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        如何通過含鉻廢水制作鉻黃,快來了解下
        作者:    發布于:2023-12-06 15:38:17    文字:【】【】【
          含鉻廢水產生于電鍍、漂染、染料制造等行業,由于廢水中所含有的Cr6+使其對人體存在致癌、致畸、致突變的危害而備受關注。目前工業上常用的處理方法是向含鉻廢水中投加無機鹽(如FeSO4、NaSO3等)進行還原,利用Cr6+的氧化性,將毒性較大的Cr6+還原為毒性較小的Cr3+,再加入堿生成Cr(OH)3沉淀,該方法存在的問題有產渣量大、沉淀產物難處理、鉻資源浪費等。
          本文通過對含鉻廢水的綜合分析,利用H2O2氧化、預沉等處理,輔以醋酸鉛等化工原料制備鉻黃,實現含鉻廢水的無害化及資源化,進而為含鉻廢水的工業化處理提供一定的理論及實驗數據。
          1、實驗部分
          1.1 實驗用水
          實驗用含鉻廢水取自河南省某危險廢物處置企業重金屬廢液原液池,來源為某機械加工廠電鍍車間。經檢測,Cr6+濃度為23811mg/l、總鉻濃度為40524mg/l、總鎳為57mg/l、總鉛為13mg/l、pH=2.7。
          1.2 實驗試劑、儀器及檢測方法
          H2O2(30%)、NaOH、Pb(CH3COO)2·3H2O、醋酸均為分析純;
          水樣的pH檢測采用PHS-3E型pH計測定;Cr6+分析采用721型分光光度計測定;
          總鉻測定選用TAS-986型火焰原子吸收分光光度計測定;
          101-4A型鼓風干燥箱;HH型水浴鍋;CL-4A磁力攪拌機等。
          1.3 實驗方法
          1.3.1 H2O2氧化實驗
          取100ml含鉻廢水置于水浴鍋內的燒杯中,加入一定量的H2O2,調節廢水pH、反應溫度等反應條件,使含鉻廢水中的Cr3+充分氧化為Cr6+,反應過程中充分攪拌,待反應結束后過濾,去除部分重金屬離子雜質沉淀,取濾液利用1.2中所示方法測定Cr6+的含量。
          定義雙氧水的氧化指數為ρ:
          式中:c0為原含鉻廢水中Cr6+的濃度,mg/l;c1為經H2O2氧化處理后Cr6+的濃度,mg/l。
          1.3.2 制備鉻黃實驗
          配制Pb2+濃度為1.0mol/l的含鉛溶液,取經處理后的含鉻廢液100ml置于水浴鍋內的燒杯中,將其與含鉛溶液按照一定比例混合,通過調節含鉛溶液投加量、反應溫度、反應時間等條件,將所生成黃色沉淀(鉻黃)經過濾、烘干等處理用于產品檢測。
          2、結果及分析
          2.1 H2O2氧化實驗
          根據前期實驗及研究,通過調節H2O2投加量、pH、反應溫度等條件,以H2O2的氧化指數為指標設計正交實驗,其中各因素水平表如表1,實驗結果見表2.
          從表2可以看出,各因素對體系反應的影響程度不同,其中,雙氧水投加量對Cr3+的氧化作用大,其次為反應溫度,反應pH,對比各實驗結果,其中各項優條件為H2O2投加量10ml、pH=10、反應溫度55℃。
          為充分利用含鉻廢水中鉻元素,應確保體系內的鉻元素價態一致,從而避免鉻元素的損失。而含鉻廢水中Cr3+與Cr6+存在動態平衡,通過調堿性、投加H2O2等,體系內發生的主要化學反應如下所示:
          從式(1)可以看出,在堿性環境下,含鉻廢水中的Cr6+主要以Cr42-形式存在;而隨著H2O2的加入,H2O2能夠將廢液中的的Cr3+氧化成為Cr6+,從而實現了反應體系內鉻元素化合價的一致。在一定條件下,隨著H2O2的量不斷增大,H2O2的氧化指數不斷提高。
          同時,從表2可以看出,隨著反應溫度的不斷提高,H2O2的氧化指數不斷提高,原因可能是溫度的升高增大了離子傳質的速度。但溫度過高又不利于反應的進行,故選擇反應溫度為55℃。
          另外,從表2及式(2)可以看出,隨著pH的不斷升高,H2O2的氧化指數不斷提升,體系內Cr6+的濃度不斷提高,但當反應體系的pH過高時,雙氧水的氧化指數呈現出降低的趨勢,可能由于雙氧水在堿性條件下不穩定,分解速率加快,故選擇pH=10。
          設定該反應下的條件進行H2O2氧化實驗,H2O2投加量10ml/100ml、pH=10、反應溫度55℃。
          2.2 制備鉻黃實驗
          2.2.1 鉻黃制備及檢測
          量取100ml經處理后的含鉻廢水置于水浴鍋內的燒杯中,向其中緩慢加入足量醋酸鉛溶液,設定反應溫度為55℃,滴加醋酸溶液使體系pH=4,充分反應后過濾。取濾渣置于烘箱內進行烘干處理。
          依據GB/T3184《鉻酸鉛顏料和鉬鉻酸鉛顏料》中鉻酸鉛的各項指標進行檢測,其結果如表3所示。
          從表3可以看出,實驗制備的濾渣(鉻黃)能夠滿足GB/T3184中的規定。
          2.2.2 廢液處理
          取實驗2.2.1所得濾液100ml置于燒杯中,向其中投加質量分數為0.5%重金屬螯合劑,充分反應后檢測成分,其檢測結果如表4所示:
          從表4可以看出,經重金屬螯合劑處理后濾液的各項指標均低于GB8978《污水綜合排放標準》中的各項排放指標限值。
          3、結論
          (1)利用H2O2將Cr3+氧化為Cr6+,條件為H2O2投加量10ml/100ml、pH=10、反應溫度55℃;
          (2)向經H2O2氧化處理后的含鉻廢水中投加0.1mol/l的醋酸鉛溶液,生成鉻酸鉛(鉻黃)沉淀,經檢測,所制備的鉻黃產品各項指標均能滿足GB/T3184中的各項規定;
          (3)利用質量分數為0.5%重金屬螯合劑對所得濾液進行處理,充分反應后,經檢測,其各項指標均低于GB8978中的各項排放限值。
        腳注信息
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