一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺，包括以下步骤：(1)利用萃取液将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；所述萃取液是由萃取剂溶于稀释剂得到，所述稀释剂为碳原子数为8的烷烃；(2)用有机还原剂的水溶液对负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1~3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3)对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。本发明专利技术使用的稀释剂稳定，在有机相中不会被六价铬氧化，从而更有效地避免了排放废水中三价铬的超标问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺。
技术介绍
在铬化工、炼钢冷轧板钝化、化学电镀、鞣革等行业都需要或产生铬(Cr6+)，会产生大量含铬(Cr6+)废水。铬是高毒性元素之一，直接排放会对环境造成严重污染，人体接触或摄入会造成皮肤溃烂、呼吸道炎症、贫血、神经炎等严重伤害，它还是已知的致癌物质之一。目前，含铬(Cr6+)废水的无害化处理主要是化学还原、沉淀后封存填埋。如果将处理后含铬(Cr3+)的废渣进行排放或填埋，从长远来看，对环境还会造成污染。也有采用萃取法浓缩萃取回收处置含铬(Cr6+)废水，但是由于萃取是在高酸度(pH=2左右)条件下进行，而反萃取是在强碱性(碱浓度大于1M)条件下进行，药剂消耗大，产生大量高盐废水后处理困难。并且反萃液浓度低，后处理费用高。我们也进行过在酸性条件下用N235-磺化煤油体系进行萃取，再在酸性条件下用还原剂将六价铬还原成三价铬，进行反萃取（2015101334146-一种从含六价铬废水中回收铬的工艺）。在实践中，该工艺方案能够将废水中的六价铬全部回收，废水达标排放，而且操作简单，成本较低，不产生危险固废。但是，在实际应用中也发现，在萃取体系中，如果出现因检修、故障停机一定时间，六价铬长期存在于酸性有机相中，有机相中的六价铬会缓慢氧化煤油等具有还原性的溶剂和其他有机物，使排放的废水中三价铬超标。为此，我们又开发了一种新的萃取体系，经过试验，没有发现在萃取体系中六价铬被还原的现象，排水稳定达标。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，避免萃取过程中，有机相的六价铬被还原成三价铬而使废水排放时三价铬超标。本专利技术的技术方案是，提供一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺，包括以下步骤：(1) 将含六价铬废水的pH值调节至4-7，利用萃取液将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；所述萃取液是由萃取剂溶于稀释剂得到，所述稀释剂为碳原子数为8的烷烃；(2) 用有机还原剂的水溶液对负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1~3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3) 对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。进一步地，所述步骤(1)中，稀释剂为正辛烷。进一步地，所述步骤(1)中，萃取剂为三烷基氯化铵。进一步地，所述步骤(1)中，萃取剂为三辛基氯化铵。进一步地，所述步骤(1)中，萃取剂为甲基三辛烷基氯化铵。进一步地，所述步骤(2)中的再生有机相返回步骤(1)中作为萃取剂用于废水中六价铬的萃取。进一步地，所述步骤(3)中，对蒸发的溶剂进行回收并用于步骤(2)中对负载六价铬的有机相的还原。进一步地，所述步骤(1)中，萃取为一级或多级逆流萃取。进一步地，所述步骤(2)中，反萃取为一级或多级逆流反萃取。进一步地，所述步骤(2)中，有机还原剂为乙醇。本专利技术是基于三烷基氯化铵等阳离子萃取剂在pH=4~7的弱酸性到中性条件下，对Cr6+具有很强的萃取能力，而在该条件下对Cr3+几乎不萃取的原理。首先将含Cr6+废水中的Cr6+萃取到有机相，再用还原剂将有机相中的Cr6+还原成Cr3+，Cr3+被反萃到水相，在经过后处理得到Cr3+的产品。经过萃取浓缩，含铬废水中的铬被分离提取，使废水达到排放标准，同时在分离过程中，Cr6+被浓缩；再经过还原反萃取，Cr6+还原成Cr3+后返回水相，萃取剂得到再生，可循环重复使用。铬被进一步浓缩，经过简单后处理即可得到含铬化工产品。所用还原剂为在酸性条件下能有效还原Cr6+的还原剂，为了使铬盐的后处理简单，不产生太高的处理成本，同时不会引入新的金属离子或其他盐类而产生大量的高盐废水，本专利技术采用的还原剂为有机还原剂，如醇、醛、羧酸等，结合还原性，与水互溶程度、毒性等因素考虑，优选乙醇作为还原剂。同时有机还原剂的碳链过长会导致萃取过程中第三相的出现、不能还原、氧化产物复杂等情况，选择碳原子数目少于3可以确保实现有效的还原和两相分离。本专利技术是以三烷基氯化铵等阳离子萃取剂在pH=4~7的弱酸性到中性条件下，配制成含萃取剂5~50wt%的三烷基氯化铵-有机相溶液，为了防止六价铬与具有还原能力的有机溶剂长期接触而发生氧化还原反应，将避免采用煤油、磺化煤油等具有还原性的有机溶剂。本专利技术中选用的是抗还原能力较强的有机溶剂，如辛烷等。将含铬废水用10~50wt%的硫酸调整pH值到4~7；通过多级逆流萃取对含铬废水进行萃取。萃取体系为：含萃取剂5~50wt%的三烷基氯化铵-辛烷溶液，萃取中，水相/有机相流速比=10~25:1（即含铬废水被浓缩10~25倍），在萃余液出口处设取样口，按GB7467-1987的分析方法，用分光光度计进行在线取样分析，达标排放，不达标打回循环，并降低水相/有机相流速比；负载六价铬的有机相用于反萃取；将有机还原剂溶于水中，并调整pH值到1.5~2.5，对负载六价铬的有机相进行还原和反萃取；反萃取中水相/有机相流速比为1/1~1/5，反萃取采用多级逆流反萃取；将含三价铬的溶液进行后处理，制备铬盐或铬的氧化物或氢氧化物；再生的有机相作为萃取剂重复使用。本专利技术的有益效果是，通过还原反萃取得到高浓度反萃液，使后期铬盐生产难度和成本都大幅度降低，选用碳原数1~3的醇、醛或羧酸作为有机还原剂，中间氧化产物可以与水混溶，也不会引入杂质，其最终氧化产物为二氧化碳和水，反萃液中不会产生新的金属盐，生成铬盐时不需要与其他盐类进行分离，容易得到较纯净的铬盐，避免了高浓度盐废水的产生；本专利技术使用的稀释剂稳定，在有机相中不会被六价铬氧化，从而更有效地避免了排放废水中三价铬的超标问题。具体实施方式实施例1本实施例所提供的工艺，所用含铬废水为某铬盐厂废水收集池中的含铬废水，含六价铬量为553mg/L，PH=6.5。该工艺包括如下步骤：以三烷基氯化铵为萃取剂，以辛烷为溶剂，配制成含萃取剂10wt%的三烷基氯化铵-辛烷溶液；向含铬废水中加入配制的10wt%的三烷基氯化铵-辛烷溶液用于萃取六价铬，萃取中，水相/有机相流速比=15:1(即相当于含铬废水被浓缩15倍)，三级逆流萃取，在萃取液出口处设取样口，按GB7467-1987的分析方法，用分光光度计进行在线取样分析，出水铬(Cr6+)浓度小于0.1mg/L，Cr3+小于1.0mg/L；将工业乙醇配制成含乙醇50wt%，pH=2.0的水溶液对得到的负载六价铬的有机相进行还原和反萃取；反萃取中水相/有机相流速比=1:5，反萃取采用二级逆流反萃取；将水相中的三价铬进行后处理，蒸发并回收过量的乙醇，水溶液浓缩结晶得到硫酸铬产品，再生的有机相返回作为萃取剂重复循环使用。实施例2本实施例所提供的工艺，所用含铬废水为某钢厂冷轧车间废水收集池中的含铬废水，含六价铬量为83mg/L，PH=5.5。该工艺包括如下步骤：以三烷基氯化铵为萃取剂，以辛烷为溶剂，配制成含萃取剂5wt%的三烷基氯化铵-辛烷溶液；向含铬废水中加入配制的5wt%的三烷基叔胺-煤油溶液用于萃取六价铬，萃取中，水相/有机相流速比=20:1(即相当于含铬废水被浓缩20倍)，三级逆流萃取，在萃取液出口处设取样口，按GB7467-19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺，包括以下步骤：(1) 将含六价铬废水的pH值调节至4‑7，利用萃取液将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；所述萃取液是由萃取剂溶于稀释剂得到，所述稀释剂为碳原子数为8的烷烃；(2) 用有机还原剂的水溶液对负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1~3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3) 对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。

【技术特征摘要】
1. 一种从含六价铬废水中萃取回收铬的工艺，包括以下步骤：(1) 将含六价铬废水的pH值调节至4-7，利用萃取液将废水中的六价铬萃取到有机相后与水相分离，得到负载六价铬的有机相；所述萃取液是由萃取剂溶于稀释剂得到，所述稀释剂为碳原子数为8的烷烃；(2) 用有机还原剂的水溶液对负载六价铬的有机相进行还原，使六价铬还原成三价铬后被反萃进入水相，两相分离后得到含三价铬的溶液和再生有机相；所述有机还原剂为碳原子数为1~3的醇、醛和羧酸中的一种或几种混合；(3) 对所述含三价铬的溶液进行溶剂蒸发后结晶，回收三价铬。2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，稀释剂为正辛烷。3. 如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，萃取剂为三烷基氯化铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乐山，贺前锋，言海燕，阙雄杰，陈亚利，赵迪，蔡群欢，赵倩，
申请(专利权)人：湖南永清环保研究院有限责任公司，湖南永清水务有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43