cyanides from rinsing solutions of cyanidric processes for eletrodeposition of metals | |
| CN104310650A (zh) | 含铬不锈钢冷轧废水处理装置以及处理方法 | |
| RU2110486C1 (ru) | Способ переработки отработанных растворов, содержащих соединения шестивалентного хрома | |
| RU2116978C1 (ru) | Способ стабилизации суспензий гальванических шламов путем ферритизации |