Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

1 Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Chemia

1 2001

1 Bojanowska I.

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: odzyskiwanie chromu

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Badanie efektywności odzysku chromu (III) i (VI) ze ścieków i osadów pogalwanicznych.

100%

Bojanowska I.

tom Nr 48(587)

3-70

W pracy zaprezentowano przemiany chromu w środowisku naturalnym. Omówiono emisję przemysłową chromu. Przedstawiono charakterystykę ścieków galwanicznych, sposoby ich neutralizacji oraz metody zagospodarowania osadów ściekowych. Zawarto także podstawy procesu wymiany jonowej i ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Zamieszczono przegląd dotychczasowych badań nad ekstraktacją chromu(VI) z materialów mineralnych i biologicznych oraz wykorzystania jonitów do oczyszczania ścieków galwanicznych. Mimo że istnieją możliwości odzysku chromu z odpadów galwanicznych, nadal większość galwanizerni składuje je na wysypiskach. Należy poszukiwać łatwych do realizacji metod odzysku chromu ze ścieków oraz osadów pogalwanicznych. Zastosowanie tzw. technologii mokrych może sprostać temu zadaniu. Ze względu na prostotę aparatury, niską temperaturę prowadzenia tych procesów, mogą one być stosowane nawet w małych zakładach. W części dotyczącej badań własnych przedstawiono wyniki prac dotyczących wyjaśnienia niektórych problemów ekstrakcji rozpuszczalnikowej i możliwości wykorzystania tego procesu do odzysku chromu(VI) ze ścieków i osadów ściekowych. Zbadano i ustalono wpływ: obecności kwasu mineralnego w ściekach, rodzaju i stężenia aminy trzeciorzędowej w różnych rozpuszczalnikach organicznych (ekstrahenty) na odzysk chromu(VI) ze ścieków w procesie ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Badaniom poddano ścieki preparowane i przemysłowe o zmiennym stężeniu chromu(VI): od 0,003 do 3,5g Cr/dm3, oraz preparowane osady, będące produktem ich neutralizacji. Ze środowiska kwasów: siarkowego(VI), azotowego(V) i solnego, jak i ich mieszanin, ekstrakcja chromu(VI) zachodzi przy pH~2 z dużą wydajnością. Ze stężonych roztworów chromianów(VI) zakwaszonych kwasem siarkowym(VI) poniżej pH 2 nie uzyskano pełnego wyekstrahowania jonów chromu(VI). Zaprzecza to doniesieniom literaturowym o efektywnej ekstrakcji izopolikwasów chromu(VI). Obecność kwasu chromowego(VII) w surówce obniża wydajność ekstrakcji chromu(VI), co nie jest zgodne z wynikami badań prezentowanymi w literaturze. Spośród badnych układów ekstrakcyjnych roztwór triizooktyloaminy w chloroformie okazał się najefektowniejszy. Proces ekstrakcji przebiegał z dużą wydajnością z roztworów zakwaszonych kwasem siarkowym(VI) dp pH~2, przy minimum dwukrotnym stechiometrycznym nadmiarze aminy w stosunku do jonów chromu(VI). Potwierdzono jonowymienny mechanizm tego procesu, oraz to, że ekstrahuje się jon [wzór]. Zwiększenie stężenia aminy trzeciorzędowej w ekstrahencie wymagało zwiększenia ilości jonów siarczanowych w roztworze, przy utrzymaniu kwasowości roztworu na poziomie pH~2, co zgodne jest z niektórymi doniesieniami literaturowymi. Obliczone współczynniki podziału nie przyjmowały stałej wartości, co potwierdziło, że jony chromu(VI) w środowisku wodnym wystepują w wielu jonowych formach specjacyjnych, które z różną szybkością reagują z aminą trzeciorzędową, co miało wpływ na czas ustalania się równowagi ekstrakcyjnej. Proces ekstrakcji prowadzono jedno- i wielostopniowo z recylkulacją ekstrahenta i reekstrahenta. Maksymalne stężenie chromianu(VI) sodu, jakie udało się uzyskać, wynosiło 180 g [wzór], co warunkowane było stężeniem reekstrahenta (zasady sodowej). Badania potwierdziły możliwość regeneracji kąpieli chromowej i odzysku chromu(VI) ze ścieków z wykorzystaniem ekstrakcji rozpuszczalnikowej, co pozwala znacznie ograniczyć ilość wytwarzanych osadów ściekowych. Odzyskany chrom(VI), w postaci chromianu(VI) sodu, może być zawrócony do ciągu technologicznego chromowni, bądź wykorzystany w innych procesach chemicznych. Następna część badań obejmowała odzysk chromu, jako chrom(VI), z osadu wodorotlenku chromu(III), który jest głównym składnikiem osadów powstajacych w procesie neutralizacji izolowanych ścieków chromowych. Badaniom poddano preparowany osad. Określono warunki rozpuszczania osadu, a dalej utleniania chromu(III) do chromu(VI). Utlenianie prowadzono nadtlenosiarczanem amonu w środowisku kwaśnym oraz w środowisku zasadowym z wykorzystaniem nadtenku wodoru. Z otrzymanej surówki (zakwaszonej kwasem siarkowym(VI) do pH około 2), odzyskiwano chrom(VI), wykorzystując ekstrakcję rozpuszczalnikową i reekstrakcję tego jonu do roztworu zasady sodowej. Waruki prowadzenia procesu ekstrakcji były takie jak ustalono przy badaniu ścieków,. Wykazano wplyw czasu składowania wodorotlenku chromu(III) na efektywność jego rozpuszczania. Potwierdzono, że starsze osady rozpuszczają się trudniej. Proces utleniania chromu(III) w mieszaninie heterogenicznej (zawierającej nierozpuszczony wodorotlenek chromu(III)) przebiegał z jednoczesnym rozpuszczaniem tego osadu. Wyniki tej części badań wskazują na zasadność izolacji strumienia ścieków chromowych w celu odzysku z nich chromu(VI), bądź natychmiastowej przeróbki osadów chromowych, podczas gdy chemiczne oczyszczanie ścieków galwanicznych przebiega wydajniej z mieszanych strumieni ścieków (współstrącanie i sorpcja). Wykazano celowość podjęcia badań nad osadami chromowymi, uzyskianymi podczas neutralizacji przemysłowych ścieków chromowych. Dotyczy to osadów o krótkim czasie składowania (do 4 tygodni), ponieważ wcześniej potwierdzono wpływ procesu ""starzenia sie osadów"" na wydajność odzysku chromu. Ostatni etap badań obejmował odzysk chromu z osadów pogalwanicznych, zawierających wodorotlenek chromu(III). Osady te bywają dwojakiego rodzaju: osady mieszane - pochodzą z neutralizacji izolowanych strumieni ścieków galwanicznych na chromowe i pozostałe, które następnie są mieszane i składowane w mogilnikach oraz osady współstrącone, które powstają w procesie oczyszczania ścieków galwaniznych w etapie końcowej neutralizacji ścieków, w warunkch nieizolowania strumieni ścieków. Obróbkę preprowanych osadów realizowano zgodnie z procedurą zaproponowną dla osadów chromowych. Ustalono wpływ czasu przechowywania tych osadów na efektywność odzysku chromu. Podczas etapu utleniania chromu(III) w mieszaninie heterogenicznej nie uzyskano pełnego uwolnienia chromu(III) z osadów. Wyniki tej części badań wykazaly, że proponowany sposób odzysku chromu z mieszanych, a szczególnie ze współstrąconych osadów pogalwanicznych, nie jest efektywny. Osady te należy zagospodarowywać metodami pro- i hydrometalurgicznymi lub poprzez zestalanie, gdzie czynnikami wiążącymi moą być: gips, cement, glina formierska, szkło, substancje organiczne o dużej masie cząsteczkowej, asfalty. Jednocześnie potwierdzono, że w celu odzysku chromu konieczna jest obróbka izolowanego strumienia ścieków chromowych. Określono wartości wskaźników ChZT (Chemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) i [wzór] (azot organiczny) w rafinacie i reekstrakcie. Oznaczono zawartość chloroformu i ketonu metylowoizobutylowego (KMIB) (składniki ekstrahentów) w rafinacie i reekstrakcie, w celu określenia strat rozpuszczalnika w trakcie procesu odzysku chromu(VI). Potwierdzono tym samym konieczość wprowadzenia zmian systemu płukania powlekanych elementów (np. wykorzystanie płuczek odzyskowych), aby uzyskać stężone ścieki, przy jednoczesnej oszczędości wody. Badania wymiany jonowej potwierdziły, że podczas dekationizacji ścieków ze środowiska kwasu siarkowego utrudnione jest usuwanie jonów chromu(III). Może być to związane z tworzeniem się jonów kompleksowych chromu(III) z jonami siarczanymi. Duża ilość zasolonych ścieków powstających podczas regeneracji i płukania jonitów, jak i szybkie zużywanie się masy jonitowej, wskazują na ograniczone stosowanie tego procesu do oczyszczania ścieków galwanicznych.

In the first part of the paper, the pathways of the introduction of chromium to the environment and its influence on the biota are reviewed. It is also shown that the inflows of chromium to the various ecosystems should be limited. The loads of wastewater and galvanic sludges (which are the products of the galvanic wastewater neutalization), should be limited. They contain heavy metals, which can pollute soil, water and atmosphere. Hardening of galvanic sludges with gypsum or cement as well or their thermal treatment does not solve the problem and they remain dangerous for the enviroment when metals are washed out of them. The paper is focused on the recovery of chromium from galvanic wastewater and sludges (which are the products of the galvanic wastewater neutralization). The chromium (III) hydroxide is the main component of those sludges. The investigations were carried out on both the prepared and industrial wastewater and the prepared galvanic sludges, which contained chromium (III) hydroxide. All investigations were performed in laboratory conditions. The chromium was recovered from the sewage sludges, which were collected over various periods of time (up to 4 weeks). The ionic exchange and solvent extraction were being used to recover chromium. Investigations showed that the solvent extraction was very efficient and chromium was recovered in a hexavalent form. The efficiency of chromium (VI) recovery from prepared wastewater was always 99% and from industrial wastewater - 97%. It was found that chromium (VI) was transferred to the water solution of sodium hydroxide (Figures 3 and 4) during extraction. The sodium chromate, which was formed in the latter process, can be reused. The recovery of chromium from sludges, which were formed during galvanic wastewater neutralization , was carried out following the procedure evolved in the Environmental Engineering Department at the University of Gdańsk (Figure 13). Using this procedure the chromium recovery from mixed sludge and co-precipitated sludge (which contained chromium (III) hydroxide) were also investigated. The conditions of all sludges dissolution, efficiency of chromium recovery and conditions of oxidation of Cr(III) to Cr(VI) were established. The oxidation was carried out in an alkaline media of pH about 10 using hydrogen peroxide as an oxidant. After oxidation the solution was acidified by a sulphuric acid to a pH about 2 and then extraction and reextraction of chromium (VI) being carried out. The conditions for the process were analogous like during the wastewater treatment. Investigations showed that the age of chromium hydroxide sludge (4 weeks) did not influence the efficiency of chromium recovery (stages I and II in Figure 13). The efficiency was 70% on average. The recovery of chromium from the mixture of chromium (III) hydroxide (chromium wastewater) and hydroxides of other metals (which are components of galvanic wastewater) was also investigated. Usually, such a mixture, which is called mixed sludges, is stored in the graveyard at a storage yard. The results, which are presented in Table 24, reveal that the age of the sludge does not influence the efficiency of the chromium recovery. The total recovery of chromium was 37%. The crucial stage in the process is the sludges dissolution. Its efficiency does not exceed 40%, although efficiency of oxidation of Cr(III) to Cr(VI) and extraction exceeds 90%. The low chromium release efficiency during the sludge dissolution had a deciding influence on the final result. Investigaions on the recovery of chromium from sewage sludges formed during purification of mixed wastewater in the galvanizing plants named in the publication co-precipitated sludges) were also carried out. The result showed that the age of sludge does not influencde the efficiency of chromium recovery. The efficiency was always about 24%. According to the investigation results the stream of chromium wastewater should be separated from other galvanic wastewater. The formation of sludges due to mixing of separated wastewater streams should not take place. The isolated chromium sludge should be neutralized separately. Our investigations enable us to propose schemes concerning the chromium (VI) recovery from galvanic wastewater and sludges (Figure 19a and 19b).