铬革废弃物的饲用脱铬研究进展

铬革废弃物的饲用脱铬研究进展

元素周期表上的铭文

1. 铬皮脱铬处理

1. 预处理

脱铬工序首先要进行预处理，将生皮粉碎、细化，增加脱铬时脱铬液与胶原纤维的反应面积。在生皮细化颗粒中加入弱碱性溶液，使氢氧离子与铬离子结合，促使铬离子的配位键从蛋白纤维中游离出来。预处理有一定的脱铬能力，一方面可以使皮革疏松，另一方面可以除去皮革中的油分和游离脂肪酸，使下一步脱铬变得容易。方小林等（2008）用饱和氢氧化钙溶液对含铬猪皮下脚料进行预处理，去除杂质。

2.碱处理

含铬废皮革的碱处理主要采用MgO、GaO和NaOH，碱反应溶液的pH值、反应温度、反应时间必须根据废铬皮革碎料的需要进行选择。碱溶液中的氢氧化物可以置换Cr3+，但皮革中的胶原纤维在强碱性环境中也会溶解。在制备胶原蛋白或明胶时，都是从皮革分解的强碱性上清液中提取出来的。

柠檬酸

3. 酸处理

其原理是：在酸性条件下，铬配合物的水解平衡向解聚方向进行，铬配合物分子变小，失去鞣制作用，从而达到脱铬的目的。酸性脱铬主要是利用氢离子对胶原蛋白中的羧基进行阻断，从而削弱胶原蛋白羧基与铬配合物的结合。酸性脱铬通常用无机盐酸、硫酸来调节pH值，无机酸中主要使用盐酸、硫酸。有机酸脱铬过程中，由于铬配合物的解聚，氢离子取代了有机酸根离子，因此有机酸的脱铬率较高，其中最有效的有机酸是草酸，草酸、柠檬酸与铬离子有很强的配位能力，酸根进入铬配合物中与铬配位。

4.氧化脱铬

氧化脱铬的主要过程是将与皮革中的胶原蛋白交联的Cr3+氧化生成Cr6+离子。Cr6+与皮革蛋白纤维结合较弱，在漂洗过程中会被清洗液溶解去除。氧化脱铬过程在碱性溶剂中进行，选择碱性环境以促进氧化剂的作用，促进Cr3+沉淀的形成和排出。氧化剂一般为双氧水，清洁卫生，适用于饲料用铬革的脱铬。氧化脱铬法的缺点是成本较高，脱铬过程中必须使用添加剂，而且会造成新的污染。从饲养动物的安全性角度考虑，氧化脱铬处理后应注意Cr6+含量，高价铬离子仍需在后续的脱铬步骤中降低。

5.处理后铬离子的减少

我国要求配合饲料中铬含量≤0.75mg/Kg。由于加工后的铬皮下脚料中仍含有Cr6+，氧化脱铬后的铬皮下脚料中Cr6+含量较多，饲喂动物后铬离子超标会引起动物中毒。脱铬后应采取措施降低Cr6+。

电解法是利用金属材料电化学氧化还原反应的原理，产生电极反应及其引起的一系列效应，改变电解液中离子的性质，从而达到还原氧化离子的目的。采用不同的阳极和阴极材料，对电解处理的效果有直接的影响，也是目前电解研究的热点。在恒压直流电作用下将Cr6+电解为Cr3+，从而降低含铬皮革中Cr6+的含量，减少加工成饲料后对动物的危害。 马艳然(2005)采用铁屑-活性炭微电解模拟实验，向含铬废水中加入活性炭后，铁屑和活性炭中的碳基物质可分别形成腐蚀电池的阳极和阴极，铁失去电子变成Fe2+，而Cr6+由Fe2+还原为Cr3+，在碱性电解质环境下形成Cr(OH)3沉淀。李宇等(2005)在碱性介质中六价铬直接电化学还原研究中，通过增加阴极表面来加速Cr6+的还原速度，但电解质的碱性越强，还原速度越慢。

2. 总结

铬是动物必需的微量元素，但铬鞣后的皮革中含有大量的铬离子，过量的铬离子会引起动物的各种中毒反应。含铬的皮革废料在预处理后，可采用碱处理、酸处理、氧化等方法脱铬，再用电解法进一步还原六价铬离子，以减少铬离子对动物的毒副作用。另外，皮革粉在储运过程中，应防止Cr3+的氧化，皮革粉应远离高温、高湿环境。皮革粉中应添加亚铁离子、维生素C、E等抗氧化营养物质。