一步法从酸性含铬废水中去除并回收铬的方法
专利名称：一种酸性含铬废水中铬的一步法脱除回收方法
技术领域：
本发明涉及环境治理和金属资源回收领域，涉及一种酸性含铬废水中铬的去除和回收方法。
背景技术：
含铬废水主要来自工业污染，尤其是电镀行业。 由于铬组合镀层具有硬度高、耐热、耐磨、耐腐蚀、光亮美观等优点，因此具有广泛的应用范围。 电镀含铬废水的来源一般是镀件清洗和电镀废液。 其中电镀清洗水是电镀含铬废水的主要来源，几乎占含铬废水排放量的80%。 铬污染严重危害生态环境和人类健康。 六价铬的毒性比三价铬高（约100倍）。 六价铬是一种可吞咽毒物/剧毒吸入剂。 皮肤接触可能引起敏感； 它更有可能导致遗传性基因缺陷。 吸入可能会导致癌症，并对环境造成长期危害。 但这些都是六价铬的特性，而铬金属、三价或四价铬则不具有这些毒性。 六价铬易被人体吸收，可通过消化道、呼吸道、皮肤、粘膜侵入人体。 据报道，吸入含有不同浓度铬酸酐的空气可导致不同程度的鼻粘膜萎缩，严重时可导致鼻中隔穿孔和支气管扩张。 当它侵入消化道时，会引起呕吐和腹痛。 当它侵入皮肤时会发生皮炎和湿疹。 危害最大的是长期或短期接触或吸入引起癌症的风险。 含铬废水被公认为最严重的环境危害之一，主要是六价铬。 因此，研究含铬废水的分离处理显得尤为重要。 长期以来，人们采用化学、物理化学方法和生化方法来控制铬污染。 其中，化学沉淀和离子交换是处理含铬工业废水的两种常用技术。 但截至目前，各种含铬废水处理技术仍存在深度处理浓度低、效率低、步骤长、酸碱消耗高、运行成本高等缺点，亟待改进并有所改善。 目前，国内外普遍采用“两步法”处理电镀含铬废水。 在酸性条件下，用SO2、FeSO4等还原剂将六价铬还原为三价铬。 然后加碱提高废水的pH值，形成氢氧化铬沉淀，然后过滤掉。 CN公开了一种回收镀铬废水中铬的方法。 该方法主要是在镀铬槽内放置塑料网内衬，向废水中加入亚硫酸，将六价铬还原为三价铬，然后加入氨水与三价铬反应生成含铬沉淀，直至沉淀完全。 。 进行分离，分离出的清水闭路循环，重新用于漂洗。 分离出的含铬沉淀物用水多次洗涤，除去铵离子和硫酸根离子，得到纯铬化合物，然后重新用于镀铬工艺。 由于还原反应一般在酸性条件下进行（一般要求PH
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的之一是提供一种从酸性含铬废水中一步去除回收铬的方法。 该方法操作简单，绿色环保，能耗少，易于实现产业化。 一种从酸性含铬废水中一步去除和回收铬的方法，包括（1）向酸性含铬废水中添加相形成盐和聚合物，待相形成盐和聚合物溶解后，进行二水处理。该过程同时实现了六价铬向聚合物相的转移，而其他共存的阴离子仍保留在下层卤相中； (2)分离得到负载有六价铬的黄色聚合物相，将其置于聚合物相下层中沉淀出水相层并进行相分离，从而回收废水中的三价铬。 优选地，步骤(O)中分离的聚合物相可以重复使用。 步骤O)中所述的分层是指浅绿色水相层与聚合物相下层的分离。 这个浅绿色的水相层实际上是三价的。 优选地，步骤()中所述的水相层从聚合物相下层的沉淀是通过光或/和外部作用实现的。 优选地，所述含铬废水的pH值在7以下，例如pH＝7、pH＝6。 99. pH = 6. 95. pH = 6. 9. pH = 6. 5. pH = 6. UpH = 6. pH = 5. 95. pH = 5. 9. pH = 4. pH = 2. pH = 1.UpH=1、pH=0.9、pH=0.5、pH=0.1等，进一步优选pH为6以下，特别优选pH为1.6，且超过
在该酸度范围内，铬向聚合物相的转移速率降低。 优选地，本发明的含铬废水包括电镀工业中产生的含铬废水和其他含铬废水。 含铬废水中六价铬离子的浓度为1 400mg/L，例如1.1mg/LU。 2毫克/卢。 5毫克/升、10毫克/升、1毫克/升、30毫克/升、40毫克/升、100毫克/升、200毫克/升、300毫克/升、360毫克/升、390毫克/升、395毫克/升、398毫克/升、399毫克/升L等，进一步优选20-350mg/L，特别优选50-300mg/L，更高浓度
铬溶液中，萃取率降低。 优选地，所述聚合物为水溶性聚合物，包括聚醚类聚合物，如50-HB-170、5-HB-5100、50-HB-5100等； 不同分子量的聚乙二醇等，嵌段共聚物，如PEO-PPO共混系列、PEO-PPO-PEO嵌段系列、聚乙二醇-聚丙二醇-单丁醚系列等，特别优选聚乙二醇或/和嵌入的嵌段聚合物，例如EOPO（环氧乙烷-环氧丙烷共聚物）。 优选地，相盐为硫酸盐、磷酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐，例如硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硫酸氢钠、硫酸氢钾、磷酸铵、磷酸钠、磷酸钾、氢二钠磷酸盐、磷酸二氢钠等更优选为硫酸盐，特别优选为硫酸铵、硫酸钠。 优选地，所述两水相中的成相盐的质量百分比浓度为5％～80％，进一步优选为8％～70％，特别优选为10％～60％。 优选地，两个水相中的聚合物的质量百分比浓度为5％至80％，进一步优选8％至70％，特别优选10％至60％。 优选地，步骤(2)中的放置时间至少为2天，例如2.05天、2.1天、2.15天、2.2天、2.9天、2.95天、2. 99天、3天、3.1天、3.5天， 4天、10天等，进一步优选至少2.5天，特别优选至少3天。 所述光为自然光或/和自然光源或/和人造光源发出的人造光。 外部作用可以是加热、光、空气浴、超声波等。本发明的含铬废水允许以阳离子形式存在的其他金属离子共存而不受干扰。 与现有技术相比，本发明的酸性含铬废水脱除回收铬的方法具有以下优点：（1）不存在酸碱消耗问题，无需添加有机溶剂。 ，从而降低了成本； (2))操作简单，消耗能源少，易于实现工业化生产； (3)不使用有机试剂，绿色无毒，可最大限度地减少对操作人员身体的伤害和对环境的污染。
具体实施方式为了便于理解本发明，下面给出本发明的实施例。 本领域的技术人员应该理解，以上实施例仅仅用以帮助理解本发明，并不构成对本发明的具体限制。
实施例1：取15mL含铬工业废水，其中Cr(IV)浓度为200mg/L，酸度为pH 3.5，混入Cu2+、H3+等杂质金属离子，加入3g硫酸铵添加3g聚乙烯。 Diol 2000，经涡旋溶解混合、相分离后，聚合物相对于六价铬的萃取率为90%。 将聚合物的上层相静置3天以分离各相。 下相中三价铬的回收率为86%。 实施例2 取90g含铬工业废水，其中Cr(IV)浓度为1mg/L，酸度为pH 6，混有Cu2+、!^3+等杂质金属离子，加入5g硫酸钠添加5g聚醚50-。 HB-170，经涡旋溶解混合、相分离后，聚合物中六价铬的萃取率为95%。 将聚合物的上层相在荧光灯下静置4天以分离各相。 下相中三价铬的回收率为92%。 实施例3：取15g含铬工业废水，其中Cr(IV)浓度为400mg/L，酸度为pH 1，与Cu2+、Cu3+等杂质金属离子混合，与5g磷酸钠和80g聚乙二醇混合增加了2000个。 经涡旋溶解混合、相分离后，聚合物中六价铬的萃取率为90%。 将聚合物的上层相在40℃下静置2天以分离各相。 下相中三价铬的回收率为86%。 实施例4：取20g含铬工业废水，其中Cr(IV)浓度为300mg/L，酸度为pH 7，混有Cu2+、Cu3+等杂质金属离子，加入20g硫酸氢钾和添加60g聚乙二醇。 2000年，经涡旋溶解、混合、相分离后，聚合物中六价铬的萃取率为92%。
将聚合物的上层相在荧光灯下静置2天以分离各相。 下相中三价铬的回收率为85%。 实施例5：取15g含铬工业废水，其中Cr(IV)浓度为20mg/L，酸度为pH 6.2，与Cu2+和Cu3+等杂质金属离子混合，硫酸氢钠80g，硫酸氢钠5g添加聚乙烯。 Diol 2000经涡旋溶解混合、相分离后，聚合物中六价铬的萃取率为93%。 将聚合物的上层相在荧光灯下静置2.5天以分离相。 下相中三价铬的回收率为89%。 对比例本申请人的在先申请(申请号2.2)作为对比例进行比较。 向20mL含100mg/L Cr(VI)的溶液中加入1.5g重均分子量为4000的聚乙二醇和5g硫酸铵溶解，用硫酸和氢氧化钠调节pH=6，然后加入3.3mL 30％(ν/ν)磷酸二乙基己基酯/正己烷混合有机溶剂，振荡5分钟，然后高速离心10分钟。 此时，形成液-液-液三相体系。 聚乙二醇中间相中Cr(VI)的萃取率达到90.5%。 在阳光下照射30分钟后，中相的Cr(VI)完全还原为Cr(III)并全部转移到上相。 用 pH = 2.5 的稀硫酸溶液反萃取并回收相负载的 Cr (III)。 通过将本发明实施例1-5与对比例进行比较，可以看出，与对比例相比，本发明回收率相差不大，但操作更简单，无需调节pH值或使用有机溶剂。 不仅降低了成本，而且防止了操作人员的身体中毒。
申请人：声明本发明通过上述实施例说明了本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不限于上述详细工艺设备和工艺流程，即：并不意味着本发明必须依赖于上述详细的工艺设备。 并可实施工艺流程。 本领域技术人员应当理解，任何对本发明的改进、对本发明产品的原料的等效替代、辅助成分的添加、具体方法的选择等，均落入本发明的保护范围和公开范围之内。本发明的。
权利要求
1、一种一步法去除和回收酸性含铬废水中铬的方法，包括：（1）向酸性含铬废水中添加成相盐和聚合物，形成两水相； (2)分离得到负载的六价铬 将黄色聚合物相放入，使水相层与聚合物相下层分离并相分离，从而回收废水中的三价铬。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中分离出的聚合物相优选重复使用； 优选地，将与聚合物相的下层分离的水相层通过步骤(2)中所述的光。 或/和外部效果来实现。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述含铬废水的pH值优选为7以下，更优选6以下，特别优选1-6。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述含铬废水中六价铬离子的浓度优选为1-400mg/L，进一步优选20-350mg/L，特别优选50 300毫克/升。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述聚合物优选为水溶性聚合物，包括聚醚聚合物，例如50-HB-170、5-HB-5100、50-HB-5100等。 .; 不同分子量的聚乙二醇，例如嵌段共聚物，如PEO-PPO共混系列、PEO-PPE0-PEE0嵌段系列、聚乙二醇-聚丙二醇-单丁醚系列等，特别优选聚乙二醇或/和嵌段聚合物，例如EOPO(环氧乙烷-环氧丙烷共聚物)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述相形成盐优选为硫酸盐、磷酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐，并且进一步优选为硫酸。 作为盐，特别优选硫酸铵和硫酸钠。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述两水相中所述成相盐的质量百分比浓度优选为5%至80%，进一步优选为8%至70%，特别优选为10% 60%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述二水相中聚合物的质量百分比浓度优选为5%至80%，进一步优选8%至70%，特别优选10%至60%。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中步骤(2)中的放置时间为至少2天，进一步优选至少2.5天，特别优选至少3天。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述外部作用为光、空气浴、热、超声波等。
全文摘要
本发明涉及一种一步法去除和回收酸性含铬废水中铬的方法，包括(1)向酸性含铬废水中添加成相盐和聚合物，形成两相水相； (2)分离得到负载含铬废水。 当放置六价铬的黄色聚合物相时，在光或/和外界因素的影响下，下层聚合物相从水相层中沉淀出来，并发生相分离，从而回收废水中的三价铬。 与现有技术相比，本发明的优点是：（1）不存在酸碱消耗问题，无需添加有机溶剂，降低了成本； (2)操作简单，能耗少，易于实现工业化生产； (3)不使用有机试剂，绿色无毒，可最大限度地减少对操作人员身体的伤害和对环境的污染。
文件编号C22B7/
公布日期 2012年7月4日 申请日期 2012年1月11日 优先权日 2012年1月11日
发明人：刘慧洲、王富春、赵俊梅申请人：中国科学院过程工程研究所