Вплив температури та інтенсивності перемішування на технічні характеристики хімічно утворюваної суспензії PbCrO4

Abstract

Наведена доцільність застосування в умовах реального виробництва реагентного методу очищення стічних вод промислових підприємств, що містять Cr⁶⁺, з використанням як реагент-осаджувача водорозчинних солей Pb²⁺ з утворенням малорозчинної солі PbCrО₄. В роботі дос-ліджено вплив температури і інтенсивності перемішування на процес хімічного осадження PbCrO₄ в системі H₂CrO₄-Pb(CH₃COO)₂-H₂O. В якості вихідного речовини використовували водний розчин Н₂CrО₄ з концентрацією 100 мг/л (в перерахунку на Cr (IV)), який моделює ти-пову промивну воду першої стадії промивання процесу електрохімічного хромування. Як осаджувач використовували насичений при 20 0С водний розчин оксалату свинцю (30,7 г/100 г води). Розчин осаджувача одноразово дозували до хром (VI) - містного розчину, виходячи з таких мольних співвідношень: стехіометричної кількості (100%) і надлишку 120 і 150% для утворення хромату свинцю. Температуру підтримували на рівні: 20, 30, 40, 50 і 60 °С, а швидкість обертання валу мішалки - на рівнях: 0 (без перемішування), 1,4; 2; 2,5 і 3 об/сек. Після дозування розчину - осаджувача отримані суспензії витримували при перемішуванні і заданої температури протягом 60 хвилин і відстоюва-ли з паралельним проведенням седиментаційного аналізу. Проведеними дослідженнями встановлено, що при температурі 20 ÷ 30 °С і над-лишку розчину реагента-осаджувача на рівні 20 ÷ 50% можна отримати залишкові концентрації Cr⁶⁺ в очищених розчинах близьких до рів-ня ГДК. Найбільш оптимальна швидкість перемішування суспензій становить 1,5 ÷ 2 об/сек. Дана інтенсивність перемішування сприяє збільшенню швидкості розшарування отримуваної суспензій, дозволяє отримувати осад PbCrO₄ з розмірами частинок на рівні 1,4 ÷ 1,6 мкм, не збільшує залишкову концентрацію Cr⁶⁺ в очищених розчинах. При збільшенні надлишку осаджувача, швидкість росту кристалів PbCrO₄ зменшується в порівнянні зі швидкістю утворення зародків. Таким чином, показана доцільність використання водного розчину Pb(CH₃COO)₂ як реагента-осаджувача для очищення Cr⁶⁺ - вмісних стічних вод електрохімічних виробництв.

The expediency of applying the reagent method for wastewater treatment of industrial enterprises containing Cr⁶⁺ under conditions of real production using water-soluble salts of Pb²⁺ with the formation of a poorly soluble salt of PbCrO₄ was used as a precipitating agent. The effect of temperature and mixing intensity on the chemical deposition of PbCrO₄ in the H₂CrO₄-Pb(CH₃COO)₂-H₂O system is studied. A solution of Н₂CrО₄ with a concentration of 100 mg/l (in terms of Cr (IV)), which models a typical wash water of the first stage of washing of the process of electrochemical chromium plating, was used as a starting material. An aqueous solution of lead oxalate saturated at 20°C was used as a precipitant (30,7 g/100 g of water). The precipitating solution was dosed once to chromium (VI) - containing solution, based on the following molar ratios: stoichiometric amount (100%) and an excess of 120 and 150% to form lead chromate. The temperature was maintained at the level of: 20, 30, 40, 50, and 60 °С, and the rotation speed of the mixer shaft was maintained at the levels: 0 (without mixing), 1.4; 2; 2.5 and 3 rpm. After dosing the precipitator solution, the resulting suspensions were kept under stirring and at the set temperature for 60 minutes and defended with a parallel sedimentation analysis. Studies have established that at a temperature of 20 ÷ 30 ° C and an excess of the precipitating reagent solution of 20 ÷ 50%, it is possible to obtain residual Cr⁶⁺ concentrations in purified solutions close to the MPC level. The most optimal mixing speed of suspensions is 1.5 ÷ 2 rpm. This mixing intensity helps to increase the separation rate of the resulting suspensions, allows one to obtain a PbCrO₄ precipitate with particle sizes of 1.4–1.6 μm, and does not increase the residual Cr⁶⁺ concentration in purified solutions. With increasing excess of precipitant, the growth rate of PbCrO₄ crystals decreases compared to the rate of nucleation. Thus, the feasibility of using an aqueous solution of Pb(CH₃COO)₂ as a precipitating reagent for the purification of Cr⁶⁺ -containing wastewater from electrochemical plants has been shown.