一种从中性废水中萃取回收六价铬的方法与流程

文档序号:16427035发布日期:2018-12-28 19:51阅读:275来源:国知局

本发明涉及一种从中性废水中萃取回收六价铬的方法,具体而言,提供了一种从中性含cr(vi)废水中利用双阳离子季铵型萃取剂高效萃取回收cr(vi)的方法,属于环境保护领域。

背景技术

铬盐广泛地应用到电镀、冶金、皮革等多个领域,为推动社会进步发挥巨大的作用,但是她也被认为是“城市炸弹”和“可怕的城市毒瘤”。在铬盐中,cr(vi)含量占1-3%,由于cr(vi)有强氧化性、致癌性、致基因突变性,所以对环境和人体造成了巨大的威胁。溶液中cr(vi)以带负电荷的hcro4-、cr2o72−、cro42−为主。因此,当废水溶液的ph=2-5.5时,cr(vi)主要单价态的hcro4-离子存在;当废水溶液的ph≥5.5,cr(vi)主要以二价态的cro42−离子存在。已报道的传统萃取方法的最佳萃取条件一般在ph=2-3,随着ph值增大,萃取效果下降,不能处理近中性的地表水和土壤等。因此在发展中性条件下高效萃取cr(vi)的方法具有重要意义。

世界范围内由cr(vi)污染的土壤、地表水范围广、处理难。目前处理cr(vi)污染的方法主要有:还原沉淀法、微生物修复法、电化学法、膜分离法等。中国专利(cn102886243a)报道了一种含聚苯胺的吸附剂,对cr(vi)进行吸附处理;中国专利(cn102935352a)以山竹渣为主要原料,再辅以碱、水等成分,制备一种吸附剂,对cr(vi)进行吸附处理;中国专利(cn106315793a)用一种功能化的磁性四氧化三铁对cr(vi)进行吸附处理,但再生困难;吸附容量小,容易造成二次污染,更重要的是ph=2-3的范围内高效地吸附cr(vi),不适用于近中性的地表水及土壤中cr(vi)的处理。



技术实现要素:

针对现有技术中在中性或者近中性条件下萃取率低的问题,本发明的目的之一是在于提供了一种中性条件下萃取cr(vi)的方法,实现对中性废水中cr(vi)高效萃取。本发明的目的之二是在于提供了一种中性条件下萃取cr(vi)的方法,实现对中性废水中cr(vi)选择性回收。

为实现上述目的。本发明的技术方案如下:

(1)将含cr(vi)的工业废水稀释、定容,原子吸收法测得该废水中cr(vi)的初始浓度;

(2)将步骤(1)中的含cr(vi)工业废水加入不同体积的0.1mol/lnaoh或hcl调节ph在2-8的范围内;

(3)将步骤(2)得到的含cr(vi)工业废水用双阳离子型萃取剂萃取,萃取后得到含cr(vi)的有机相和萃余液;

(4)将步骤(3)中的有机相进行反萃,得到只含cr(vi)的水相;

(5)将步骤(4)得到的含cr(vi)水溶液,加还原剂还原到cr(iii),调节ph生成cr(oh)3沉淀,分离洗涤后干燥脱水得到含铬氧化物;

所述步骤(3)中双阳离子型萃取剂是双阳离子季铵型萃取剂;

所述步骤(3)中所用的稀释剂的种类为甲苯、1.2-二氯乙烷、煤油:辛醇=7:3或8:2中的一种,萃取的适宜的条件是:温度为15-25ºc,相比o/w=1:1-1.5:1,萃取剂的浓度为0.02-0.1mol/l,室温搅拌30min,离心分离,取水层,用原子吸收法测得对cr(vi)萃取率大于96%;

所述步骤(4)中的反萃:将有机相中加入naoh溶液,室温搅拌30min,离心分离取萃余液,稀释,定容原子吸收法测cr(vi)反萃率大于99%;

所述步骤(5)中所用的还原剂是硫磺或硫化钠的一种,用1mol/l的naoh调节ph至不再产生cr(oh)3沉淀,对cr(oh)3沉淀进行分离洗涤后经干燥脱水得到含铬氧化物。

有益效果:

本发明所述的一种从中性废水中萃取六价铬的方法,对工业废水中的cr(vi)在ph2-8均能高效萃取回收,尤其是中性或者近中性条件下能高效选择性的回收,萃取率大于96%;一次萃取就能达到国家排放标准。

本发明所述的一种从中性废水中萃取六价铬的方法对工业废水中的cr(vi)在中性条件工艺流程简单,可操作性强。

具体实施方式

为更好的说明本发明,便于理解本发明的技术方案,在不冲突的情况下,本发明的典型但非限制性的实施例如下:

通过下列仪器和方法对本发明实施例1-8的最终产物进行检测:用原子吸收光谱仪(pinaacle900t)测得萃余相中cr(vi)的含量。

本发明实施例1-8对cr(vi)萃取率的计算公式:原子吸收法测cr(vi)含量,并根据公式(e是萃取率,co是cr(vi)的初始浓度,ce是萃取平衡时的萃余液cr(vi)浓度)计算萃取率。

实施例1

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,用0.1mol/lnaoh调节ph=7.5,取10ml的水相。以甲苯为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合,适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率97.2%。

实施例2

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,用0.1mol/lnaoh调节ph=6.2,取10ml的水相。以1.2-二氯乙烷为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率96.5%。

实施例3

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,用0.1mol/lnaoh调节ph=6.9,取10ml的水相。以煤油:辛醇=7:3为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率98%。

实施例4

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,用0.1mol/l调节ph=7.2,取10ml的水相。以煤油:辛醇=8:2为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率96.8%。

实施例5

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,分别加入kcl、kno3、kco3、k2so4、k3po4、使阴离子的浓度在500mg/l,用0.1mol/lnaoh调节ph==6.8,取10ml的水相。以煤油:辛醇=8:2为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率96.4%,离子色谱法测得阴离子的浓度几乎不变。

实施例6

先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,分别加入zncl2、cocl2、cucl2、nicl2、cdcl2、mgcl2,使阳离子的浓度在500mg/l,用0.1mol/lnaoh调节ph=6.7,取10ml的水相。以煤油:辛醇=8:2为稀释剂配制0.06mol/l的有机相,取等体积的水相与有机相混合适温振荡30分钟,离心取萃余液,按照上述方法计算得对cr(vi)的萃取率96.2%,测得其他阳离子离子的浓度几乎不变。

实施例7

对比例:先对废水中的cr(vi)模拟萃取,取分析纯重铬酸钾(99%),配成浓度为200mg/l的溶液,分别用0.1mol/lnaoh调节ph=7.4,取10ml的水相。以煤油:辛醇=8:2为稀释剂配制含十六烷基三甲基溴化胺的0.06mol/l溶液,取10ml的水相,取等体积的水相与有机相混合电动振荡30分钟,离心取萃余液。按照上述方法计算得前者对cr(vi)的萃取率96.8%,而后者在最佳ph=2时对cr(vi)的萃取率只有30.1%。

实施例8

反萃:将萃取cr(vi)后的有机相5ml,加入1mol/lnaoh溶液8ml,室温搅拌30min,离心分离取水相,按照上述方法计算得对cr(vi)的反萃率99%。

实施例9

在反萃液中加入过量的还原剂硫磺或硫化钠,使cr(vi)还原到cr(iii),用1mol/l的naoh调节ph至不再产生cr(oh)3沉淀,对cr(oh)3沉淀进行分离洗涤后经干燥脱水得到含铬氢氧化物。

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