论文部分内容阅读
本文以某企业还原红染料生产过程中产生的含铬废酸为对象,针对目前处理方法存在耗碱量大、资源浪费、高浓度含盐出水等问题,采用两种工艺路线处理含铬废酸,一种是扩散渗析法去除废液中大部分的酸和Cr(Ⅵ),再用离子交换树脂法去除流出液中残留的Cr(Ⅵ);另一种是用水合肼还原Cr(Ⅵ)并和硫酸生成硫酸肼,最后Cr(Ⅲ)用化学沉淀法回用。 扩散渗析法高性能的离子交换膜是关键,实验中以HF-201型阴离子交换膜为实验用膜。装置运行4h可达到平衡稳定状态,酸的回收率随酸浓度的增加而下降,Cr(Ⅲ)截留率随料液的酸度的增加而下降,接收液中Cr(Ⅲ)浓度增大。酸的回收率随料液流速的增加而下降。Cr(Ⅵ)回收率随着料液的流速的增大而有所下降,但仍然有较高的回收率。Cr(Ⅲ)截留率随流速的增加而增大。料液(1:1含铬废酸)与去离子水的流速比为1∶1,流量为50mL/h,室温(20℃)条件下,酸的回收率达到75%,Cr(Ⅵ)回收率达到92.8%以上,Cr(Ⅲ)截留率99.8%。 扩散渗析装置流出液用树脂法去除其中残留的Cr(Ⅵ)。D301T树脂作为实验用树脂,D301T树脂吸附Cr(Ⅵ)符合准一级动力学模型和准二级动力学模型,吸附速率受颗粒扩散和液膜扩散共同控制。pH对吸附效果有较大影响,pH3~4时吸附效果最好。S042-浓度为0~50g/L时,对吸附效果影响不大。等温吸附过程符合Langmuir方程,吸附量为3.74mmol/g(195mg/g)(20℃)。热力学数据表明,吸附过程是放热反应且体系为熵减小过程。动态柱吸附条件:20℃、10BV/h;脱附条件:1mol/LNaOH、20℃、5BV/h;脱附液体积为30mL时,累计脱附率达到96.7%。 含铬废酸生成硫酸肼最佳条件:40%水合肼、含铬废酸(以硫酸计)的过量系数为1.06、反应温度10℃、沉降温度-4℃、沉降时间3h。经红外光谱对照,证明含铬废酸生成的物质是硫酸肼,含量99.3%以上,达到了工业品标准。含铬废酸经水合肼法处理后,滤液中Cr(Ⅵ)未检出,已被完全还原成Cr(Ⅲ)。 硫酸肼生成母液的酸度已下降至0.24mol/L,经加碱后可生成氢氧化铬沉淀而回收Cr(Ⅲ)。在0~60℃范围内,氢氧化铬沉淀生成后母液中Cr(Ⅲ)浓度随温度上升而下降,升温有助于氢氧化铬纯度的增加。确定沉淀反应温度为65℃,最佳pH8.5,此时,沉淀母液中Cr(Ⅲ)浓度小于0.1mg/L,氢氧化铬的纯度达到97.6%以上。 两条工艺路线均是可行的,企业可根据实际情况和硫酸肼市场进行选择应用。