Upload
paula-andreea
View
65
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Indepartarea de Cr (III, VI) din apele uzate se datorita toxicitati lor (Bolto şi Pawlowski,
1987; Dorfner, 1991). O sursă principală de contaminare a apei cu ioni de crom sunt apele uzate
industriale de la staţiile de tratamentul superficial al metalelor şi de la tăbăcărie. Apele uzate
industriale provenite de la bai folosite pentru placarea cromului, pasivare acoperiri metalice şi de
spălarea suprafetelor deja acoperite sunt caracterizate prin pH-ul scăzut cauzată de prezenţa de
acizi liberi, de culoare brun-galben şi transparenţă mici. Cr (VI) concentrat astfel domeniile
industriale uzate de la 5 la 50 mg Cr (VI) dm-3. O astfel de soluţie este purificata dupa care trece
prin schimbătorul de cationi puternic acid şi ulterior, prin schimbătorul de anioni puternic de
bază (Bolto şi Pawlowski, 1987; Lin şi Kiang, 2003). Ioni metalici şi alte impurităţi cationici
sunt eliminate pe schimbătorul de cationi în timp ce cromaţi pe schimbătorul de anioni:
Soluţiile NaOH sunt aplicate pentru regenerarea schimbătorului de anioni. Tenorio şi
Espinosa (2001) a examinat eficienţa a două sisteme de epurare pentru apele uzate care conţin
cromaţi. Unul dintre ei a fost compus din schimbător de cationi puternic acid amberlită IR-
120Na (tip gel de schelet polystyrenedivinylbenzene) şi a schimbătorului de anioni puternic de
bază amberlită IRA-420 (tip gel şi scheletul polystyrenedivinylbenzene) (Sistem 1), iar cealaltă
de cationi schimbător de amberlită IR-120Na pe slab de bază. Schimbătorul de anioni amberlită
IR-67RF (tip gel şi scheletul acrilat). Sistemul 2 s a dovedit a fi mai bun pentru astfel de scopuri,
deoarece cu Sistemul 1 au fost întâmpinate dificultăţi în regenerarea de pat. Indepartarea de Cr
(III) din apele uzate industriale este însoţită de unele dificultăţi în special în prezenţa sulfaţilor.
Datele din literatură indică existenţa a numeroase Cr (III) complexe în soluţie. Cr (III) complexe,
în sumă de la 10% la 32%, au fost constatate, care nu au fost absorbite de schimbători de cationi
sulfonic (Hubicki et al, 1999.). Schimbătorul de anioni macroporos puternic de bază - (. Untea et
al, 2000) Lewatit MP-500A este caracterizat de o mare selectivitate pentru Cr (VI) ioni.
Capacitatea sa de ioni de acest element depinde de concentraţia de ioni de forme de Cr (VI) şi de
prezenţa altor ioni în sistem. Rezultate foarte bune se obţin în cazul de Cr (VI) scoaterea din
soluţiile de acid în sistemul RCL-K2CrO4-HCl-H2O, care rezultă din pătrunderea de Cr (VI) în
HCrO4 paturi prin formularul de ioni. Seria de afinitate Schimbător de anioni macroporos
Lewatit MP-500A a fost dovedit a fi: CrO4 >SO4>Cl>OH. Din studiile termodinamice se poate
concluziona că eliminarea cea mai eficienta la ionii Cr (VI). Apele uzate industriale sunt obţinute
folosind forme OH de la schimbătorul de anioni cu valori medii ale pH-ului. Creşterea
necontrolată de aciditate intensifică caracterul oxidant de Cr (VI), ioni şi, ca urmare, degradarea
mai rapidă a patului schimbător de ioni. Aşa cum am menţionat mai devreme, apele uzate
industriale de suprafata în format cromare de alte metale în afară de ionii de crom, de asemenea,
conţine ioni de aceste elemente. Prin urmare, problema de separare a componentelor individuale
şi în primul rând de recuperare atât crom şi ioni alte metale ocupă o poziţie importantă. Soluţii
format în crom zincare sunt un exemplu de ape uzate industriale de acest tip. În procesul de
epurare, după oxidare anodica de Cr (III) la Cr (VI) compuşi, apele uzate industriale sunt
alimentate printr-o coloană cu schimbător de cationi puternic acid Wofatit SPK pentru a elimina
Zn (II), ioni şi alţi cationi şi apoi introduse într-un coloana cu puternic de bază Schimbător de
anioni Wofatit SBK (tip 2), pe care îndepărtarea cantitative de acid cromic cu anioni alte are loc.
Apă purificată, în acest fel pot fi reciclate în etapa de spălare. Apoi, schimbătorul de pat de
cationi se regenereaza cu 20% soluţie de acid sulfuric şi că a schimbătorului de anioni cu soluţie
de 15% de hidroxid de sodiu. În primul caz, o soluţie concentrată de Zn (II) şi ionii de sulfaţi de
sodiu este obţinută şi în al doilea eluatul format este alimentat din nou prin coloană cu
schimbător de cationi puternic acid. Aceasta duce la o soluţie concentrată de acizi cromic şi
sulfuric care poate fi aplicată din nou în cromare (Drela, 1996). Polystyrenesulphone
Schimbătorul de cationi amberlită IR-120 pot fi aplicate pentru a elimina Cr (III) de la băile
tăbăcăriei utilizate în sus. Capacitatea de schimb de ioni de amberlită IR-120 nu depinde de pH-
ului în intervalul 1-11 şi este egal cu 35 MGG 1. Studii de selectivitate adsorbţie de amberlită IR-
120 în forma HTH a arătat că cationii menţionate mai sus concura la legarea cu grupuri
funcţionale de schimbător de ioni, prin care capacitatea de schimb de ioni de schimbătorul de
cationi scade rapid odată cu creşterea Na (I), concentraţia de ioni în soluţie. Problemele de
selectivitate separare de Na (I) şi Cr (III) ar putea fi gestionate folosind diferenţele de oxidare -
proprietăţi de reducere a ambelor cationi. A fost demonstrat că prezenţa oxidant puternic, care,
sunt Cr2O2 7 ioni, nu cauzează pierderea capacităţii de schimb de ioni de cationi - schimbator.
Metoda propusă pentru îndepărtarea Cr (III) de la baia de tăbăcărie folosit up "constă din
patru etape. În prima etapă Cr (III) este oxidat la Cr (VI) prin intermediul persulfat de sodiu.
Soluţia obţinută se trece prin coloana cu amberlită IR-120 în scopul de a elimina de sodiu, calciu
şi ioni de magneziu. Apoi, Cr (VI) se reduce la Cr (III) în apa uzată prin mijloace de metanol. De
exemplu, ultima etapa a patra constă în absorbţia de Cr (III) ionii pe amberlită IR-120, care este
regenerată cu 2 M soluţie de H2SO4 rezultat practic în desorbţia total de Cr (III) Schimbătorul de
anioni puternic de bază de gel şi structura grupurilor cuaternar de amoniu - amberlită IRA-400 în
formă de clorură a fost aplicată pentru îndepărtarea ionilor de cromat de la soluţiile de pH-ului
diferite, diferite concentraţii iniţiale (1.030-15.449 mmol dm 3) şi la temperatura variaţie (20-40
C) (Mustafa et al, 1997.) Sa constatat că raportul de ioni de clorură lansat şi ioni absorbită
cromat scade cu scăderea valorilor pH-ul soluţiei şi efectul temperaturii este nesemnificativă.
Acest lucru indică faptul că CrO2 4 sorbţia ionilor de veniturile mai întâi şi apoi că a HCrO 4.
Procesul de Cr (III) de recuperare din apele uzate industriale, cunoscut sub numele de
IERECHROM (Petruzzelli et al, 1995.) Este de o importanţă semnificativă. Macroporos
schimbătoare de cationi carboxilic (Purolite C-106) care, în afară de Cr (III) ionii păstrează, de
asemenea, urme de ioni metalici alte, printre altele, de ioni de aluminiu şi de fier sunt utilizate în
acest proces. Procesul de regenerare a schimbătorului de ioni carboxilic cu ioni de crom depus
încasările în două etape. În prima etapă, soluţie alcalină H2O2 (pH ¼ 12) este utilizat pentru
desorbţie. Ca urmare forme anion (cromaţi şi aluminates) fiind create sunt cantitativ spălate
departe de schimbătorul de cationi şi separate. A doua etapă este de purificare a patului, în
vederea spele ioni de fier. Soluţia cromat rămasă este apoi utilizat în industria de acoperire sau în
procesul de tabacarie acelaşi după reducere a Cr (VI) ionilor de Cr (III). Clinoptilolit modificat
cu HDTMA (cationi hexadecyltrimethylammonium) sa dovedit a fi un schimbător de ioni
selectiv pentru Cr (VI) într-o gamă largă de pH 3-13 ¼ (Haggerty şi Bowman, 1994; Li şi
Bowman, 1997). Zeolitice naturale tratate cu HDTMA sorbenţi sunt eficiente pentru nepolare
cationi organici, anorganici şi anionii anorganici. Clinoptilolit modificat prin HDTMA, care este
localizat pe site-uri externe de schimb zeolit, absoarbe anionii polivalent (CrO2 4, SeO2 4, SO2
4) (Haggerty şi Bowman, 1994). Datorită costurilor scăzute şi natura granulare, HDTMA-zeoliţii
apar candidaţii ideali pentru bariere reactive, permeabil sub-suprafaţă. Surfactant modificate
zeoliti scoruşă organice nepolare, cum ar fi benzen, toluen, xilen, chlorinates aliphatics prin
intermediul mecanismului de partiţionare, cationi anorganice (de exemplu, Pb (II)) prin
intermediul schimbului de ioni şi de complexare de suprafaţă, şi anionii anorganice prin
precipitaţii suprafaţă (SEK un Mac, 1999) . Un schimbător de ioni cu polyvinylbenzene Matricea
a fost sintetizat. 1 - (4-pyridinyl) -2 - (1-piperidinil) ester etilic al acidului 4-aminobenzoic a fost
lipit la această matrice. Schimbător de ioni a fost caracterizată de o mare selectivitate pentru Cr
(VI) ioni (Heininger şi Meloan, 1992). Cele mai bune schimbător pentru toate formele chimice
de crom sa dovedit a fi un fibros schimbător de FIBAN-22 (Soldatov et al, 1988.). Acest
schimbătoare selectivă conţine atât funcţionalităţi carboxilic şi imidazolice pe fibre de
polipropilenă. Acest lucru înseamnă că schimbătorul de selective acţionează atât ca un cation şi
un schimbător de anioni, precum şi chelator schimbător de ioniLa pH ¼ 3, Fiban AK-22 eliminat
mai mult de 99,3% din ambele Cr3þ Cr2O2 şi 7 şi în intervalul de pH 5-8 mai mult de 99,6% din
CrO2 4 din 5 soluţie ppm Cr. Fiban AK-22 coloane luat eficient ionilor de crom din efluenţii de
deşeuri de o instalaţie de acoperiri metalice. De la o soluţie de 1 mmol cu pH 06:01 ¼, nivelul
ionilor de crom în efluent a fost de numai 0,006% înainte de progres. De încărcare a fost cea mai
mare parte 0.4 mmol g 1. O distribuţie coeficient ridicat de Cr (VI) eliminarea ionilor a fost găsit,
de asemenea, aplicarea fibre anioni schimb cu grupurile de piridină (Kurashvili et al, 1997.).
Investigaţiile au arătat că bazicitate a adsorbantului nu afectează selectivitatea sale de ioni de
crom. Capacitatea de răşină obţinute cu grupurile de piridină a fost estimată la 130 MGG 1.
Asemenea, sa constatat că fibrele care conţin grupuri de piridină de bazicitate mici sunt
rezistente la efectul de oxidare a Cr (VI), ioni care stabiliza capacitatea lor de schimb ionic în
cicluri de sorbţie-desorbţie. Transformarea grupurilor de piridină în forme mai mult de bază
scade stabilitatea chimică a răşină în Cr (VI) adsorbţie din soluţii. Răşini impregnat elaborat pe
baza de suport polimer macroporos amberlită XAD-2, au fost aplicate pentru extragerea de Cr
(III) de la soluţiile de nitrat de forta ionica cu aproximativ 0,1. Răşini au fost pregătite de
adsorbţie de Cyanex 272 pe suport polimer. Sorbent obţinut este caracterizată de o mare afinitate
pentru Cr (III) ioni, care sunt extrase în Cr (OH) (HL) 2 (NO3) 2 sau Cr (OH) forma L2 (HL în
cazul în care este Cyanex 272). Elution de ioni metalici adsorbite din rasina poate fi efectuată cu
ajutorul 6 M soluţie de HCl. Eficienţa desorbţiei este foarte ridicat (95%), care permite
reutilizarea impregnant în extracţii succesive (Mendoza et al, 2000.). schimbătoare de anioni
disponibile în comerţ nu se poate elimina selectiv cromaţi (VI) din apele uzate industriale la pH
între neutru şi alcalin în prezenţa anionilor alte competitive precum sulfati, cloruri,
hydrogencarbonates sau nitraţi. În literatura de specialitate (Sengupta et al., 1986) este raportat
că la pH <6, HCrO 4 ionii pot fi indepartate folosind selectiv schimbătoare de anioni de
schelet polystyrenedivinylbenzene şi funcţională amină terţiară sau grupuri de amoniu, în
prezenţa de sulfat de competitive şi cloralcanilorMulte apele contaminate de suprafaţă şi apele
uzate industriale sunt caracterizate prin valoarea pH-ului de la neutru la alcaline. Capacitatea de
anioni schimbătoare în legătură cu crom (VI), ioni, în acest interval de pH-ului este semnificativ
mai mic. Prin urmare, sinteza de schimbători de ioni de lucru exact în acest interval de pH-ului
este necesar. Pentru a satisface aceste nevoi un nou tip de schimbător de anioni, care este de fapt
un schimbator de polimer de liganzi, a fost elaborat (Zhao et al, 1998.). Structura sa este
prezentată în Fig. 4aMatricea polimerica construit de polystyrenedivinylbenzene reticulat a fost
combinat cu grupul bispicoliamine funcţionale (Fig. 4b) care conţin atom de azot, care este un
donator de pereche de electroni pentru acidul Levis-Cu (II) de cationi, într-un mod covalent.
venituri de coordonare în aşa fel, că neutralizarea de sarcini pozitive nu are loc, care, la rândul
său, permite de prindere a anionului
Fig. 4. schimbător de
Polimer de liganzi: (a) sistem general şi (b) grupei funcţionale.
liganzi DIN Solutie ca urmare o interacţiunilor de vârf puternic acid-Baza Levis puternic (fig. 5).
Contaminate în apele de suprafaţă la pH mai mic decât neutru, cromaţi (VI) pot fi însoţite de alţi
ioni de metale grele cum ar fi Cu (II), Zn (II) şi Ni (II). Schimbătorul de ioni descrise mai sus
chelatare pot fi aplicate pentru eliminarea simultană a ambelor ionilor de metale grele şi cromaţi
(VI) dintr-un mediu dat. Mecanismul acestui proces este prezentată schematic în Fig. 6.
Fig. 5. Mecanismul de CrO2 ion de cromat 4
lipire.
Fig. 6.
Mecanism de eliminarea simultană a ionilor de metale grele şi cromaţi dintr-un mediu dat.