Nghiên cứu xử lý tách loại và thu hồi Crôm, Niken từ nước thải bể mạ một số xí nghiệp mạ Crôm, Niken : Luận văn ThS. Hóa vô cơ: 01 04 01

BO CIAO DUO VA DAO TAO DAI HOC QUÓC GIÀ HA NĨI • • • • • • TRLfỊNG DAI HOC KHOA HOC TU NHIÈN VU THI THUY NGHIÉN CÙU Xir LY TACH LOAI VA THU HOI CROM, NIKEN TÌTNlTỊC THÀI BE MA MOT SO Xi NGHIÈP MA CROM, NIKEN LUAN AN THAC SÌ KHO.A HOC HỒ HOC CHUN NGÀNH : VỊ CO MA SO : 010401 Ngi hiróng dùn khoa hoc TS Le Hùng r • "",",; ( -., 1'.:' • • - • ì '• •-\ HOAHOC! t:.' N i ! -^:::^~\ HA NĨI - 2000 ^ ^ ^ ^ - ^ Ị C G!A HA NĨI MUC LUC • • MỊ DAU PHAN I : TỊNG QUAN 1- Vai trị cùa niróc va ành hiióìig dịc hai cùa càc kim Ioai nàng niróc 1.1- Vai trị cua nc 1.2- Vai trị sinh hod va dịc tinh cùa cdc ngun tó hod hpc 2- f)ai cuong ve crom va niken 2.1 - Giói thiéu chung ve crom 2-2- Giói thiéu chung ve niken 2.3- Dòc tinh cùa crom 2.4- Dòc tmh cùa niken 3- (ìiói thiéu khồng set 3.1- Khodng nhóm caolinit 3.2- Khodng nhóm montmorilonit 4- Mot so phuong phàp \ù ly va thu hói crom, niken tu nc thài cịng nghiéf 4-1- Phuang phdp trung hoà 4.2- Phuang phdp dien hoà 4.3- Phuang phdp hàp phu 4.3.1 - Nguyén ly chung cùa phuang phdp hàp phu 4.3.2- Qui luàt chung cùa phuang phdp hàp phu 4.3.3- Chpn chat hàp phu 4.3.4- Ky thuàt hàp phu 4.4- Phuang phdp sàc ky trao dói ion 4.4.1 - Thu hoi kim Ioai bang nhua cationit 4.4.2- Thu hói kim Ioai bang nhua anionit 5- Càc phuoTig phàp phàn tich crom, niken 5.1- Phuang phdp hàp phu nguyén tu 3.2.3- Khào sdt ành huong cùa thài gian hàp phu 4- Thu hói crom bang phuang phàp sàc ky trao dòi ion trén nhira cationit axit manh 4.1 - Giói thiéu phuang phàp sàc ky trao dòi ion 4.1.1 - Ca sa cùa phuang phàp 4.1.2- Chuàn bi nhua 4.2- Khao sàt càc yé'u tó ành huang dé'n hieu st cùa qud trình thu hói crom bàn^ nhua cationit axit manh 4.2.1 - Khào sàt ành huòng cùa thài gian hàp phu 4.2.2- Khào sàt ành huong cùa thài gian rira giài 4.2.3- Khào sdt ành huong cùa nóng dị H2O2 cùa dung dich rùa giai 4.2.4- Khào sàt ành huong cùa pH dung dich rùa giài 5- rhii hói crom bang phuang phàp sàc ky trao dói ion trén nhua cationit axit yéu 5.1 - Giói thiéu phuong phdp 5.2- Chuàn bi nhua 5.3- Khào sdt cdc u tó ành hng dé'n qua trình thu hói crom bang nhua cati(Miit axit \éu 5-3.1 - Khào sdt ành huóng cùa thài gian hàp phu 5.3.2- Khào sàt ành huóng cùa thài gian rùa giài 5.3.3- Khào sàt ành huóng cùa pH dung dich rùa giài 5.3.4- Khào sàt ành hng cùa nóng dị H2O2 dung dich rùa giài 5.3.5- Khào sdt ành huong cùa toc dị hàp phu 5.?>.h- Khào sat ành hng cùa toc dò rùa giài 5.3."- Khào sat lugng crom giài hàp theo cdc phàn doan 6- \ ù l> \ a thu hói crom tu nuóc thài bé ma quàn dói / 6.1-TdchCr'bàngNaOH 6.2- Tdch Cr * bang Na-bentonit 6-3- Thu hói Cr^ bang phuong phdp sàc ky trao dói ion trén cationit axit yéu a NGHIÉN CITL TÀCH VA THU HOI NIKEN 1- Phan tich niken 1.1- Chuàn bi dung djch nghién cù'u 1.2- Phàn tfch niken bang phuang phàp trac quang voi thuóc thù dimetylglioxim 1.3- Lap duóng chuàn 2- Tàch niken bang phuong phàp hydroxit L Nghién ciai ly thuyét 2.1.1 - Xdc dinh nóng dị niken màu nc thài 2.1 2- Bài toan tìm pH cho Ni(OH)2 két tua tói uu 2.2- Nghién cUu thuc nghiém 2.2.1 - Két tua Ni'^ bang NaOH 2.2.2- Két tua Ni'^ bang Ca(OH)2 2.2.3- Két tua Ni^^ bang Na2C03 3- Tàch niken bang phuong phàp hàp phu trén Na-bentonit 3.1 - Xdc dinh dung lugng hàp phu 3.2- Khao sdt khà nàng hàp phu cùa Ni^"" trén Na-bentonit 3.2.1 - Khào sdt ành huóng cùa nhiét dị nung Na-bentonit 3.2.2- Khào sdt ành hng cùa thài gian hàp phu 4- \ ù ly tàch Ioai niken tu nc thài bé ma nhà mày qn dịi ZI21 4-1 - Tàch niken bang phuong phdp hydroxit 4.2- Tdch niken bang phuong phdp hàp phu trén Na-bentonit >- I hu hói niken bang phuig phàp dién phàn 5.1 - Khao sdì su ành huong cua dién thè 5.2- Khào sàt su ành huóng cùa thài gian dién phàn 5.3- Khào sdt su ành huóng cùa pH dung dich dién phàn 5.4- Khào sàt su ành huóng cùa nóng dị dung dich dién phàn 6- Thu hói niken bang phuong phàp dién phàn PHAN : KÉT LUAN PHAN : TAI LIEU THAM KHAO MỊDAU Cùng vói su phàt trién cùa nén kinh té va dai song nhu càu \é nc ngàj nhiéu, lugng nc cịng nghiep nhu nuóc sinh hoat thài ngày càn^ lón, gà\ ị nhiém dàng ké dén nc bé mat va mịi trng Nc thài dua vào bé màt càc Ioai hgp chat khàc ti^ dang tan, dan^ huyén phù dang nhu tuong dén càc Ioai vi khuàn Mot so chat vị co va hiJu co tar nc co anh huong dịc hai tói su phàt trién cùa cdc vi sinh vàt nc Trong so cdc chat vị co phài ké dén càc ion Pb^^, As'^^, Cr^^, Ni'^ [3] De giàm mùc dò gay ò nhiém cùa nc thài cịng nghiep tói cdc ngn nc ni ed \à tuoi tièu bàn luan àn chung tòi tap chung nghién cUu xù ly taci" Ioai va ihu hói crom, niken nuóc thài bé ma nhà mày qn dịi ZI 21 PHANl TĨXG QUAN VAI TR( ) CLA NUÒC VA TÀC DUNG DÒC HAI CUA CÀC ION KIM LOAI TR( )NG NC 1.1.Vai trị cùa nuac:(l) Nc mot chat bình thmg vi tinh phị bién cùa nị nhuiìiz lai rat khàc Ihng \'é tmh chat va ùng dung Ta dà biéì nc khịng the thiéu dugc dai song sinh hoat hàng ngày , cịli cịng nghiep nc rat càn cho cịng nghiep hod hpc va nhùng nghành co lién quan nhu dugc pham, thuc pham a dị nc mịi iing de tién hành phan ùng hồ hpc, nc chat phàn ùng de tao thành san phàm; nhiéu khoàng chat va ngun tó hồ hpc dugc tàch tu càc ngn nc co hồ tan chùng Vói nhùng tinh chat di thuàng vón co, nuóc thuc su nguycn liéu qui già cùa cịng nghiep \'ói dién tfch gàn ba phàn tu bé màt trai dàt dò sàu trung bình 4km, bién va dai duong co tdc dung diéu hồ nhiét dị trén trai dàt Trong long dai duong co dén 40 nghìn Ioai cà sinh song , tóng lugng hàng nàm hàng chuc trieu tàn , rong bién va nhùng nghành thàn mém chùa protit co già tri va cdc nguyén tó \ i lugng dugc su diinu long rài làm thùc àn cho nguói Vi vay nuóc khịng nhùng quan trpng dói vói dói song, cịng nghiep ma khịng thè thiéu dugc dói vói su song cùa rài nhiéu lodi dịng \àt co ich nc Hién nguài dang tìm cdch su dung mot cdch khoa hoc cdc nguói nuóc - mot tài san vó già trén trdi dàt, giù cho chùng khói bi nhiém bàn , nhàt b nhiém hoà chat dòc Dòng thài , bang phuong phàp khoa hpc tàc dịng vào ni ngi khịng ngùng tao thém cho nc nhùng tình chat dàc bict khàc co lo cho ky tht va dai song 1.2.Vai trị sinh hồ va dịc tinh cùa càc ngun tó hồ hoc Càc ion kim lai nàng vào co thè co tàc hai lón vói càc enzim, dàc biet chùn| co ài lue lón dịi voi càc phói tu chùa nhóm -SH va -SCH3 cùa càc enzim làm ma hoat tfnh sinh hpc cùa chùng.(I I) SH enzim S ^ +Hg^'' -> SH Enzim Hg + 2H^ S ^ Càc metalloenzim chùa càc ion kim Ioai càu trùc cùa chùng dugc thè che bịi càc ion khàc co kich thc va dién tich tàc dung sinh hod cùa ne bi kim hàm , vi du Zn^"" mot so metalloenzim dugc thay thè bang Cd^^ se dàn dén su nhiém dòc Cd^"" Tu lau nguài ta dà nhan thày ràng cdc nguyén tó dang vét co mot chùc nàng dàc bici nhu mot Ioai chat hoat hod enzim Chinh vi vay ma xuàt hién mot kha nàng nguy hiém rat lón dói vói ca thè song viéc mot so nguyén tó nhu Cd, Ni Pb Co thè thay thè càc nguyén tó càn thiét Diéu gay hói chùng nhiém dịc \ Jan dén lu vong Ngoài co khà nàng mot so ngun tó càn thiét ce màt VĨI mot luong du sé làm rói loan chùc nàng sinh hồ bình thng cùa càc ngun tó khàc dị sinh bịi chùng nhiém dóc(l3) DAI rU()N(J\'K CROM VA NIKEN 2.1.(Ì;Ì thiéu chung ve crom(14) Crom nguyén tó nhóm d , so thù tu 24 bang he thòng tuàn hồi Mendeleep Crom ó dang don chat kim Ioai óng ành, màu tràng xàm Cron nguyén chat rat deo nhung hgp kim crom voi mot so kim Ioai dùng ky thuà lai mot nhùng hgp kim nhàt Crom don chat de bi thu dịng hồ axit nitric va axit sunturic dàc Kh dun nóng va dàc biet a trang thài nghién nhị crom bi nhiéu kim oxi hoà , vi du b chày oxy 4Cr + 3O2 = 2Cr203 Cdc hgp chat Cr(II) nguài ta mói chi bié't dugc mot it dàn xuàt nhu CrO mài den, Cr(OH)2 màu vàng , CrS màu den, CjC^khịng màu càc mi Cr(n) li nhùng chat khu manh , chàng han chùng de bi oxy khòng oxy hod 4[Cr(OH2),]'^ + O2 + 4H^ = 4[Cr(OH2)6]'^ + 2H2O Nèu mịi trng nc khịng chùa chat oxy hod chùng se bi phàn hu> dàn boi nU(Vc: 2C1CI2 + 2H2O = 2Cr(OH)Cl2 + H2 Càc hgp chat bàc hai cùa Cr(II) thuc té chi thè hién tinh bazo" , chàng har CrO, CrtOH)2chi tuong tàc voi càc axit CrO + 2H,0" + 3H2O = [Cr(OH2)6]'^ Cdc phùc aquo [CrCOH.y^^ va càc hydrat tinh thè CrS04.7H20 co mài xanh nuóc bién Phùc chat hexaaquo [Cr(OH2)6]^"' co càu tao bat dien ùng vói càu hìnJ electron [5"']'^[7r(d)]^[ị']' Cr(III) oxyt khó nóng chày (Tnc = 2265^C ) khịng tan nc, kiém axit Ban chat lng tinh cùa nị thè hién nàu chày vói cdc hgp chat tuong un chàng han nàu chày Cr203 vói kalidisunfat tao thành Cr(III) sunfat: C r : + 3K2S2O7 = Cr2(S04)3 + 3K2SO4 Con nàu chày CriOj vói kiém va càc oxit tuong ùng tao thàn xocromatdll): 2KOH + Cr203 = 2KCr02 + H2O Khi de yèn Cr20vxH20 dàn dàn chuyén thành Cr(OH)3 va màt hoat tini Cr(OH ) tan nhiéu co màt axit hoàc kiém Cr(OH)3 + 3H3O" = [Cr(0H2),]'^ Cr(OH)3 + H = [Cr(OH),]' Co thè biéu dién qua trình chun hồ Cr(III) cdc phùc anion v; cation nhu sau: OH n[Cr(OH2XJ^^ ^ OH Cr(OH)3(OH2)3]^; H,0" ^ n[Ci(OH),]^H.O^ Cr(OH)3 Trong dung dich cdc hgp chat Cr(III) it nhiéu déu bi thuy phàn Co thè xen suhình thành phùc chat hydroxopenta aquo [Cr(OH)(OH2)5]^'" giai doan dàu cu; qua trình thuy phàn càc halogenua, sunfat, nitrat cùa Cr(III): [Ci(OH2)J^^ + H2O i ^ [Cr(OH)(OH2)5]'^ + H30^ Chi co oxytcrom CrO va càc halogenua Anhydi itcromic de tan nuóc tao thành axit cromie Cr02F2, CrO,Cl2 ben Ni- - h C O r " ^ N i C i Mac dù vàv qua tàc nhàn dùng de két tua Ni^^ dùng NaOH ị pH =9,6 vàn cho két tua tòt nhàt Vi vay chùng tòi chon dung dich sau xù ly ò diéu kién de tiép tue tàch Ioai Niken triet de bang phuong phàp hàp phu trén Na- bentonit TÀ( Il LOAI NIKEN BANG PHlTONG PHÀP HÀP PHU TRÉN Na-Hi:NTONIT 3.1 Xac dinh dung luoìig hàp phu Dung Na- bentonit dà hoat hoà va tinh che trén de xàc dinh dung luong hàp phu dịi \'ói Ni^"^ nhu sau: Lày Ig Na- bentonit vào eòe, sau dò thém 10 mi dung dich NiSO; g/1 dàt mày khuày tù, khuày h, de làng h va loc lày dung dich , chuyén vào bình dinh mùc lOOml Sau dị che hồ va dem trac quang ò buóc song 460 nm tmh dugc hamlugng Ni^"" lai 2,3 mg Nhu vày lugng Ni'^ hàp phu trén Nabentonii 7.7 mg Dung lugng hàp phu 7,7 mg Ni'71 g nhua 3.2 Khao sàt càc yéu tị ành hng dén qua trình hàp phu cùa Ni^^ trén Na- bentonit 3.2.1 k h a o sàt ành huÒTig cùa nhiét nung Na- bentonit Ticii hành lugt nhu xàc dinh dung lugng hàp phu ocàc nhiét dò nung khàc cua Na-bentonit: 150 250, 350 450 550"C Xàc dinh hàm luoiig Ni^" dung dich lai sau hàp phu Két qua thu dugc obàng 25: Nhièt dófC) Lirgng Ni"* ban Lugng Ni'* Lucni;- Ni'"^ dà dàu(mg) lai(mg) hap phu (mg) •' 150 10 L9 S.l 250 10 1,4 ^,6 350 10 1.5 >