164830. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kromátokat, vagy nemesfém sókat, különösen higanyt tartalmazó szennyvizek tisztítására
164830 4 porózus válaszfalat alkalmaznak, ennek azonban csak az a célja, hogy a lerakódott fémes elemet visszanyerjük. Ugyanezt a visszanyerést elérhetjük úgy is, hogy megakadályozzuk az edény alján történő lerakódást és azután a fémes elegyet egy megfelelő elvezető cső segítségével eltávolítjuk. A két különböző elektród közötti kapcsolatot létrehozhatjuk az oldaton belül úgy is, hogy előnyösen több, igen kis méretű elektródot használunk, így a két anyag szemcsés keveréke következtében a folyadék folyamatosan áramolhat át a reakciótéren és igen tisztán hagyja el azt. A redoxifolyamat az elektródok elrendezésétől nem függ, azonban annak kinetikája függ az elektródok alakjától és néha azok egymáshoz viszonyított távolságától. A találmány szerinti eljárás szerinti folyamat általános érvényességét bizonyítva - azaz, hogy használható oxidatív sók olyan sókká alakítására, amelyekben a fématom kisebb vegyértékű, továbbá a megfelelő sókból kiindulva nemesfémek előállítására; - a jobb szemléltetés érdekében, közöljük a reakciómechanizmust a kromát- és a higanysók kezelésére vonatkozóan. Nátriumkromát oldat kezelésekor anódként fémes cinket használunk, az oldatot salétromsavval savanyítjuk, amikor a következő reakció megy végbe: 3Zn + Na2 Cr 2 0 7 + 14HN0 3 = = 3Zn(N03 ) ? + 2NaN03 + 2Cr(N03 ) 2 • 7H 2 0 amely reakciót általánosabb alakban is felírhatunk: 3Me + Cr 2 0 7 -+14H + = = 3Me++ + 2Cr+++ + 7H? 0 ahol Me két vegyértékű és a hidrogénnél negatívabb potenciálú fém. Abban az esetben, ha a fém (Me) oxidált állapotba kerül, egy további reakció megy végbe, például: 6Me++ + Cr2 0 7 "* 14H + = = 6Me+++ + 2Cr+++ + 7H2 0 A fenti reakció akkor megy végbe, ha az Me például vas, amely kétértékű ionként háromértékűvé oxidálható. A találmány szerinti eljárás szemléltetése érdekében ismertetjük a króm- vagy nikkel-króm-tartalmú acélok kezelésekor keletkező kromát-tartalmú szennyvizek kezelését. Az e területen tájékozott szakember számára így igen könnyű lesz a találmány szerinti eljárás alapjait felhasználni a különböző forrásokból származó kromát-tartalmú szennyvizek kezelésére. A króm- vagy nikkel-króm-tartalmú acélötvözetek elektrokémiai kezelésekor 30%-os nátriumnitrát vizes oldatában, mint elektrolitban, anódos oxidációs kezelést végzünk. A folyamat alatt jelentős mennyiségű oldható nátriumkromát keletkezik krómhidroxidot, továbbá bázikus sókat tartalmazó csapadék mellett. Ennek a szuszpenziónak a centrifugálás után a csapadék elkülöníthető és az alkálinitrát- vagy kromátsóban gazdag oldat recirkuláltatható. Ugyanakkor, a centrifugálással összefüggő okok miatt és mindenekelőtt a recirkuláltatott elektrolit kromátsó-koncentrációjának folyamatos emelkedésének elkerülése érdekében az iszapot részleges sűrítés utáneltávolítjuk; a sűrítés után a szintén eltávolításra kerülő folyadékfázis nátriumnitrát és kromátsó oldatban szuszpendálva vas- és krómhidroxidot, továbbá bázikus nitrátsókat tartalmaz. A szuszpenzió vizes fázisában oldott nátriumkromát koncentrációja a kezelt ötvözet krómtartalmától függ, és általában krómra számítva nagyobb mint 250 ppm, ami megfelel körülbelül 750 ppm Na2 Cr0 4 -nak. Az 1. ábrán a fenti elektrokémiai folyamat sémáját ábrázoljuk. 5 Az 1. ábrán 1 a tiszta elektorlitot tartalmazó tartály, a nátriumnitrátot a 14-en keresztül töltjük be. A 2-ön keresztül az elektrolit a 3-ba kerül, ahol az acél elektrolitikus tisztítása végbemegy. A 3-ból a 4-gyel az 5 tartályba kerül az oldott nátrium-10 kromátból és a vas- és krómhidroxid tartalmú iszapból álló szennyezet elektrolit. A 6-on keresztül a szuszpenzió a 7 centrifugába kerül, amelybe a mosószakaszban a 15-tel csak vizet töltünk. A centrifugálás során a szuszpenzióból elkülönítjük a 15 csapadékot és az alkalikus nitrát- és kromátsókban gazdag oldatot a 8- és 9-en keresztül recirkuláltatjuk az 1-be. Az oldhatatlan vas- és krómhidroxidból és bázikus nitrátokból álló iszapot oldatban diszpergáljuk el és 20 nátriumnitrát és nátriumkromát a 10-zel a 11-be kerül. A 11-ben történik a találmány szerinti eljárással a tisztítás. Két elektród, vas (anód) és amalgámozott réz (katód) nyúlik be a folyadékba, ezek rövidre 25 zárásakor a következő reakció játszódik le: 3Fe+Cr2 0 7 ~+.14H + ^ 3Fe ++ • 2Cr +++ • 7H 2 0 így a kromát-anion háromértékű krómionná redukálódott. A folyadékba kerülő kétértékű vas-ionok a túlsúlyban jelenlévő nitrát-ionok miatt háromrétékű 35 vas-ionokká oxidálódnak, a redoxifolyamat során keletkező nitrogénoxidok vízben oldva maradnak. A nitrát-ionok a reakciórendszer levegőn történő lúgosításakor - amivel háromértékű króm- és vashidroxidok keletkeznek, ezek pedig elkülöníthetők 40 - kvantitatíve újrakeletkeznek. A vas- és krómsók leketkezéséhez szükséges savazást végezhetjük úgy is, hogy a már jelenlévő vas-tartalmú vegyületek oldódása nem következik be. A reakció lezajlása után a vas- és króm-ionokat a 45 fent említett módon, nátriumhidroxid adagolásával különítjük el, ugyanis ilymódon a nehézfémhidroxidok kicsapódnak. Az eljárásnak ebben a szakaszában az előzőekben adagolt salétromsav nátriumnitrát alakjában oldadt-50 ban van, ezt pedig a 12- és 13-mal recirkuláltatjuk az 1-be; így az elektrolit alkáli- nitrát-tartalma változatlan marad; ez a tény lehetővé teszi a recirkuláltatott oldathoz egyébként szükséges nitrát adagolás elhagyását. 55 A nehézfémhidroxidok elkülönítése után, ami például a már leírt centrifugálással történhet, az előzőekben leírt eljárás eredményeként csak nátriumnitrát-tartalmú oldatot kapunk, ami ismét alkalmazható a zárt ciklusban. 60 Az 1. ábrán nagy vonalakban megadott eljárás érdekes változata szerint a találmány szerinti eljárást az 5 tartályban lévő szuszpenzió kezelésére is használhatjuk. így a redukció és a semlegesítés után a 7-ben az iszap elkülöníthető, és mivel ennek 65 visszamaradó folyadék-fázisa sem kromátsókat, sem nehézfémsókat nem tartalmaz, kidobható, vagy visszavezethető.
