RU2796659C1 - Способ восстановления шестивалентного хрома из технологических отходов - Google Patents
Способ восстановления шестивалентного хрома из технологических отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796659C1 RU2796659C1 RU2022134212A RU2022134212A RU2796659C1 RU 2796659 C1 RU2796659 C1 RU 2796659C1 RU 2022134212 A RU2022134212 A RU 2022134212A RU 2022134212 A RU2022134212 A RU 2022134212A RU 2796659 C1 RU2796659 C1 RU 2796659C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chromium
- pulp
- recovery
- mass
- process waste
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области обезвреживания технологических отходов, содержащих соединения токсичного шестивалентного хрома. Способ восстановления шестивалентного хрома из технологических отходов включает восстановление хрома (+6) до хрома (+3) и получение осадка гидроксида хрома (+3). В качестве сырья используют суспензию катализаторного шлама, которая представляет собой смесь жидкой и твердой фаз с содержанием хрома (+6) 1 г/л. Суспензию загружают в реактор и нагревают при 70-85°С. Затем в нагретую пульпу вводят метабисульфит натрия при соотношении масса восстановителя/масса пульпы 0,005/1 и перемешивают при скорости 150-300 об/мин и времени 20-35 минут, с получением твердой фазы, содержащей хром (+3), которую отправляют на складирование, и жидкой фазы, содержащей сульфит натрия, которую отправляют на регенерацию. Обеспечивается обезвреживание техногенных отходов. 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к области обезвреживания технологических отходов, содержащих соединения токсичного шестивалентного хрома, а именно для обезвреживания катализаторного шлама, образующегося после процесса дегидрирования изобутана. Способ переработки основан на восстановлении шестивалентного хрома из жидкой фазы пульпы реагентом-восстановителем, в качестве которого применяется метабисульфит натрия, и может быть востребован в химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, металлургической промышленности. Технология позволяет полностью очистить растворы от токсичных соединений хрома при слабощелочном значении pH без использования дополнительных реагентов.
Известен способ извлечения хрома (VI) из растворов с получением железо-хромового осадка (патент РФ № 2698810, опубл. 30.08.2019) с получением малообводненного железо-хромсодержащего осадка. Для восстановления в раствор вводят концентрированную серную кислоту и заранее активированную стальную стружку.
Недостатками способа является применение концентрированной серной кислоты, необходимость активации железной стружки, а именно их обезжиривание, получение смеси осадков хрома и железа и длительность проведения процесса 1-3 суток.
Известен способ восстановления хрома (6+) в жидких отходах гальванического производства (патент РФ № 2675016, опубл. 14.12.2018). Для осуществления способа проводят обработку отработанных растворов реагентом-восстановителем, в качестве которого используют моноэтаноламин, выдерживают полученную реакционную смесь в течение времени, достаточного для превращения хрома (+6) в хром (+3).
Недостатком способа является токсичность реагента-восстановителя, проведение реакции в кислой среде. Длительный процесс восстановления от 30 часов до 60 суток.
Известен способ удаления шестивалентного хрома из растворов, (патент РФ № 2160717, опубл. 20.12.2000) с использованием в качестве реагента-восстановителя тиосульфат натрия, добавляемого в точном стехиометрическом соотношении. После чего реакционную смесь облучают электронным пучком дозой 10-30 Мрад.
Недостатком способа является необходимость использования оборудования, позволяющее облучать нейтрализуемый раствор электронным пучком. Необходимость применять радиационную защиту для ускоряющих элементов системы на время работы.
Известен способ переработки концентрированных растворов нанесения гальванических покрытий (патент РФ № 2218311, опубл. 10.12.2003). Обработку раствора проводят смесью бисульфита натрия, карбоната натрия и оксида кальция.
Недостатком способа является большое количество составляющих смеси-восстановителя и, проведение реакции в кислой среде.
Известен способ переработки ингибитора коррозии, содержащего соединения шестивалентного хрома и морскую воду (патент РФ № 2731269, опубл. 01.09.2022). Способ переработки ингибитора коррозии, содержащего соединения шестивалентного хрома, включает подкисление исходного раствора до рН 2-3, обработку подкисленного раствора восстановителем Na2SO3 или NaHSO3 и выделением полученного осадка при помощи железного купороса FeSO4⋅7H2O или хлорида железа FeCl2 ⋅4Н2О. Затем раствор нейтрализуют раствором NaOH до рН 8-9.
Недостатком способа является проведение реакции в сильнокислой среде и применение дополнительных реагентов для осаждения гидроксида хрома и нейтрализации раствора.
Техническим результатом является обезвреживание техногенных отходов.
Технический результат достигается тем, что в качестве сырья используют суспензию катализаторного шлама, которая представляет собой смесь жидкой и твердой фаз с содержанием хрома (+6) 1 г/л, которую загружают в реактор и нагревают при температуре от 70 до 85°С, затем в нагретую пульпу вводят метабисульфит натрия при соотношении масса восстановителя/масса пульпы 0,005/1 и перемешивают при скорости от 150 до 300 об/мин и времени от 20 до 35 минут, с получением твёрдой фазы, содержащей хром (+3), которую отправляют на складирование и жидкой фазы, содержащей сульфит натрия, которую отправляют на регенерацию.
Способ осуществляется следующим образом. Исходный катализаторный шлам представляет собой суспензию, состоящую из жидкой и твердой фазы, содержащую 1 г/л шестивалентный хром. Среда жидкой фазы слабощелочная pH от 7 до 8, содержание хрома (6+) от 700 до 1200 мг/дм3, среда твёрдой фазы слабощелочная pH от 7 до 8.
Катализаторный шлам загружают в реактор и проводят нагрев при температуре от 70° до 85°С. Затем в нагретую пульпу вводят реагент-восстановитель, в качестве которого используется метабисульфит натрия, при соотношении масса восстановителя/масса пульпы 0,005/1. Далее запускают перемешивающее устройство и перемешивают при скорости от 150 до 300 об/минут в течении от 20 до 35 минут, при этом хром (6+) восстанавливается до хрома (+3). Далее проводят фильтрацию пульпы под вакуумом при разряжении в диапазоне от 98 до 100 кПа в качестве фильтрующего материала используют полиэфирную ткань. С получением твёрдой фазы представляет собой кек, в составе которого содержится масс.%: Al2O3-72,46; SiO2-11,61; Cr2O3-11,74; K2O-2,49; CaO-0,28; TiO2-0,23; Fe2O3-0,21, который отправляется на складирование и жидкая фаза, содержащая сульфит натрия, отправляется на регенерацию.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 100 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре 60°. Хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 10 минут. Выпавший осадок отделяется фильтрацией под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Процент восстановления составил - 60%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
Пример 2. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 150 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре 70°С. Хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 20 минут под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Выпавший осадок отделяется фильтрацией. Процент восстановления составил - 86%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
Пример 3. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 200 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре 80°С. Хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 25 минут. Выпавший осадок отделяется фильтрацией под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Процент восстановления составил - 93%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
Пример 4. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 300 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре от 85°. Хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 35 минут. Выпавший осадок отделяется фильтрацией под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Процент восстановления составил - 98%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
Пример 5. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 350 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре 87°С. Полностью весь хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 40 минут. Выпавший осадок отделяется фильтрацией под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Процент восстановления составил - 99%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
Пример 6. Процесс восстановления осуществляется в закрытом реакторе с постоянным перемешиванием 350 об\мин при отношении массы восстановителя к массе пульпы 0,005 и температуре 90°С. Полностью весь хром восстанавливается в виде Cr(OH)3 через 45 минут. Выпавший осадок отделяется фильтрацией под вакуумом от 98 до 100 кПа с использованием полиэфирной ткани. Процент восстановления составил - 99%. Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия, представлена в таблице 1.
| Таблица 1 - Результаты восстановления хрома (+6) метабисульфитом натрия | ||||||
| № опыта | Температура, t° |
Время восстановления, мин | Масса восстановителя\масса пульпы | Скорость перемешивания об\мин | Процент восстановления, % | Примечание |
| 1 | 60 | 10 | 0,005 | 100 | 60 | Не полное протекание реакции восстановления |
| 2 | 70 | 20 | 0,005 | 150 | 86 | Не полное протекание реакции восстановления |
| 3 | 80 | 25 | 0,005 | 200 | 93 | Полное протекание реакции восстановления |
| 4 | 85 | 35 | 0,005 | 300 | 98 | Полное протекание реакции восстановления |
| 5 | 87 | 40 | 0,005 | 350 | 99 | Полное протекание реакции восстановления |
| 6 | 90 | 45 | 0,005 | 350 | 99 | Полное протекание реакции восстановления, не целесообразно |
Протекание реакции восстановления хрома при оборотах мешалки 100-150 об\мин при температуре от 60° до 70° приводит к неполному переводу хрома (+6) в хром (+3), восстановление хрома при режиме перемешивания от 300 до 350 об\мин при от 87° до 90°С вести не целесообразно ввиду отсутствия значительного эффекта температуры и скорости перемешивания на выход продукта.
Предлагаемый способ восстановления шестивалентного хрома метабисульфитом натрия при температуре от 70° до 85°С позволит существенно уменьшить выбросы оксида серы в атмосферу и уменьшить опасность техногенных отходов.
Claims (1)
- Способ восстановления шестивалентного хрома из технологических отходов, включающий восстановление хрома (+6) до хрома (+3) и получение осадка гидроксида хрома (+3), отличающийся тем, что в качестве сырья используют суспензию катализаторного шлама, которая представляет собой смесь жидкой и твердой фаз с содержанием хрома (+6) 1 г/л, которую загружают в реактор и нагревают при температуре от 70 до 85°С, затем в нагретую пульпу вводят метабисульфит натрия при соотношении масса восстановителя/масса пульпы 0,005/1 и перемешивают при скорости от 150 до 300 об/мин и времени от 20 до 35 минут, с получением твёрдой фазы, содержащей хром (+3), которую отправляют на складирование, и жидкой фазы, содержащей сульфит натрия, которую отправляют на регенерацию.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2796659C1 true RU2796659C1 (ru) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214967C2 (ru) * | 2000-03-29 | 2003-10-27 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления |
| RU2218311C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-12-10 | Руденок Владимир Афанасьевич | Способ переработки концентрированных растворов нанесения гальванических покрытий |
| CN103086536A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-05-08 | 贵州长绿科技有限公司 | 一种处理含铬废水的方法 |
| RU2731269C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-09-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ переработки ингибитора коррозии, содержащего соединения шестивалентного хрома и морскую воду |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214967C2 (ru) * | 2000-03-29 | 2003-10-27 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления |
| RU2218311C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-12-10 | Руденок Владимир Афанасьевич | Способ переработки концентрированных растворов нанесения гальванических покрытий |
| CN103086536A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-05-08 | 贵州长绿科技有限公司 | 一种处理含铬废水的方法 |
| RU2731269C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-09-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ переработки ингибитора коррозии, содержащего соединения шестивалентного хрома и морскую воду |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5128047A (en) | Sequential separation of metals by controlled pH precipitation | |
| RU2796659C1 (ru) | Способ восстановления шестивалентного хрома из технологических отходов | |
| US4108596A (en) | Recovery of chromium values from waste streams by the use of alkaline magnesium compounds | |
| CZ305399B6 (cs) | Způsob neutralizace odpadních oplachových vod z moříren nerezových ocelí | |
| JPS6245394A (ja) | 砒素及び珪素の同時除去法 | |
| JPS61192386A (ja) | 重金属錯体を含む廃水の処理方法 | |
| CN208308584U (zh) | 一种氯化钛渣滤液膜集成处理装置 | |
| US2639222A (en) | Treatment of acid waste liquors | |
| JP2001232372A (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| SK50196A3 (en) | Process for the treatment of acidic liquors and simultaneous gaining commercial products and a product for processing water | |
| JP4022909B2 (ja) | 銅含有水の処理方法 | |
| RU2195434C2 (ru) | Коагулянт для очистки природных и сточных вод, способ его получения и способ его использования | |
| RU2811021C1 (ru) | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов | |
| RU2726121C1 (ru) | Способ очистки промышленных сточных вод от тяжелых металлов | |
| JP3593726B2 (ja) | 硫酸と銅とを含む排水の処理方法 | |
| JPS61120688A (ja) | 高濃度廃液の処理方法 | |
| JPS60168587A (ja) | 流動層式接触脱リン方法 | |
| RU2068396C1 (ru) | Способ глубокой очистки сточных вод от хрома /ш/ | |
| SU812752A1 (ru) | Способ очистки сточных вод отХРОМА | |
| JPH08132066A (ja) | 金属含有排水の処理方法 | |
| SU1022953A1 (ru) | Способ переработки сточных вод | |
| SU1104128A1 (ru) | Способ получени пирокатехина | |
| SU1028608A1 (ru) | Способ очистки кислых сточных вод | |
| RU2085491C1 (ru) | Способ очистки алюминатного раствора от хрома | |
| RU2158236C1 (ru) | Способ очистки сульфидсодержащих растворов и сточных вод |