[發明專利]一步法從酸性含鉻廢水中去除并回收鉻的方法

有效

• 申請號: 201210007557.9
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102531139A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙君梅;王福春;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62;C02F1/26;C22B7/00;C22B34/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術領域

本發明涉及環境治理和金屬資源回收利用領域，涉及一種從酸性含鉻廢水中去除并回收鉻的方法。

背景技術

含鉻廢水主要來源于工業污染，特別是電鍍行業。由于鉻組合鍍層具有硬度高、耐熱、耐磨、耐腐蝕、光亮及美麗等優點，應用面頗廣。而電鍍含鉻廢水的來源一般為鍍件清洗以及電鍍廢液等。其中，鍍件清洗水是電鍍含鉻廢水的主要來源，幾乎占含鉻廢水排放量的80％以上。

鉻污染對生態環境和人體健康都有嚴重的危害，六價鉻比三價鉻毒性更大(約大100倍)。六價鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導致敏感；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環境有持久危險性。但這些是六價鉻的特性，鉻金屬、三價或四價鉻并不具有這些毒性。六價鉻是很容易被人體吸收的，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。有報道，通過呼吸空氣中含有不同濃度的鉻酸酐時有不同程度的沙啞、鼻粘膜萎縮，嚴重時還可使鼻中隔穿孔和支氣管擴張等。經消化道侵入時可引起嘔吐、腹疼。經皮膚侵入時會產生皮炎和濕疹。危害最大的是長期或短期接觸或吸入時有致癌危險。

含鉻廢水被公認為是危害環境最嚴重的公害之一，其中主要為六價鉻，因此，對含鉻廢水的分離處理進行研究尤為重要。

長期以來，人們采用化學法、物理化學法和生物化學法對鉻污染進行治理。其中，化學沉淀法和離子交換法是含鉻工業廢水處理的常用兩種技術。然而，至今，各種含鉻廢水的處理技術仍然存在各種不足，如低濃度的深度處理效率低，步驟冗長，酸堿消耗大，運行成本較高，這些均有待改善和提高。

目前國內外處理電鍍含鉻廢水一般采用“二步法”。在酸性條件下利用SO₂、NaHSO₃、FeSO₄等還原劑，將六價鉻還原成三價鉻。然后加堿提高廢水的pH值使之生成氫氧化鉻沉淀，然后過濾除去。CN?1050709A公開了一種鍍鉻廢水中鉻的回收方法。該方法主要是在鍍鉻槽內放置塑料網內襯，在廢水中加入亞硫酸使六價鉻還原成三價鉻，然后再加入氨水，與三價鉻反應生成含鉻沉淀，直到沉淀完全，最后進行分離，分離后的凈水封閉循環，重新用于漂洗，而分離后的含鉻沉淀用水進行多次清洗，除去銨離子及硫酸根離子，得到鉻化合物純品，再重復用于鍍鉻工藝。由于還原反應一般在酸性條件下進行(一般要求pH＜4，通常控制pH＝2.5～3)，而沉淀的最佳pH為8.5～10.0，但含鉻廢水的pH值一般為3.5～6.5，因此該方法首先第一步時需要加酸調節酸度到還原酸度，然后在第二步時再加堿沉降三價鉻，此過程酸堿消耗大，步驟冗長，耗時。

此外，電解還原處理含鉻廢水是利用鐵板作陽極，在電解過程中鐵溶解生成亞鐵離子，在酸性條件下，亞鐵離子將六價鉻離子還原成三價鉻離子。同時由于陰極上析出氫氣，使廢水pH逐漸上升，最后呈中性，此時Cr³⁺、Fe³⁺都以氫氧化物沉淀析出，達到廢水凈化的目的。CN?86106414B公開了一種電解法處理含釩含鉻廢水的方法。該方法包括：廢水經酸溶預還原后進行電解。鐵陰極電化學溶解產生亞鐵離子將六價鉻還原成三價鉻，陰極反應將五價釩還原成四價釩，氫氧化鐵吸附五價釩，最后鉻、釩和鐵以氫氧化物形式沉淀，獲得Cr⁶⁺＜0.5，V＜0.4毫克/升的凈水和富集釩、鉻的沉淀。電解法存在能耗高，步驟多，污泥中混有大量的氫氧化鐵，利用價值低等問題。

其它的除鉻方法還有離子交換法和微生物菌還原法。離子交換法僅局限于弱酸性或中性環境，僅僅適合處理低濃度的Cr(VI)。而微生物菌還原法的使用大多也在弱酸性或中性環境下使用，且工業化應用具有一定的距離。綜上，盡管從廢水中除鉻的方法有多種，但是仍然存在步驟長、酸堿消耗大等問題。酸性溶液中一般不采用溶劑萃取法除鉻，主要原因是直接從酸性溶液中去除六價鉻，會因為酸性溶液中六價鉻的強氧化性而使萃取劑變性，降低其使用壽命。