Витяг хрому зі стоків шкіряного виробництва

ВСТУП

Для збереження структури шкіри та запобігання гниття шкіру піддають обробці різними дубильними речовинами. Для цієї мети широко використовують тривалентний хром, зазвичай гідрат основного сульфату хрому. Тривалентний хром часто готують на шкіряної фабриці відновленням шестивалентного хрому цукром та сірчаної кислотою.

Протягом декількох років втрати розчинних сполук у стоках шкіряного виробництва поступово зростали, оскільки було дешевше купувати Хромомісткої речовини заново, ніж проводити виділення хрому.

Глава 1 Зниження шкідливого впливу Хромомісткої СТОКІВ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ

Враховуючи токсичність хрому, стоки, що містять сполуки хрому (VI) та хрому (III) підлягають обов'язковій очистці перед їх скиданням у поверхневі джерела. Основними джерелами утворення хромсодержащих стоків є шкіряні підприємства і гальванічні ділянки металообробних підприємств. Вміст іонів хрому в стоках шкіряного виробництва може досягати 3000 і більше мг / дм ^3, а у стоках гальванічних виробництв до 700 мг / дм ^3.

Існуючий реагентний спосіб очищення стічних вод не завжди забезпечує повноту осадження гідроксидів, крім того виникає необхідність складування великих обсягів шламів, а також відбувається втрата металів, який необхідно відновлювати, що тягне за собою економічні втрати.

Метою проведеного дослідження була розробка ефективного конкурентоспроможного методу очищення стічних вод. У лабораторному масштабі були проведені дослідження з очищення хромсодержащих стоків цеолітами Тайжузгенского і бентонітових глин Таганського родовищ, а також комплексними сорбентами, приготованими на їх основі [1].

Дослідження проводилися на модельних розчинах, ідентичних за складом АТ «Кожмехобьедінінія» міста Семипалатинська і на реальних стічних водах ВАТ Усть-Каменогорськ Арматурний завод «ВАТ УКАЗ». Обробку хромсодержащих модельних розчинів та стічних вод проводили в статичному режимі. Концентрацію іонів хрому в модельних розчинах варіювали в інтервалі 10 ¸ 100 мг / дм ^3, у стоках ВАТ УКАЗ концентрація іонів хрому становила 250 мг / дм ^3. Витрата сорбенту варіювали в інтервалі Т: Ж = 1:5 ¸ 1:20, час контакту розчинів з сорбентом складало 0,5 ¸ 24 години, які утворюються пульпи відстоювали, потім відділяли тверде від рідкого фільтрацією. Контроль за процесом вели за вмістом хрому в фільтраті, яке визначали фотоколориметричним методом за реакцією з дифенілкарбазидом. За результатами аналізу розраховували кількість хрому, поглиненого 1 г сорбенту і ступінь вилучення хрому з розчинів.

За результатами експериментальних досліджень по сорбції іонів хрому на модельних розчинах, ідентичних за складом АТ «Кожмехобьедінінія» міста Семипалатинська при витраті сорбенту в співвідношенні Т: Ж 1:10 і 1:20 вдається витягти з розчинів більше 99% іонів хрому, при цьому максимальна питома сорбція становить 1,33 мг / З r ^{3 +} / г сорбенту при початковій концентрації іонів хрому 100 мг / дм ³ та Т: Ж 1:20, проте при цьому падає рівень вилучення. Тому на підставі отриманих даних як оптимальних умов обробки розчинів сорбенту можна рекомендувати наступні: при Т: Ж = 1:10 і високих початкових концентраціях час контакту до 24 годин; при Т: Ж = 1:20 і більш низьких початкових концентраціях час контакту до 6 годин.

Отримані дані були оброблені методами математичного планування трехфакторную експерименту [2,3], в результаті обробки отримано рівняння регресії.

Рівняння регресії в природних змінних:

У = 101,56 -0,439 u _один -0,11 u ₂ + 0,072 u ₃ +0,000785 u ₁ u ₂ +0,0119 u ₁ u ₃ - 0,00249 u ₂ u ₃ - 0,00019 u ₁ u ₂ u ₃ (1)

На підставі математичної моделі знаходимо оптимальний режим сорбції - оптимальна маса сорбенту становить 10 г або при Т: Ж 10 і час контакту сорбенту - 6 годин.

Також отримані дані при проведенні експерименту були оброблені також на комп'ютері засобами Microsoft Offise, які дозволяють змоделювати сорбційний процес [4,5].

У нашому випадку модель процес сорбції можна виразити у вигляді:

С = f (С _о, m, t), (2)

де, С - концентрація металу на виході, мг / дм ^3,

С _о - початкова концентрація металу на вході, мг / дм ^3,

m - маса сорбент, м

t - час контакту сорбенту з розчином, годину.

Загальний вигляд рівняння залежності концентрації іонів хрому від часу сорбції має вигляд:

З = k * t ^a (3),

де, t - час контакту сорбе з розчином, хв

Коефіцієнти k і t в рівнянні (3) залежать від маси сорбенту. Для цього знаходимо цю залежність, як і вище Напівемпіричним методом.

Оброблялися дані «шкіряно-хутряної об'єднання», отримані при проведенні експерименту в одностадійної обробці при наступних початкових концентраціях іонів хрому 20 мг / дм ^3, 40 мг / дм ^3, 100 мг / дм ^3.

Таким чином, нами отримано рівняння, що дозволяє знайти залишкову концентрацію іонів хрому, знаючи масу сорбенту і час сорбції хрому, при початкових концентраціях.

Отримана залежність найкращим чином підпорядковується поліноміальних рівнянь другого ступеня і параметри рівняння виражені степеневою функцією.

Розраховані коефіцієнти кореляції, відповідні вищеназваним концентрацій рівні 0,97, 0,96 і 0,98 і підтверджують, що отримані рівняння регресії з великим ступенем вірогідності відповідають, отриманим експериментальним даним і повністю описують даний фізико-хімічний процес.

Найбільш оптимальним часом контакту сорбенту з водою 6 годин, при цьому ступінь очищення від іонів хрому сягає 99% і більше.

Також була вивчена сорбція іонів хрому в стоках гальванічного цеху АТ «Арматурний завод». Стічні води, що містять іони хрому в статичному режимі оброблялися на комплексному сорбенті, цеоліті і бентонітової глині 14 горизонту в певних співвідношеннях.

Враховуючи, що при обробці стоків зі значним вмістом іонів хрому в одну стадію при високій ступеня вилучення залишкова концентрація хрому може бути високою, обробку даних стоків проводили у дві стадії, час контакту розчину з сорбентом до 24 годин.

При концентрації 250 мг / дм ³ на першій стадії сорбції в усіх трьох випадках досягається ступінь очищення 90,3%, 92,8%, 97,6% відповідно для цеоліту, комплексного сорбенту та бентонітової глини. Максимальна ступінь вилучення досягається при сорбції на бентонітової глині за 2 години обробки, Зі збільшенням часу обробки ступінь дещо знижується, очевидно в результаті процесу десорбції. Найменша залишкова концентрації іонів З r ^{3 +} становить 5,9 мг / дм ^3.

За допомогою цеоліту зі стоків гальванічного виробництва вдається витягти у дві стадії 96% хрому, комплексним сорбентом 98%, а бентонітової глиною 99%.

При вихідному вмісті 400 мг / дм ³ ступінь вилучення іонів Cr ^{3 +} в першій стадії досягає максимального значення 95,1% співвідношенням Т: Ж = 1:10, а на другій стадії - 86,1, сумарна ступінь вилучення - 99,3% . Найбільші показники сорбції досягається при співвідношенні Т: Ж = 1:5, де сумарна ступінь вилучення становить 99,6%.

При вмісті 600 мг / дм ³ показники сумарного ступеня складають при співвідношеннях 1:10 - 97,1% і 1:5 - 99,8%.

Оптимальність сорбційної очистки визначається за бентонітової глині залежністю від внутрішніх параметрів і зовнішніх факторів спільно, які дають високі показники ефективності сорбції.

Рівняння регресії в природних змінних за стічних вод «арматурного заводу» отримані за планом двофакторного експерименту і має вигляд:

У = 112,41 - 1,29 u _січня +0,3 u ₂ + 0,03 u ₁ * u ₂ (9)

Моделювання сорбційного процесу в двох стадийной обробці розраховані при початкових концентраціях іонів хрому 250 мг / дм ³ і 600 мг / дм ^3.

Для початкової концентрації 250 мг / дм ³ отримано таке рівняння залишкової концентрації:

С = (-0,2405 m +8,4157) * t ^{(-0,0073 m -0,4737)} (10)

Для концентрації 600 мг / дм ³ отримано таке рівняння залишкової концентрації:

С = (-3,1951 m +67,996) * t ^{(-0,0317 m -0,0967)} (11)

Коефіцієнти кореляції дорівнюють 0,96 ит 0,91.

У загальному вигляді рівняння запишеться наступним чином:

C = ((-0,0084 Co +1,8699) m +0,1702 Co-34, 142) * t ^{((-7E-05Co +0,0101) m-0, 0002Co +0,0147)} (12)

З рівняння 12 можна зробити висновок, що показник ефективності очищення залежить в більшій залежить від маси сорбенту, також тут враховується стадійність обробки.

За отриманими даними експериментальних можна зробити висновки про те, що сорбція іонів металів протікає з помітною швидкістю в залежності від збільшення маси сорбенту і часу контакту, кращою сорбуючою здатність мають комплексні сорбенти та бентонітові глини, витрата сорбенту становить 100 г сорбенту на 1 дм ³ оброблюваної стічної води і збільшити ступінь вилучення іонів металів у статичному режимі зі стоків до 99 і більше відсотків можна в результаті двоступеневої очищення.

Таким чином для очищення хромсодержащих стоків можна рекомендувати як сорбційного матеріалу бентонітових глин Таганського родовища Східно-Казахстанської області. Для більш повного видалення іонів Cr ^{3 +} зі стоків та з метою скорочення витрати сорбенту доцільно проводити багатоступеневу, противоточную схему процесу з наступною сернокислотной регенерацією сорбенту та його повторним використанням у процесі сорбційної очистки.

Глава 2 ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ Шкіряне виробництво

Вироби зі шкіри завжди, більшою чи меншою мірою, є предметом високої моди. Це пов'язано з тим, що шкіра є одним з найбільш універсальних матеріалів для дизайнерів. З неї виготовляють верхній одяг і взуття, біжутерію та аксесуари, сумки та ремені та ін Проблеми екології, пов'язані з виробами зі шкіри, мають дві основні складові: перша - це вплив на навколишнє середовище самого шкіряного виробництва (які відходи і в якій кількості надходять в біосферу, перш за все в землю, річки та водойми), і друга - яке вплив самих шкіряних виробів на екологію людини. Дуже часто ми забуваємо про другу складову і купуємо вироби зі шкіри або з інших матеріалів тільки з необхідності або через те, що вони нам сподобалися і не замислюємося про те вплив, який чинять ці вироби на шкіру людини. Тут доречно процитувати Ben Mezrich "SKIN" - "... Багато людей просто не уявляють, що таке шкіра .... Їм здається, ніби це щось незмінне - пальто, надіте, щоб не замерзли кістки. Як же далекі вони від істини! Шкіра - дивовижний, ні, самий дивний орган. Життя тут просто кипить - базальні клітини виходять на поверхню з глибини, щоб змінити відмирають клітини епідермісу, кровоносні судини несуть кисень та поживні речовини, потові залози оберігають тіло від перегріву. Клітини дерміса теж постійно взаємодіють один з одним і переміщуються .

З історичних хронік відомо, що природоохоронними заходами, пов'язаними з виробництвом шкіри, займалися в Росії досить давно. Відомо, наприклад, що ще імператриця Єлизавета Петрівна в XVIII столітті видала указ, за яким заборонялося будувати шкіряні заводи ближче, ніж на 100 верст від Москви - уже тоді збереження чистоти повітря і водойм надавалося велике значення. У кінці XVIII століття за указом Сенату було заборонено промивати в річках шкіри. Таке рішення було прийнято за поданням директора Казанської гімназії М. І. Верьовкіна, який зібрав проби грунту з дна річки, в яку скидалися відходи шкіряного виробництва, проаналізував ці проби і встановив, що саме шкіряні відходи є причиною "кепського запаху" і антисанітарний стан річок .

На початку XX століття, завдяки розробки технології хромового дублення шкір, у галузі відбулася промислова революція. Однак, поряд зі зростанням виробництва шкір, поліпшення її якості та значним розширенням асортименту відбувається значне посилення техногенного впливу на навколишнє середовище, що пов'язано насамперед зі споживанням важко відновних природних ресурсів, скиданням великого обсягу токсичних стічних вод, освітою погано утилізованих хромсодержащих відходів. В останні десятиліття щорічна практика переробки шкур великої рогатої худоби встановилася на рівні ~ 4,8 млн. тонн. Географія цієї продукції виглядає наступним чином:

-950 Тис. тонн (20%) переробляється в Західній Європі;

-760 Тис. тонн (15%) переробляється в Північній Америці;

-180 Тис. тонн (4%) переробляється в Японії;

-800 Тис. тонн (16%) переробляється в Південній Америці.

Решта 2100 тис. тонн (45%) шкур переробляється в Росії, країнах Східної Європи, Африці, Азії. Тут необхідно зазначити, що через надзвичайно шкідливого впливу відпрацьованих розчинів і відходів шкіряного виробництва на навколишнє середовище, а також величезної споживання води та енергії, у західноєвропейській шкіряної практиці намітилася стійка тенденція до переміщення виробництва напівфабрикату хромового дублення (WET-BLUE) на схід ( в тому числі й у Росію). Цей факт не може не викликати занепокоєння в плані захисту національних екологічних інтересів.

Для того, щоб повною мірою представляти ступінь впливу шкіряного виробництва на навколишнє середовище, необхідно мати уявлення про основні стадіях шкіряного виробництва. В даний час існують три основні стадії шкіряного виробництва:

(1)-відмочно-зольні процеси;

(2)-підготовчі процеси та дублення;

(3)-хімічна обробка і фарбувально-жіровальние процеси.

На першій стадії отмочка має на меті повернути шкурі стан (за ступенем вмісту вологи), яке вона мала в парному стані. Після стадії отмочка у відпрацьованих розчинах знаходяться бруд, розчинні білки, солі (хлорид і карбонат натрію), нафталін, жири, антисептики. У результаті операції обезволошіванія-зоління відбувається видалення волосся та епідермісу, а також видозмінюється волокниста структура дерми - відбувається разволокнение і дефібриляція. Після цієї операції у відпрацьованому розчині містяться гідроксид кальцію, сульфід і гидросульфид натрію, білки і продукти їх розщеплення, інші органічні речовини небілкового походження, похідні жирів, волосся.

На другій стадії в результаті операції обеззоливания-м'якшення нейтралізують дерму, видаляють сполуки кальцію, межфібрілярное неколагенових речовина, жири. Стічні води після цієї операції містять сполуки кальцію, солі амонію, ензими, продукти перетворень неколагенових речовини і жирів. Наступна операція на цій стадії - пікеліваніе, - має на меті підготувати покидьки (обезволошенную і підготовлену в ході попередніх операцій шкуру) до дубленню шляхом обробки обробки кислотою в присутності деяких добавок. Стічні води після цієї операції містять хлорид натрію, мінеральні та органічні кислоти. Заключною операції на цій стадії є дублення, яке має на меті стабілізувати дерму шляхом фіксації в її колагенової структурі дублячих з'єднань і блокування різних поверхневих хімічних груп. Залежно від типу дублення у стічних водах після цієї операції будуть знаходиться:

-Прі хромовому дубленні - основний сульфат хрому, сульфат та карбонат натрію;

-Прі рослинному дубленні - натуральні дубильні речовини, різні органічні кислоти;

-Прі дубленні Шінтані - феноли і конденсовані поліфеноли. Присутність у стічних водах фенолів і конденсованих поліфенолів та використання хлорування для очищення цих стічних вод може з'явитися причиною освіти вкрай небезпечних для здоров'я людини сполук - діоксинів, які отримали назву "отрути XXI століття".

На заключній стадії хімічної обробки у відпрацьованих розчинах містяться:

-Прі додубліваніі - сполуки хрому, Синтана, спеціальні засоби;

-При фарбуванні - різні барвники, органічні і мінеральні кислоти;

-Прі жирування - жири, масла, емульгатори, аміак.

Таким чином, стічні води шкіряних підприємств характеризуються високим ступенем забрудненості. Основними забруднюючими компонентами є продукти обробки шкір і невикористані хімічні матеріали. Ці стоки є найбільш токсичними, засоленими, каламутними, великі за обсягом іімеют найбільший вміст нерозчинних речовин органічного та неорганічного походження. Токсичність стоків обумовлена змістом сульфідів, продуктів перетворень білків, сполук хрому. Стічні води шкіряного виробництва відносяться до висококонцентрованим і містять різні забруднення: шерсть, кров, шматочки міздрі, продукти розпаду білків, рослинні та синтетичні дубители, поверхнево-активні і жирові речовини, барвники, а також різні мінеральні сполуки: гідроксид кальцію, сульфіди, луги, кислоти, сполуки хрому. Внаслідок значної кількості органічних речовин ці стічні води схильні до загнивання.

При тому, що світова шкіряна промисловість переробляє в рік 4,8 млн. тонн великих шкур при середній витраті води 65 куб.м на 1 тонну сировини, отримаємо загальну кількість споживаної води 300 млн. куб.м, а з урахуванням дрібних шкур це кількість води зростає до 450 млн. куб.м. З них 60% або 270 млн. куб.м припадає на підготовчі і 40% або 180 млн. куб.м на преддубільние, власне вичинку та фарбувально-жіровальние процеси. Очищення такого обсягу води є найскладнішою і дорогим завданням. Витрати, пов'язані зі створенням очисних споруд, можуть досягати 40-50% всіх капітальних витрат на будівництво. У структурі витрат шкіряного виробництва витрати на експлуатацію очисних споруд та вирішення інших екологічних проблем іноді досягають 10%, що порівнянно з оплатою всього персоналу (12-14%).

Проблеми, що виникають з очищенням стічних вод шкіряних підприємств безпосередньо пов'язані з недостатнім рівнем технології і невисокою за сучасними мірками ступенем використання хімічних сполук, застосовуваних у шкіряному виробництві. Так, за даними журналу Leder und Haute Markt при виробленні хромових шкір для верху взуття 47% колагену дерми - найціннішого білкового продукту переходить у відходи, а сполуки хрому використовуються лише на 48%. Низька ступінь використання хрому пов'язана не тільки з погіршення екологічної обстановкою на шкіряних підприємствах. Втратами такої кількості хрому з відпрацьованими розчинами не можна знехтувати і з точки зору його велику вартість - 800-1000 USD за тонну. Шкіряна промисловість споживає щорічно близько 65 тис. тонн сполук хрому. За даними BLMRA (British Leather Manufacturers 'Research Association) з цієї кількості 20 тис. тонн переходить у вироби, решта - втрачається з відходами. Причому 25 тис. тонн зливається з відпрацьованими розчинами.

Впливаючи на склад і властивості природних вод, сполуки хрому викликають незворотні зміни в організмах рослин і тварин, а через них впливають на всю біосферу. Токсична дія хрому на людину в усіх випадках призводить до погіршення показників обміну речовин. Сполуки хрому викликають місцеве подразнення шкіри і слизових, що призводять до їх виразки, а при вдиханні аерозолів - до прободению хрящової частини носової перегородки, ураження органів дихання аж до розвитку пневмосклерозу. Загальнотоксична дію сполук хрому позначається у поразці печінки, нирок, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної системи. Незалежно від шляху введення сполук хрому в організм, в першу чергу уражаються нирки - спочатку канальцевий апарат, потім судинна мережа з переважним ураженням клубочків. Всі з'єднання хрому потрапляючи в організм людини змінюють активність ферментів і пригнічують тканинне дихання. Алергічне дія цих сполук проявляється нападами, подібними з бронхіальною астмою, і розвитком шкірної сенсебілізаціі, що є причиною "хромових екзем". Є дані, що свідчать про більш високої захворюваності та смертності від раку органів дихання і травлення серед працюючих на хромових виробництвах.

Найбільш ефективне рішення охорони водного басейну від діяльності шкіряних підприємств повинно носити комплексний характер і здійснюватися за рахунок зниження кількості забруднюючих речовин у стічних водах і забезпечення надійної фінішної очистки стічних вод з утилізацією зневодненого осаду. Знизити кількість забруднюючих речовин можна за рахунок багаторазового повторного використання води шляхом створення водооборотних систем для окремих технологічних розчинів, що містять реагенти для вичинки шкір.

Схеми очищення стічних вод шкіряного виробництва

Варіант № 1

Варіант № 2

Глава 3 ВИТЯГ ХРОМУ З СТОКІВ Шкіряне виробництво

Іншим фактором, що сприяє напрямку солеї хрому у відходи, було бажання збільшити швидкість дублення за рахунок посилення проникнення хромових солей в шкіру при використанні більш високих концентрацій хрому. Збільшення швидкості дублення дозволяє зменшити знос обладнання та підвищити продуктивність праці. Однак при цьому відбувається значне збільшення концентрації хрому, у стічних водах, а також втрат хрому, використовуваного для дублення.

Поруч проведених досліджень було встановлено, що на найбільш ефективно працюючих шкіряних фабриках близько 1 / 3 закуповуваного кількості з'єднань хрому викидається зі стічними водами: на деяких виробництвах допускається викид навіть половини всього закуповуваного хрому.

Великі кількості хрому викидаються також разом з відходами шкіри, що утворюються на стадіях обрізки, скобления, лощіння і т. п. Такі втрати можуть досягати 2 / 3 від загальної кількості хрому, введеного в процес. Це становить значну небезпеку для навколишнього середовища, оскільки іони хрому, особливо шестивалентного, отруйні. Середня шкіряна фабрика, обробна 2000-3000 шкір на день щодня скидає близько 1000 кг хрому в розрахунку на Сг ₂ О _4. З цієї кількості 50-60% видаляються зі стічними водами і 40-50% з відходами шкіри.

Цей метод включає безперервне перемішування хромомісткої осаду з безперервною фільтрацією та проходженням через послідовно розташовані зони фільтрування. Метод є економічно ефективним і привабливим з точки зору екології. Виділені сполуки хрому можуть бути використані для приготування свіжих дубильних розчинів.

Схема процесу наведена на рис. 1 Відпрацьовані рідини, що містять хром, з усіх дільниць виробництва збирають у відстійнику звідки насосом 2 їх прокачують через каскад 3. Відсіяні тверді частинки потрапляють на нескінченний стрічковий транспортер 4 і направляються в приймальну камеру, яка на малюнку не показана. Рідка фаза направляється в сепаратор 5, в якому жири й змащення збираються на поверхні і зливаються з частиною рідини через отвір 6. Всі тверді частинки осідають в конічній нижньої частини 7, звідки вони за допомогою насоса 26 виводяться по лінії 8 і направляються для повторного розділення в відстійник.

Рис. 1 Схема безперервного процесу виділення гідроокису хрому з відпрацьованих хромсодержащих дубильних рідин і його повторного використання для дублення

Прозорий хромсодержащих розчин із середньої частини резервуару 5, проходячи під відбивачем 10, надходить в змішувач 11, у який з резервуара 12 подається каустична сода або який-небудь інший лужний розчин для того, щоб підтримувати величину рН в резервуарі І рівною 8,0-9 , 5. Якщо концентрація обложеного гідроксиду хрому досить висока, то відстоювання в осветлителе 13 можна не проводити, у цьому випадку суміш безпосередньо надходить на фільтр 14 для безперервної фільтрації під тиском. Якщо ж суспензія гідроксиду хрому досить розбавлена, то перед фільтруванням її направляють у відстійник 13, де осад збирається в конічній нижній частині.

Одночасно чистий розчин, що знаходиться над осадом, декантирують з відстійника на певній висоті, зменшуючи таким чином до мінімуму обсяг суспензії гідроксиду хрому, яку необхідно фільтрувати. Суспензію перекачують під тиском насосом 15 на безперервну фільтрацію на фільтрі 14, де підтримується постійна товщина шару осаду і відбувається концентрування гідроксиду хрому до заздалегідь визначеної концентрації.

При досягненні цієї бажаної концентрації (14-15%) концентрували пасту гідроксиду хрому направляють у резервуар 16, куди з ємності 17 подається для змішання сірчана кислота до тих пір, поки не буде досягнута необхідна основність і відбудеться розчинення осаду. Прозорий фільтрат з фільтра 14 по лініях 18 і 19 направляється в стік; сумарний вміст хрому в ньому становить менше 2 рргп.

У нижній частині рис. 1 проілюстрована робота фільтра 14. Цей багатосегментний фільтр для безперервного фільтрування під тиском має вхідний отвір 20, провідне в корпус 21. Усередині корпусу розміщені обертаються фільтрувальні пластини 22, які складаються з металевого диска 23, прилеглого до поверхні, що фільтрує 24. Рідина проходить через фільтр 24 і виводиться через

колекторну трубу 25. Стаціонарні пластини 26 закріплені всередині корпусу і складаються з круглих порожнистих каркасів, з фільтрувальними поверхнями 27, через які проходить фільтрат, що випливає далі через колекторних лінію 28. По лініях 18 і 19 фільтрат відводиться в стік. Осад, що утворюється при фільтруванні, викидається по лінії 29, на якій є пневматичний клапан, що спрацьовує, коли тиск досягає певного рівня.

Процес, який використовується для обробки як рідких так і твердих відходів шкіряного виробництва і дозволяє підвищити ступінь вилучення хрому. Він дозволяє звести до мінімуму шкоду, яку завдають навколишньому середовищу, досить економічний, дозволяє використовувати горючі органічні сполуки, що містяться в оброблюваних відходах, а також забезпечує високу ступінь вилучення хрому, придатного для повторного використання або для зберігання у стійкій формі зі зменшенням обсягу на 90-95%.

Схема цього процесу показана на рис. 2. Стічні води 1 направляють у відстійник або флотатор 2. Стоки 1 можуть складатися тільки з одних відпрацьованих дубильних рідин, проте переважно змішувати ці рідини зі стічними водами процесу лужного видалення вовни, в якому утворюється осад Сг (ОН) 3. Хоча хром утримується тільки в стоках дубильного виробництва, доцільно обробляти стічні рідини обох стадій в одній і тій же системі, оскільки кислі стічні води стадії дублення щонайменше частково нейтралізуються лужними водами зі стадії видалення вовни.

Осадження зважених часток і деяких розчинених речовин відбувається в сепараторі при додаванні коагулюючих і обложників агентів, таких як подрібнені відходи шкіри, позначені пунктирною лінією 7, або полімери, застосування яких для цих цілей широко відомо. Можливо також розділення з використанням принципу флотації.

Після поділу осад видаляють. Рідку фазу 3 відводять; бажано перед скиданням піддати її додатковому очищенню. Вторинна і третинна обробка проводиться з використанням добре відомих способів. Необхідність в такій обробці може бути зменшена або усунена зовсім, якщо рідина профільтрувати через фільтр 4, що складається з перероблених, подрібненого або карбонизовані відходів шкіри.

Шлам, спочатку відокремлений у відстійнику 2, зазвичай містить 85-95% води і не може підтримувати горіння. Його сушка в печі вимагає додаткового витрачання палива, тому бажано проводити його концентрування ще до подачі в піч. Концентрування можна проводити шляхом упарювання або, що переважно, шляхом механічного видалення води з допомогою центрифугування, ущільнення і т. п.

Ущільнення бажано проводити з використанням фільтрпрессах або стрічкового преса. Таке концентрування шламу або його суміші з подрібненими відходами шкіри приводить до отримання матеріалу здатного підтримувати горіння і містить твердої речовини 20-45%, а ще краще 30-45%.

Концентрований шлам 5 так само як і відходи шкіри, що зазвичай містять 40 - 50% витягується хрому і володіють високою калорійністю, можуть спрямовуватися на спалювання роздільно. Однак бажано перед спалюванням змішувати кислі відходи шкіри з лужним шламом, використовуючи один із способів, описаних вище.

Тверді відходи дубильного виробництва 8 подаються у піч Р. Піч працює при відносно низьких температурах - до 650 ° С, переважно за 425 - 650 ° С, найкраще при ~ 540 ° С. Негорючі матеріали, в тому числі тривалентний хром перетворюються на попіл, а органічні сполуки згорають з утворенням газоподібних продуктів та вуглецю.

Оскільки температура в печі не висока, що утворюються гази не є повністю окисленими; їх необхідно видаляти з зони горіння і направляти на подальшу обробку для повного окислення. Додаткова обробка може також знадобитися для видалення деяких шкідливих домішок. Застосування низької температури в сукупності з наявністю щонайменше двох стадій окисної обробки утворюються газів дозволяє звести до мінімуму вміст хрому в газовій фазі. Кінцевий газоподібний продукт складається в основному з Н ₂ О і СО ₂ і може бути викинутий в атмосферу. Стадія вторинного окислення пічних газів на схемі позначена як 10.

Зола 11, що містить тривалентний або шестивалентний хром, видаляється з печі. Шестивалентний хром може бути спрямований на стадію вилуговування 12, де утворюється хромсодержащих розчин 13. Розчин може бути отриманий різних концентрацій, в залежності від того яка концентрація необхідна для використання в даному конкретному дубильно виробництві. Як витравлюють агента можуть бути застосовані вода, кислоти або їх суміші, такі як азотна кислота HNO ₃ або сірчана кислота H ₂ S О _4.

Отриманий розчин хрому може бути використаний при дубленні в якості джерела біхромату. У той же час він може бути підданий і подальшій обробці, наприклад шляхом концентрування при нагріванні або очищенні методами фільтрації, осадження, промивання, перекристалізації й т. п. Зазвичай для Каталізатори на основі оксифторида хрому можуть бути, зокрема, отримані шляхом фторування гідратованих оксидів хрому фтористим воднем або нагріванням трехфтористого хрому в присутності води в атмосфері кисню. Ці каталізатори дуже ефективні в процесах фторування хлорованих і (або) бромованих аліфатичних вуглеводнів у газовій фазі.

Недоліком таких каталізаторів є поступове зменшення їх активності при тривалому контакті з галогенсодержащими сполуками вуглецю, особливо з такими сполуками, в молекулі яких додатково містяться атоми водню і (або) кисню. При цьому відбувається збільшення кількості фтористого водню, необхідного для регенерації каталізаторів.

При регенерації каталізаторів киснем їх активність відновлюється лише на нетривалий час. Регенерація хлором потребує застосування дуже високих температур, які ушкоджують структуру каталізатора. Регенерація під дією HF вимагає високих температур; зниження активності регенерованого каталізатора відбувається поступово.

Метод дозволяє без великих витрат регенерувати навіть сильно дезактивовані каталізатори, які раніше вдавалося регенерувати лише з великими труднощами. Каталізатор може бути знову використаний в процесі фторування: регенерація вимагає малих витрат матеріалу та енергії.

ЛІТЕРАТУРА

1. А.К. Адришев, Н.А. Струннікова, Г.К. Даумова, Є.М. Сапаргаліев Перспективи використання природних алюмосилікатів Східного Казахстану / Москва, Гірський журнал, 2003, № 6, 86-88 з

2. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимізація експерименту в хімії та хімічній технології. -М. : Вища школа, 1978. - 319 з

3.Зажігаев Л.С., Кішьян А.А., Романик Ю.І. Методи планування та обробки результатів фізичного експерименту. - М., Атоміздат, 1978 - 232 з

4. Курицький Б.Я. Пошук оптимальних рішень засобами Ехсе l 7.0. - Санкт-Петербург, 1997 р.

5. Чернявський В.С., Чернявський М.В. Моделювання систем: Навчальний посібник / ВКГТУ. - Усть-Каменогорськ: 2001 р. - 142 с.