Петренко Т.В.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА

Петренко Т. В., Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Донецкая область, Украина

В Донецком регионе сосредоточено большое количество крупных промышленных предприятий, оборудованных отдельными цехами гальванопокрытий. Промстоки таких производств — это сливные воды гальванических ванн, промывные воды ванн промывки и травления. При нанесении гальванопокрытий в зависимости от их характера образуются сточные воды, содержащие соединения цветных металлов — хрома, никеля, олова, цинка. Перечисленные металлы имеют различную природу и требуют различного, часто индивидуального подхода к проблеме выделения их из промстоков. Большое внимание привлекают соединения хрома, особенно шестивалентного, поскольку обладают очень высокой токсичностью, и очистка от них сточных вод —актуальная проблема. Кроме того, выделенные из шлама соединения хрома — окислы — могут найти применение в промышленности без дополнительного металлургического передела. Трех-окись хрома как абразивный материал широко применяется при полировке изделий из алюминия и для других целей.
В настоящее время очистка хромсодержащих сточных вод осуществляется в две стадии: восстановление Cr⁶⁺до Cr³⁺ и осаждение Cr³⁺ известковым молоком. Образующийся известковый шлам содержит не более 10—15% металла, он абсолютно непригоден для металлургического передела и вывозится на свалки промышленных отходов. Автором была поставлена цель подобрать такой реагент, который одновременно восстанавливает Cr⁶⁺до Cr³⁺ и осаждает последний. Таким реагентом может быть гумат аммония — производное гуминовых кислот, выделяемых из угля. Гуминовые кислоты — это высокомолекулярные соединения, в состав которых входит углеводородное ядро и функциональные группы. Предположили, что за счет сильного восстановителя — углеводородного ядра — Cr⁶⁺ будет легко восстанавливаться до Cr³⁺, а функциональные группы послужат той частью реагента, которая свяжет образующийся катион Cr³⁺ в нерастворимые гуматы хрома. Шестивалентный хром существует в анионной форме и напрямую не может быть осажден ни известковым молоком, ни подобным реагентом.
Действительно, оказалось, что при взаимодействии 10 мл исходного раствора бихромата калия с концентрацией 0,5 г/л в пересчете на металл с 2 мл 2%-ного гумата аммония выпадает плотный коричневый осадок, который легко отделяется. Маточник после отделения осадка был проанализирован на содержание Cr³⁺и Cr⁶⁺. Результаты анализа представлены в таблице.

Остаточное содержание соединений хрома в растворе после осаждения их гуматом аммония

Объем субстрата, мл	Объем реагента, мл	Содержание в маточнике		Степень извлечения хрома, %
Объем субстрата, мл	Объем реагента, мл	Cr³⁺, г/л	Cr⁶⁺, г/л	Степень извлечения хрома, %
10	0,5	0,0060	0,0080	97,2
10	1,0	0,0055	0,0075	97,4
10	2,0	0,0030	0,0020	99,0
10	3,0	0,0040	0,0030	98,6

Из данных таблицы видно, что гумат аммония восстанавливает шестивалентный хром до трехвалентного и осаждает последний достаточно полно. Оптимальное соотношение субстрат: реагент — 10: 2, при этом гумат аммония полностью расходуется в реакции и дополнительно не загрязняет воду. Образующийся шлам, содержащий гумат трехвалентного хрома, после прокаливания дает практически чистую трехокись хрома — продукт, непосредственно идущий на изготовление абразивного материала.
Разработанный метод извлечения шестивалентного хрома из сточных вод имеет как экологическое, так и экономическое значение, поскольку не только позволяет очищать сточные воды, но и приносит прибыль за счет продажи ценного вторичного сырья.

Petrenko T. V., Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makiyivka, Donetsk Region, Ukraine

The method for wastewater treatment and hexavalent chromium removal has been developed, featuring the use of ammonium humate as a reagent. In the treatment process, the ammonium humate reduces the hexavalent chromium to a trivalent one and triggers its deposition in the form of dense sludge. The sludge is rich in metals and can be used as secondary raw material for producing the chromium trioxide, which is a well-known abrasive material.

Петренко Татьяна Валентиновна, к. х. н., доц., Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, ул. Державина, 2, Макеевка, 86123, Донецкая обл., Украина. Тел./факс (06232) 4-05-48