[go: up one dir, main page]

RU2129096C1 - Method of removing chromium (vi) from aqueous solution - Google Patents

Method of removing chromium (vi) from aqueous solution Download PDF

Info

Publication number
RU2129096C1
RU2129096C1 RU97120636A RU97120636A RU2129096C1 RU 2129096 C1 RU2129096 C1 RU 2129096C1 RU 97120636 A RU97120636 A RU 97120636A RU 97120636 A RU97120636 A RU 97120636A RU 2129096 C1 RU2129096 C1 RU 2129096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chromium
solution
bean
removal
seeds
Prior art date
Application number
RU97120636A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Воропанова
Е.А. Куликова
Л.С. Дзгоева
А.В. Пастухов
Original Assignee
Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воропанова Лидия Алексеевна filed Critical Воропанова Лидия Алексеевна
Priority to RU97120636A priority Critical patent/RU2129096C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2129096C1 publication Critical patent/RU2129096C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous and ferrous metallurgy, more particularly recovery of substances by sorption materials and removal of chromium from industrial and domestic flows. SUBSTANCE: to carry out method during purification of sewage; absorbent and reducing agent are bean seeds, and removal of chromium (VI) from solution is carried out at pH of 7. Being chromium (VI) reducing agent, bean skin absorbs predominantly chromium (VI), whereas bean cotyledons absorb chromium (III). Method makes it possible to remove rapidly and effectively chromium (VI) from industrial and domestic flows by using cheap agricultural products. EFFECT: more efficient preparation method. 2 cl, 4 ex, 1 tbl

Description

Способ удаления хрома (VI) из водного раствора относится к области извлечения веществ ионообменными материалами и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The method of removing chromium (VI) from an aqueous solution relates to the field of extraction of substances by ion-exchange materials and can be used in non-ferrous and ferrous metallurgy, as well as for the treatment of industrial and domestic wastes.

Известен способ удаления хрома (VI) путем его адсорбции анионитом АB-178 [Э. К. Спирин и др. Общие свойства ионообменных материалов. 1992 г. С. 153 - 154]. A known method of removing chromium (VI) by adsorption with anion exchange resin AB-178 [E. K. Spirin et al. General properties of ion-exchange materials. 1992, S. 153 - 154].

Недостатком способа является то, что из-за окислительно-восстановительного процесса происходит падение емкостных характеристик адсорбента. Часть хромат-ионов восстанавливается до трехвалентного состояния. В таком виде он сорбируется анионитом, образуя химические узлы в матрице полимера. При избирательной десорбции хрома (III) растворами сильных кислот наблюдается быстрое разрушение анионита независимо от исходной его ионной формы. По мере десорбции трехвалентного хрома анионит в кислой среде окисляется гораздо глубже, что и служит причиной разрыва главных скелетных цепей полимера. Замена хромата на бихромат сопровождается более сильной дегидратацией анионита и усилением окиcления обменных групп. При высокой стоимости сорбентов практическое применение этого способа удаления хрома (VI) из водных растворов становится менее предпочтительным. The disadvantage of this method is that due to the redox process, a drop in the capacitive characteristics of the adsorbent occurs. Part of the chromate ions is reduced to the trivalent state. In this form, it is sorbed by anion exchange resin, forming chemical sites in the polymer matrix. During the selective desorption of chromium (III) by solutions of strong acids, anionite is rapidly destroyed, regardless of its initial ionic form. As trivalent chromium is desorbed, anion exchange resin in an acidic environment oxidizes much deeper, which causes the breakdown of the main skeletal chains of the polymer. The replacement of chromate with dichromate is accompanied by a stronger dehydration of anion exchange resin and increased oxidation of the exchange groups. At a high cost of sorbents, the practical application of this method of removing chromium (VI) from aqueous solutions becomes less preferred.

Наиболее близким техническим решением является удаление из воды соединений хрома (VI) активированным углем [РЖХ 20 И 408, 1984, "Przem. Chem." 1983, 62, N 11, 628 - 631, 594 - 59454], в котором установлено, что при адсорбции хрома (VI) из питьевой воды, содержащей 50 - 50 мкг хрома (VI)/л, АУ с уменьшением pH с 6 до 3 адсорбционная способность АУ возрастает почти в 10 раз. The closest technical solution is the removal of water from chromium (VI) compounds with activated carbon [RLC 20 I 408, 1984, "Przem. Chem." 1983, 62, N 11, 628 - 631, 594 - 59454], which established that upon adsorption of chromium (VI) from drinking water containing 50 - 50 μg of chromium (VI) / l, AC with a decrease in pH from 6 to 3, the adsorption capacity of AC increases by almost 10 times.

Недостатком способа является то, что получены данные об адсорбции на АУ хрома (VI) из растворов с весьма малым содержанием хрома (VI), порядка 0,05 - 0,50 мг/л, в то время как в стоках гальванических и других производств содержание хрома (VI) может быть на два и более порядков выше, кроме того, показатели адсорбции даны только в зависимости от величины pH исходного раствора и не учитывалось изменение pH в процессе адсорбции, что влияет на результаты адсорбции. The disadvantage of this method is that the data on adsorption on AC of chromium (VI) from solutions with a very low content of chromium (VI), of the order of 0.05 - 0.50 mg / l, while in the effluent of galvanic and other industries, the content chromium (VI) can be two or more orders of magnitude higher, in addition, the adsorption values are given only depending on the pH of the initial solution and the pH change during the adsorption process was not taken into account, which affects the adsorption results.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа удаления хрома (VI) из промышленных и бытовых стоков с использованием дешевых материалов, продуктов сельскохозяйственного производства. The task to which the claimed invention is directed is to find optimal conditions for a quick and effective way to remove chromium (VI) from industrial and domestic wastes using cheap materials, agricultural products.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является улучшение кинетических характеристик процесса удаления хрома (VI) из водного раствора при одновременной высокой степени его извлечения, снижение расхода реагентов, экономичность процесса за счет использования отходов сельскохозяйственного производства. The technical result that can be achieved by carrying out the invention is to improve the kinetic characteristics of the process of removing chromium (VI) from an aqueous solution with a simultaneous high degree of its extraction, reducing the consumption of reagents, and the efficiency of the process through the use of agricultural waste.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе удаления хрома (VI) из раствора, включающем обработку раствора до оптимальной величины pH, контакт раствора и адсорбента, в качестве адсорбента и/или восстановителя используют семена фасоли, а удаление хрома (VI) из раствора осуществляют при pH<7, причем, являясь восстановителями хрома (VI), кожица фасоли сорбирует преимущественно хром (VI), а ее семядоли - хром (III). This technical result is achieved by the fact that in the known method for removing chromium (VI) from a solution, which includes treating the solution to an optimum pH, contacting the solution and the adsorbent, bean seeds are used as the adsorbent and / or reducing agent, and removing chromium (VI) from the solution carried out at pH <7, and being chromium (VI) reducing agents, the bean skin sorb mainly chromium (VI), and its cotyledons - chromium (III).

Семена фасоли предварительно обрабатывали водой для ускорения взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом. Bean seeds were pretreated with water to accelerate the interaction between the adsorbent and the adsorbate.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 - 2 даны результаты удаления хрома (VI) из водного раствора кожицей (А), семядолями (Б)и семенами (В) фасоли. The essence of the method is illustrated by drawings, where in FIG. Figures 1–2 show the results of the removal of chromium (VI) from an aqueous solution by the skin (A), cotyledons (B), and seeds (C) of beans.

Примеры конкретного выполнения способа. Examples of specific performance of the method.

Для исследования использовали семена фасоли урожая 1996 г. For the study used bean seeds of the 1996 crop

Удаление хрома (VI) осуществляли из 200 дм3 исходного раствора K2Cr2O7 с концентрацией 100 мг/дм3 в расчете на CrO3.The removal of chromium (VI) was carried out from 200 dm 3 of the initial solution of K 2 Cr 2 O 7 with a concentration of 100 mg / dm 3 calculated on CrO 3 .

Исходный раствор готовили растворением в воде соли K2Cr2O7 марки х.ч., концентрацию металла определяли на фотокалориметре КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали pH-метром.The initial solution was prepared by dissolving KHC salt K 2 Cr 2 O 7 in water, the metal concentration was determined on a KFK-3 photocalorimeter, and the acid-base characteristics of the solution were controlled by a pH meter.

Показатели сорбции представлены в виде C, мг/дм3 в расчете на CrO3 - концентрации металла в данный момент времени от начала сорбции, pH - постоянной величины pH в процессе сорбции и COE, мг/г - сорбционной обменной емкости сорбента, в мг сорбента на 1 г сорбента-семян фасоли или ее составных частей.Sorption indicators are presented in the form of C, mg / dm 3 calculated on CrO 3 — metal concentration at a given time from the beginning of sorption, pH — constant pH during sorption and COE, mg / g — sorption exchange capacity of the sorbent, in mg of sorbent per 1 g of sorbent-seeds of beans or its components.

Заданную величину pH в процессе сорбции поддерживали непрерывной нейтрализацией раствора кислотой H2SO4 или щелочью NaOH.A predetermined pH during the sorption process was maintained by continuous neutralization of the solution with H 2 SO 4 acid or NaOH alkali.

Коррекцию величины pH до исходного значения осуществляли в пределах трех часов и через сутки от начала сорбции. The correction of the pH to the initial value was carried out within three hours and a day after the start of sorption.

Через 1, 3 и 24 ч от начала сорбции осуществляли контроль концентрации металла. After 1, 3, and 24 hours from the start of sorption, metal concentration was monitored.

Показатели окислительно-восстановительного процесса оценивались концентрациями в растворе хрома общего, окисленного и восстановленного в данный момент времени сорбции. The indices of the redox process were evaluated by the concentrations in the chromium solution of total, oxidized and reduced at the given time sorption.

На графиках фиг. 1 -2 обозначены концентрации, в мг/дм3 по CrO3:
•__•__• общего хрома,
°__°__° окисленного хрома (VI),

Figure 00000002
восстановленного хрома (III).In the graphs of FIG. 1 -2 indicate the concentration in mg / DM 3 for CrO 3 :
• __ • __ • total chromium,
° __ ° __ ° oxidized chromium (VI),
Figure 00000002
reduced chromium (III).

Пример 1 (фиг. 1 А)
На фиг. 1А показано, что кожица фасоли массой m=1,4365 г удаляют хром (VI) из водного раствора при pH <7: в интервале pH 2 - 6 хром (VI) сорбируется кожицей, при этом за время 2 ч лучше показатели сорбции получены при pH 2 (COE= 9,33) мг/г); при pH<2 за время менее часа в растворе содержится только восстановленный хром (III), причем его концентрация в растворе тем больше, чем меньше pH.
Example 1 (Fig. 1 A)
In FIG. 1A, it is shown that bean skin weighing m = 1.4565 g remove chromium (VI) from an aqueous solution at pH <7: in the pH range of 2–6, chromium (VI) is sorbed by the skin, while in 2 hours sorption indicators are better obtained at pH 2 (COE = 9.33) mg / g); at pH <2 for less than an hour, the solution contains only reduced chromium (III), and its concentration in the solution is the greater, the lower the pH.

Пример 2 (фиг. 1 Б)
На фиг. 1Б показано, что семядоли фасоли массой m=18,5635 г удаляют хром (VI) из водного раствора при pH<3, при этом за время менее часа в растворе содержится только восстановленный хром (III), который за время менее 3 ч полностью сорбируется семядолями.
Example 2 (Fig. 1 B)
In FIG. 1B it is shown that bean cotyledons with a mass of m = 18.5635 g remove chromium (VI) from an aqueous solution at pH <3, while in the course of less than an hour the solution contains only reduced chromium (III), which is completely sorbed in less than 3 hours cotyledons.

Пример 3 (фиг. 1 В). Example 3 (Fig. 1 B).

На фиг. 1В показано, что семена фасоли массой m=20,0000 г удаляют хром (VI) при pH<7, причем результаты определяются совместным взаимодействием кожицы и семядолей с водным раствором хрома (VI). In FIG. 1B shows that bean seeds weighing m = 20.0000 g remove chromium (VI) at pH <7, and the results are determined by the joint interaction of the skin and cotyledons with an aqueous solution of chromium (VI).

Пример 4 (фиг. 2, А, Б, В). Example 4 (Fig. 2, A, B, C).

На фиг. 2 даны результаты удаления хрома (VI) кожицей (А), семядолями (Б) и семенами (В) фасоли при pH 3 в зависимости от времени контакта семян и раствора хрома. In FIG. 2 shows the results of the removal of chromium (VI) by the skin (A), cotyledons (B) and seeds (C) of beans at pH 3, depending on the contact time of the seeds and the chromium solution.

На фиг. 2 показано, что для кожицы массой m=1,4365 г процессы сорбции завершается за час, а восстановления за 3 ч; для семядолей массой m=18,5635 г восстановление и последующая сорбция хрома (III) осуществляется за время больше суток; для семян фасоли массой m=20,0000 г процессы сорбции и восстановления хрома в основном завершаются за время 24 ч. In FIG. 2 shows that for a skin with a mass of m = 1.44365 g, sorption processes are completed in an hour, and recovery in 3 hours; for cotyledons of mass m = 18.5635 g, the reduction and subsequent sorption of chromium (III) is carried out in more than a day; for haricot seeds with a mass of m = 20.0000 g, the processes of sorption and reduction of chromium are mostly completed within 24 hours

В таблице даны результаты удаления хрома из водного раствора семенами фасоли и их составными частями через сутки взаимодействия раствора и фасоли. The table shows the results of the removal of chromium from an aqueous solution by bean seeds and their constituent parts after a day of interaction of the solution and the beans.

Из данных таблицы следует, что в пределах времени от 2 ч до 24 ч в отсутствии регулирования pH происходит изменение pH по сравнению с исходным его значением, чем в значительной мере определяются результаты взаимодействия хрома с семенами фасоли и ее составляющими. From the data of the table it follows that in the range of time from 2 hours to 24 hours in the absence of pH regulation, a change in pH occurs compared to its initial value, which largely determines the results of the interaction of chromium with bean seeds and its components.

Из данных фиг. 1 - 2 и таблицы следует, что семена фасоли удаляют хром (VI) из водного раствора при pH<7, причем, являясь восстановителями хрома (VI), кожица семян фасоли сорбирует преимущественно хром (VI), а их семядоли - хром (III). From the data of FIG. 1 - 2 and the tables it follows that the bean seeds remove chromium (VI) from the aqueous solution at pH <7, and being chromium (VI) reducing agents, the bean seed skin sorb mainly chromium (VI), and their cotyledons - chrome (III) .

Сорбционные свойства азота, а также склонностью хрома к полимеризации и комплексообразованию. The sorption properties of nitrogen, as well as the tendency of chromium to polymerization and complexation.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет удалять хром (VI) из водных растворов на дешевых сорбентах с высокой степенью извлечения и с относительно большой скоростью. The proposed method in comparison with the prototype allows you to remove chromium (VI) from aqueous solutions on cheap sorbents with a high degree of extraction and with a relatively high speed.

Использование отбракованных семян, не пригодных для сельскохозяйственного производства, удешевляет процесс. The use of rejected seeds not suitable for agricultural production makes the process cheaper.

Предлагаемый способ экологически чист и эффективен. The proposed method is environmentally friendly and effective.

Claims (1)

Способ удаления (VI) из раствора, включающий обработку раствора до оптимальной величины рН, контакт раствора и адсорбента, отличающийся тем, что в качестве адсорбента и восстановителя используют семена фасоли, а удаление хрома (VI) из раствора осуществляют при рН < 7, причем, являясь восстановителями хрома (VI), кожица фасоли сорбирует преимущественно хром (VI), а ее семядоли - хром (III). The method of removing (VI) from the solution, including processing the solution to the optimum pH, contacting the solution and the adsorbent, characterized in that the beans and seeds are used as the adsorbent and reducing agent, and the removal of chromium (VI) from the solution is carried out at pH <7, moreover, Being reducing agents of chromium (VI), the bean skin sorb mainly chromium (VI), and its cotyledons - chrome (III).
RU97120636A 1997-12-09 1997-12-09 Method of removing chromium (vi) from aqueous solution RU2129096C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120636A RU2129096C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Method of removing chromium (vi) from aqueous solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97120636A RU2129096C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Method of removing chromium (vi) from aqueous solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2129096C1 true RU2129096C1 (en) 1999-04-20

Family

ID=20199962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97120636A RU2129096C1 (en) 1997-12-09 1997-12-09 Method of removing chromium (vi) from aqueous solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129096C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291113C1 (en) * 2005-07-19 2007-01-10 Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет" Method of purification of waste water from ions of chromium (iii) and (iv)
RU2394776C1 (en) * 2009-04-06 2010-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method of extracting iron (iii) ions from aqueous solution
RU2454372C2 (en) * 2010-03-11 2012-06-27 Лидия Алексеевна Воропанова Method of extracting molybdenum (vi) ions from aqueous solution using bean husks
RU2458010C2 (en) * 2010-11-18 2012-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" Method of purifying water from chromium compounds

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944415A (en) * 1974-08-05 1976-03-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Removing heavy metal ions from water
SU1289823A1 (en) * 1985-01-07 1987-02-15 Томский государственный университет им.В.В.Куйбышева Method of removing metals from water
GB2244485A (en) * 1990-05-30 1991-12-04 Us Energy Method of removal of metal atoms and explosives from aqueous solution using suspended plant cells
RU2006484C1 (en) * 1991-04-23 1994-01-30 Институт общей и неорганической химии АН Украины Method of purifying sewage against chromium
RU2026824C1 (en) * 1990-05-22 1995-01-20 Совместное Российско-Германское предприятие "ИНБИО" Sorbent for heavy metals and radioactive isotopes
RU2062047C1 (en) * 1992-08-10 1996-06-20 Научно-медицинская фирма "Интернаучмедвуз - ИНТЕКОН" Auscultation device
WO1997033688A1 (en) * 1996-03-14 1997-09-18 Gist-Brocades B.V. Vegetable fibre

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944415A (en) * 1974-08-05 1976-03-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Removing heavy metal ions from water
SU1289823A1 (en) * 1985-01-07 1987-02-15 Томский государственный университет им.В.В.Куйбышева Method of removing metals from water
RU2026824C1 (en) * 1990-05-22 1995-01-20 Совместное Российско-Германское предприятие "ИНБИО" Sorbent for heavy metals and radioactive isotopes
GB2244485A (en) * 1990-05-30 1991-12-04 Us Energy Method of removal of metal atoms and explosives from aqueous solution using suspended plant cells
RU2006484C1 (en) * 1991-04-23 1994-01-30 Институт общей и неорганической химии АН Украины Method of purifying sewage against chromium
RU2062047C1 (en) * 1992-08-10 1996-06-20 Научно-медицинская фирма "Интернаучмедвуз - ИНТЕКОН" Auscultation device
WO1997033688A1 (en) * 1996-03-14 1997-09-18 Gist-Brocades B.V. Vegetable fibre

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Przem. Chem., 1983, в.62, б.628-631, 594, 595. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291113C1 (en) * 2005-07-19 2007-01-10 Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет" Method of purification of waste water from ions of chromium (iii) and (iv)
RU2394776C1 (en) * 2009-04-06 2010-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method of extracting iron (iii) ions from aqueous solution
RU2454372C2 (en) * 2010-03-11 2012-06-27 Лидия Алексеевна Воропанова Method of extracting molybdenum (vi) ions from aqueous solution using bean husks
RU2458010C2 (en) * 2010-11-18 2012-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" Method of purifying water from chromium compounds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Manju et al. An investigation into the sorption of heavy metals from wastewaters by polyacrylamide-grafted iron (III) oxide
Gupta et al. Biosorption of hexavalent chromium by raw and acid-treated green alga Oedogonium hatei from aqueous solutions
Dambies et al. Arsenic (V) sorption on molybdate-impregnated chitosan beads
Babel et al. Various treatment technologies to remove arsenic and mercury from contaminated groundwater: an overview
Sharma et al. Removal of hexavalent chromium using sphagnum moss peat
Du et al. Ammonia removal from aqueous solution using natural Chinese clinoptilolite
Chen et al. Investigation of adsorption/desorption behavior of Cr (VI) at the presence of inorganic and organic substance in membrane capacitive deionization (MCDI)
Haron et al. Sorption of fluoride ions from aqueous solutions by a yttrium‐loaded poly (hydroxamic acid) resin
Ilyas et al. Removal of Cr (VI) from aqueous solutions using peanut shell as adsorbent
CN102527087A (en) Method for absorbing and recycling heavy metals by using persimmon tannins
Hossain et al. Investigation of chromium removal efficacy from tannery effluent by synthesized chitosan from crab shell
RU2129096C1 (en) Method of removing chromium (vi) from aqueous solution
Prasad et al. Biosorption of Cr (VI) from synthetic wastewater using the fruit shell of gulmohar (Delonix regia): application to electroplating wastewater.
Low et al. Effect of dye modification on the sorption of copper by coconut husk
Kuang et al. Adsorption kinetics and adsorption isotherm studies of chromium from aqueous solutions by HPAM-chitosan gel beads
Zein et al. The ability of Pensi (Corbicula moltkiana) shell to adsorb Cd (II) and Cr (VI) ions
RU2176677C2 (en) Method of extraction of tungsten (vi) from aqueous solution
Kumar et al. Removal of hexavalent chromium ions from aqueous solutions by an anion-exchange resin
RU2110481C1 (en) Method for elimination of chromium (vi) of aqueous solution
Li et al. Phosphorus recovery as struvite from eutropic waters by XDA-7 resin
RU2229336C1 (en) Water cleaning-destined sorption-filtration material and a method for preparation thereof
CN1136041C (en) Process for preparing seaweed-type heavy metal ion adsorbent
RU2051112C1 (en) Process for purifying sewage of heavy metal ions and six- valent chromium
JP2001340873A (en) Treatment material for water containing heavy metals and water treatment method using the same
Rahman et al. Removal of Chromium (III) from tannery wastewater by bioaccumulation method using Vallisneria sp. river-weed