Получение хрома из промывных вод процессов гальваностегии (стр. 3 из 4)
Схема процесса представлена на рис. 1. Детали, хромированные в резервуаре /, сначала промывают водой в емкости для первичной промывки 2, а затем снова промывают водой в следующем резервуаре 3. Вода, подаваемая на промывку, сначала направляется во второй промывной резервуар 3, а затем после того как в ней растворились значительные количества хромовой кислоты, она подается в резервуар для первичной промывки 2; из резервуара 2 воду направляют на хранение в резервуар 4. Как правило сточные воды процесса хромирования, хранящиеся в резервуаре 4, имеют кислую реакцию (рН = 2,3-3).
Сточные воды из резервуара 16 подают для нейтрализации в резервуар 5, куда из резервуара подают водный раствор гидроксида натрия до получения приблизительно нейтральной реакции (рН = 7-9). При этом происходит осаждение железа, меди и других металлов в виде гидроксидов. Смесь проходит через фильтр 7, расположенный под резервуаром 5; фильтрат направляют в резервуар 8. В результате такой обработки в сточных водах процесса хромирования происходит замена ионов металлов на ионы натрия. Реакция раствора в резервуаре 8 близка к нейтральной (рН = 7-4-8). Этот раствор направляют для предварительной обработки в башни 9а и 96, заполненные катионообменной смолой, где происходит удаление ионов натрия в результате адсорбции. В результате очистки получают разбавленный раствор двухромовой кислоты, который временно хранится в резервуаре 10.
Цель снижения рН разбавленного раствора двухромовой кислоты и удаления ионов натрия из фильтрата, находящегося в резервуаре 8, состоит в том, чтобы увеличить эффективность последующей адсорбции ионов хромовой кислоты анионообменной смолой. В частности, если величина рН будет менее 3,5 ион хромовой кислоты превращается из CrO в Сг20;_,что приводит к увеличению эффективности адсорбции на анионообменной смоле примерно на 30 %.
Рис. 1. Схема процесса обработки сточных вод, образующихся при хромировании, с помощью ионного обмена
Разбавленный раствор двухромовой кислоты, имеющий рН менее 3,5, из резервуара 10 подают в адсорбционные башни Па и 116, заполненные анионообменной смолой, для удаления ионов бихромата; получаемый при этом раствор хранится в резервуаре 12. Очищенные таким образом сточные воды могут быть направлены в резервуар 13, а оттуда — на повторное использование.
После того, как адсорбционная емкость башен Па и 116 исчерпана, проводят следующие операции:
1.Продувка. Вода, оставшаяся в частицах анионообменной смолы, сначала выдувается током воздуха.
2.Предварительная промывка. Анионит промывают, пропуская через него воду в прямом и обратном направлениях в 20-кратном объемном избытке по отношению к количеству анионита. Для промывки используют воду, хранящуюся в резервуаре 12.
3.Продувка. Снова продувают анионит воздухом для удаления остатков воды: вся выделяющаяся при этом вода возвращается на хранение в резервуар 4.
4.Впрыскивание реагента. Из емкости 14 впрыскивается водный раствор гидроксида натрия, объем которого равен объему анионита. При этом происходит десорбция адсорбированных на анионите ионов двухромовой кислоты и образуется раствор хромата натрия.
5.Продувка. Для удаления из анионита остатков раствора хромата натрия продувают воздухом, а выделившийся раствор направляют на хранение в резервуар 15.
6.Дополнительная промывка. Так же как и при предварительной промывке промывают анионит примерно 20-кратным (по объему) избытком воды из резервуара, пропуская ее в прямом и обратном направлениях.
7.Продувка. Продувают воздухом для удаления из анионита остаточной воду которую вместе с промывной водой возвращают на хранение в резервуар 4.
8.Заполнение водой. Добавляют воду в таком количестве, чтобы она покрыла анионит, находящийся в адсорбционных башнях Па и 116.
В результате описанной обработки ионы двухромовой кислоты, адсорбированные на анионите, удаляются в виде раствора хромата натрия, а используемый анионит регенерируется. Раствор хромата натрия из резервуара 15 направляют в очистную башню 16, заполненную катионообменной смолой аналогично башням 9а и 96, для адсорбции ионов натрия и получения чистого раствора двухромовой кислоты. Последний направляют в резервуар 17 и используют для хромирования в реакторе 1.
При достижении адсорбционной емкости башен предварительной обработки 9а и 96 и очистной башни 16 проводят следующие операции, так же как и в случае адсорбционных башен 11а и 116.
1.Продувка. Продувают воздухом для удаления остатков раствора двухромовой Кислоты из частиц катионита.
2.Предварительная промывка. Через катионит пропускают воду в прямом и обратном направлениях в 20-кратном (по объему) избытке по отношению к количеству катионита. Для промывки используют раствор, хранящийся в резервуаре 15.
3.Продувка. Снова продувают воздухом для удаления остатков воды из катионита; промывную воду и упомянутые выше остатки раствора двухромовой кислоты возвращают в резервуар 4.
4.Впрыскивание реагента. Из емкости 18 впрыскивается серная кислота, объем которой эквивалентен количеству катионита. При этом происходит десорбция ионов натрия, адсорбированных на катионите; образующийся раствор сульфата натрия удаляют.
5.Продувка. Продувают воздухом для удаления из катионита остатков раствора сульфата натрия.
6.Дополнительная промывка. Так же как и при предварительной промывке промывают катионит примерно 20-кратным (по объему) избытком воды из резервуара 12, пропуская ее в прямом и обратном направлениях.
7.Продувка. Продувают воздухом для удаления из катионита остатков промывной воды; промывные воды и раствор сульфата натрия хранят в резервуаре 19. Его содержимое направляют на выброс после установления величины рН в контрольной емкости 20.
8.Заполнение водой. Добавляют воду в таком количестве, чтобы она покрыла катионит, находящийся в башнях предварительной обработки 9а и 96 и в очистной башне 16.
В результате такой обработки ионы натрия, адсорбированные на катионите, удаляются в виде раствора сульфата натрия и происходит регенерация катионита в башнях предварительной обработки 9а и 96 и в очистной башне 16.
В приведенном примере башни предварительной обработки 9а и 96 включены параллельно, что позволяет проводить непрерывный процесс, осуществляя адсорбцию в одной из башен в то время как другая башня регенерируется. Реакции, протекающие в башнях 9а и 96, адсорбционных башнях 11а и 116 и в очистной башне 16, приведены ниже (ионообменная смола обозначена как R; уравнение а относится к башне предварительной обработки, б — к адсорбционной башне, в — к адсорбционной башне при регенерации, г — к очистной башне и а — к регенерации башен предварительной обработки и очистки):
Шестивалентный хром восстанавливают до трехвалентного с образованием гидроксида хрома. Такие металлы как цинк и кадмий также выделяют в виде гидроксидов; серебро и медь извлекают в виде свободных металлов. В этом процессе происходит также нейтрализация дыма, выделяющегося из регенерационных резервуаров и содержащего цианиды и хром.
Согласно данному способу детали после покрытия погружают в регенерационный раствор, содержащий альдегид или вещество способное превращаться в альдегид и, в случае необходимости, окисляющий агент. При этом происходит осаждение избытка металла из остатка раствора, используемого для гальванопокрытия, в виде свободного металла или его гидроксида, а также разложение цианидов и восстановление" шестивалентного хрома в трехвалентный. В этом процессе могут быть регенерированы как раствор для гальванопокрытия, так и регенерирующий раствор.
Глава 4. ХРОМ ИЗ ОСАДКОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Процесс предназначен для выделения хромсодержащих соединений из осадков, получаемых при осаждении твердых частиц в сточных водах, процессов чистовой обработки металлов; хром в этих осадках находится в виде хромата бария. В этом случае осадок переводят в водную суспензию, добавляют серную кислоту, перемешивают некоторое время при комнатной температуре, отделяют нерастворившуюся часть, добавляют к полученному при разделении фильтрату карбонат одного из следующих элементов: Са+, Sr2+,Ba2+ иРЬ2+, в результате чего происходит осаждение значительной части сульфат-ионов, содержащихся в растворе. Снова отделяют нерастворившуюся часть, к получаемому фильтрату добавляют карбонат стронция для осаждения остатков сульфат-ионов и еще раз отделяют осадок, получая раствор, который содержит все количество СгОэ, находившееся в первоначально полученном растворе.
Было приготовлено 55 кг осадка, содержащего 40 % ВаСг04 и 60 % ВаС03. Осадок перемешивали с водой для получения суспензии. Затем было добавлено 25,1 кг (13,9 л) H2S04 и общий объем смеси доведен до 85 л. Смесь перемешивали без дополнительного нагревания в течение 2,5 ч.
Затем нерастворившуюся часть отфильтровали и осадок несколько раз промывали водой до получения раствора с содержанием 5,5 г/100 мл Сг03 и 7,8 г/100 мл H2S04. Затем к раствору добавляли 8,0 кг СаС03 и перемешивали 10 мин при комнатной температуре. Нерастворившуюся часть отфильтровали и осадок промывали водой как описано выше; общий объем полученного раствора был ~П5 л. В этом растворе еще содержалось 2,0 кг H2S04; к нему было добавлено 4,5 кг SrC03 и перемешивалось ~15 мин при комнатной температуре.
Нерастворившуюся часть отфильтровали, осадок промывали водой до получения общего объема раствора 130 л. Полученный раствор содержал все количество, находившееся в первоначально полученном растворе, и был свободен от H2S04.