Отходы от процесса подготовки на линиях окрашивания
Текущая ситуация – практика обработки отходов
В последние несколько лет было рассмотрено и предложено немало технических решений по обработке отходов от процессов нанесения хроматных покрытий, химически взаимодействующих с подложкой. Многие из методов (электролитическое восстановление, ионообменная регенерация и рециркуляция) с определенным успехом использовались для анодирующих электролитов на хромовой кислоте и хромовых растворов для нанесения покрытий. Однако хроматно/фосфатные растворы для взаимодействующих с подложкой покрытий представляют собой очень сложные смеси, и на настоящее время нам не известна ни одна технология экономичной рециркуляции или регенерации. Может быть, единственным исключением является метод со сменой картриджей (ND Minichropack), внедренный в Японии, который рассчитан на обслуживание другой – в данном случае это Nippon Denko – компанией. Подобное обслуживание отнюдь не является легкодоступным в большинстве стран.
Самым универсальным методом обработки хроматных/фосфатных отходов, будь то загрязненная промывочная вода или отработавший рабочий раствор, служит восстановление хрома с последующим осаждением в отходах ионов Cr3+ и Al3+ (при наличии). При необходимости могут также осаждаться фосфатные и фтористые ионы – в зависимости от требований местных властей. Осаждения отстаиваются и по возможности уплотняются для снижения объемов. Обезвреженная вода может сбрасываться в канализацию или иную систему удаления стоков.
Типовая линия подготовки к окраске и система обработки отходов представлены на следующей ниже упрощенной схеме. Стадии обработки отходов рассмотрены в определенной мере подробно.
Стадия 1.Восстановление Cr6+ до Cr3+
Стадия 2.Нейтрализация
Стадия 3.Отстаивание (осветление). Осветлённая вода переливается в канализацию
Стадия 4.Уплотнение шлама. Сухое вещество вывозится на свалку
Стадия 1. Восстановление
Восстановление шестивалентного хрома до трехвалентной формы производится в кислом растворе с уровнем рН от 2.5 до 3.5. Преобладающий сток будет кислым, но дальнейшее требующееся закисление осуществляется серной кислотой концентрацией 30%; дозирование проводится с контролем рН с помощью соответствующего дозировочного насоса. Обычно используются восстанавливающие агенты, как бисульфит натрия или сульфат железа.
Стехиометрически требуется 3 грамма бисульфита натрия или 9 граммов сульфата железа для восстановления одного грамма Cr6+ до Cr3+. В литературе встречаются переменные величины требующихся количеств, но они потребуют подтверждений измерениями на лабораторной основе.Продолжительность реакции при таком восстановлении зависит от рН, но относительно невелико. От 20 до 30 минут выдерживания в реакционной емкости будет более чем достаточно.
Состояние восстановления в химической реакции окисления/восстановления может контролироваться путем измерений редокс-потенциала.
Стадия 2. Восстановление
Применение метода нейтрализации будет зависеть от ограничений на сброс ионов иных, нежели хромовые. Промывочная вода или отработавший рабочий раствор от процесса взаимодействующего c подложкой хроматного покрытия обычно будут включать ионы Cr6+, Cr3+, F-, Al3+, PO43-. Когда обработка стока достигнет стадии нейтрализации, все ионы хрома, восстановленные в ходе стадии 1, будут в трехвалентной форме. Если сток нейтрализуется раствором гидроокиси натрия, ионы хрома и алюминия будут осаждаться, а большая часть ионов фторида и фосфата останется в растворе. Отделенное твердое вещество будет, следовательно, в основном содержать гидроксиды трехвалентных хрома и алюминия.
Когда требуется удалять ионы фторида и фосфата, применяется гидроокись кальция (известь). Как фосфат кальция, так и фторид кальция практически нерастворимы в воде и будут выпадать в осадок. Трехвалентные хром и алюминий также будут осаждаться. Это увеличит объем осаждаемого твердого вещества, которое будет отделено от промывочной воды.
Если твердое вещество, содержащее трехвалентный хром, считается токсичными отходами, или же существуют ограничения на сброс либо штрафные санкции, имеет смысл рассмотреть процедуру двойного осаждения. При такой схеме осаждение производится в двух отдельных реакционных баках. Путем первой реакции сток нейтрализуется гидроксидом натрия для осаждения трехвалентных хрома и алюминия, а фторид и фосфат остаются в растворе. Затем сток подается в первый осадочный резервуар, где отстаиваются осаждения гидроксидов хрома и алюминия. Слив из этого осадочного резервуара поступит во второй реакционный бак, где будет смешан с известью для осаждения ионов фторида и фосфата. Далее этот сток будет подан во второй осадочный резервуар, где произойдет отстаивание фторида кальция и фосфата кальция. Слив из этого резервуара может сбрасываться в сточные воды. Кроме того, при необходимости, он может быть пропущен через песочный фильтр и ионообменную смолу с целью конечной очистки.
>Окончательным результатом будет получение двух шламов, один из которых может считаться вредным отходом, а второй безвредным. Объем шлама, вырабатываемого нейтрализацией гидроокисью кальция, обычно будет большим, чем от нейтрализации гидроокисью натрия. Это может иметь значение, если рассматривается возможность обработки отработавшего хроматного раствора, поскольку при двойном процессе объем вредного шлама значительно меньше, чем при процессе с одним этапом. Все это имеет резон, если необходимо удалять фосфаты и фториды, и вывоз вредного шлама на свалку представляется экономически целесообразным.
Загрузка ...