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 NÓI
•

•

•

•

•

•

TRLfÒNG DAI HOC KHOA HOC TU NHIÈN

VU THI THUY

NGHIÉN CÙU Xir LY TACH LOAI VA THU HOI
CROM, NIKEN TÌTNlTÒC THÀI BE MA
MOT SO Xi NGHIÈP MA CROM, NIKEN

LUAN AN THAC SÌ KHO.A HOC HOÀ HOC
CHUYÈN NGÀNH : VÒ CO
MA SO
: 010401
Nguòi hiróng dùn khoa hoc
TS . Le Hùng
r

.

• "",",;

(

-.,

1'.:'

• • - • . . .

ì
'•..•-\

HOAHOC!
t:.'.

N i !

-^:::^~\

HA NÓI - 2000

^ ^ ^ ^ - ^ Ò C G!A HA NÓI


MUC LUC
•

•

MÒ DAU
PHAN I : TÒNG QUAN
1- Vai trò cùa

niróc va ành hiióìig dòc hai cùa càc kim Ioai nàng trong

niróc
1.1- Vai trò cua nuóc
1.2- Vai trò sinh hod va dòc tinh cùa cdc nguyén 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 khoàng set
3.1- Khodng nhóm caolinit
3.2- Khodng nhóm montmorilonit
4- Mot so phuong phàp \ù ly va thu hói crom, niken tu nuóc thài còng 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 suàt 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 dò 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 yéu tó ành huóng 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 huóng cùa nóng dò H2O2 trong dung dich rùa giài
5.3.5- Khào sdt ành huong cùa toc dò hàp phu
5.?>.h- Khào sat ành huóng 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 / 1 2 1

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
2. L Nghién ciai ly thuyét
2.1.1 - Xdc dinh nóng dò niken trong màu nuóc 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 dò nung Na-bentonit
3.2.2- Khào sdt ành huóng cùa thài gian hàp phu
4- \ ù ly tàch Ioai niken tu nuóc thài bé ma nhà mày quàn dòi 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 phuoìig 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 dò dung dich dién phàn
6- Thu hói niken bang phuong phàp dién phàn

PHAN 3 : KÉT LUAN

PHAN 4 : TAI LIEU THAM KHAO


MÒDAU

Cùng vói su phàt trién cùa nén kinh té va dai song nhu càu \é nuóc ngàj
càng nhiéu, lugng nuóc còng nghiep cùng nhu nuóc sinh hoat thài ra ngày càn^
lón, gà\ ò nhiém dàng ké dén nuóc bé mat va mòi truàng.

Nuóc thài dua vào bé màt càc Ioai hgp chat khàc nhau ti^ dang tan, dan^
huyén phù. dang nhu tuong dén càc Ioai vi khuàn. Mot so chat vò co va hiJu co tar
trong nuóc co anh huong dòc hai tói su phàt trién cùa cdc vi sinh vàt trong nuóc
Trong so cdc chat vò co phài ké dén càc ion Pb^^, As'^^, Cr^^, Ni'^... [3]

De giàm mùc dò gay ò nhiém cùa nuóc thài còng nghiep tói cdc nguón nuóc
nuòi ed \à tuoi tièu trong bàn luan àn này chung tòi tap chung nghién cUu xù ly taci"
Ioai va ihu hói crom, niken trong nuóc thài bé ma nhà mày quàn dòi ZI 21.


PHANl
TÓXG QUAN

1. VAI TR( ) CLA NUÒC VA TÀC DUNG DÒC HAI CUA CÀC ION KIM LOAI
TR( )NG NUÒC

1.1.Vai trò cùa nuac:(l)

Nuóc là mot chat bình thuòmg vi tinh phò bién cùa nò nhuiìiz lai rat khàc
Ihuòng \'é tmh chat va ùng dung.
Ta dà biéì nUÓc khòng the thiéu dugc trong dai song sinh hoat hàng ngày ,
còli trong còng nghiep nUÓc cùng rat càn cho còng nghiep hod hpc va nhùng
nghành co lién quan nhu dugc pham, thuc pham... a dò nuóc là mòi iiuàng de tién
hành phan ùng hoà hpc, nuóc là chat phàn ùng de tao thành san phàm; nhiéu
khoàng chat va nguyén tó hoà hpc dugc tàch ra tu càc nguón nuóc co hoà tan
chùng .. Vói nhùng tinh chat di thuàng vón co, nuóc thuc su là nguycn liéu qui già
cùa còng 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 hoà nhiét dò 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 khòng nhùng quan trpng dói
vói dói song, còng nghiep ma con khòng thè thiéu dugc dói vói su song cùa rài
nhiéu lodi dòng \àt co ich trong nUÓc.


Hién nay con 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 là b
nhiém hoà chat dòc. Dòng thài , bang phuong phàp khoa hpc tàc dòng vào nuói
con nguài khòng ngùng tao thém cho nuóc nhùng tình chat dàc bict khàc co lo
cho ky thuàt va dai song.

1.2.Vai trò sinh hoà va dòc tinh cùa càc nguyén tó hoà hoc.
Càc ion kim lai nàng vào co thè co tàc hai lón vói càc enzim, dàc biet chùn|
co ài lue lón dòi 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 trong càu trùc cùa chùng dugc thè
che bòi càc ion khàc co cùng kich thuóc va dién tich thì tàc dung sinh hod cùa ne
bi kim hàm , vi du Zn^"" trong mot so metalloenzim dugc thay thè bang Cd^^ thì 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 là mot Ioai chat hoat hod enzim . Chinh vi vay ma xuàt hién mot kha
nàng nguy hiém rat lón dói vói ca thè song do viéc mot so nguyén tó nhu Cd, Ni.
Pb ... Co thè thay thè càc nguyén tó càn thiét. Diéu này gay ra hói chùng nhiém
dòc \ à Jan dén lu vong. Ngoài ra cùng co khà nàng mot so nguyén tó càn thiét ce

màt VÓI mot luong du sé làm rói loan chùc nàng sinh hoà bình thuàng cùa càc
nguyén tó khàc do dò sinh ra bòi chùng nhiém dóc(l3)
2. DAI rU()N(J\'K CROM VA NIKEN
2.1.(Ì;ÌOÌ

thiéu chung ve crom(14)


Crom là nguyén tó nhóm d , so thù tu 24 trong bang he thòng tuàn hoài
Mendeleep. Crom ó dang don chat là kim Ioai óng ành, màu tràng xàm. Cron
nguyén chat rat deo nhung hgp kim crom voi mot so kim Ioai dùng trong ky thuà
lai là mot trong nhùng hgp kim cùng nhàt.
Crom don chat de bi thu dòng hoà trong axit nitric va axit sunturic dàc . Kh
dun nóng va dàc biet a trang thài nghién nhò crom bi nhiéu à kim oxi hoà , vi du b
chày trong 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^khòng màu... càc muói Cr(n) li
nhùng chat khu manh , chàng han chùng de bi oxy khòng khi oxy hod.
4[Cr(OH2),]'^ + O2 + 4H^ = 4[Cr(OH2)6]'^ + 2H2O
Nèu mòi truóng nuóc khòng chùa chat oxy hod thì 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)]^[ò']'


Cr(III) oxyt khó nóng chày (Tnc = 2265^C ) khòng tan trong nuóc, kiém ha
axit . Ban chat luòng tinh cùa nò thè hién khi nàu chày vói cdc hgp chat tuong un
chàng han nàu chày Cr203 vói kalidisunfat tao thành Cr(III) sunfat:

C r : 0 . + 3K2S2O7 = Cr2(S04)3 + 3K2SO4
Con khi nàu chày CriOj vói kiém va càc oxit tuong ùng thì tao thàn
xocromatdll):

2KOH + Cr203 = 2KCr02 + H2O
Khi de yèn Cr20vxH20 dàn dàn chuyén thành Cr(OH)3 va màt hoat tini
Cr(OH ) này tan nhiéu khi co màt axit hoàc kiém.
Cr(OH)3 + 3H3O" = [Cr(0H2),]'^
Cr(OH)3 + 3 0 H = [Cr(OH),]'
Co thè biéu dién qua trình chuyén hoà Cr(III) trong 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]^'" là 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 trong nuóc tao thành axit cromie

Cr02F2, CrO,Cl2 là ben


Cr03 + H2O = H2Cr04
Cho axit tàc dung vói dung dich dàc kalicromat, thì màu cùa nò dàu tién I
da cam do sau dò bién thành màu sàm hon do càc dicromat rói tric(Mnat dugc ta
thành.
2K2Cr04 + H2SO4 = K2Cr207 + K2SO4 + H2O
3K2Cr:07 + H2SO4 = 2K2Cr30io + K2SO4 + H2O ..v..v...
Khi làm lanh va axit hoà tiép tue dung dich bang axit sunfuric thì nhùn
tinh the anhydritrcomic dò sàm sé tàch ra:
K2Cr04 + H2SO4 = Cr03 + K2SO4 + H2O

Con néu cho kiém tàc dung lén polycromat thì qua trình dién ra theo huóng
ngugc lai va thu dugc cromat. Co thè biéu dién qua trình tuong ho cromai va
dicromat bang phuong trình phàn ùng thuan nghich:

2C1O4' + 2H3O" == C r 2 0 / + 3H2O
Càc chat Cr(VI) là nhùng chat oxy hoà manh . Trong qua trình oxy hod kh
chùng chu\én thành càc dàn xuàt . Trong dò a mòi truóng trung tinh sé tao thàn
Cr(ni)hydroxit .

K,CnO- + 3(NH4)2S + H2O = 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 2KOH
Trong mòi truóng axit tao thành cdc dàn xuàt phùc cation.
K2Cr20 + 3Na2S03 + 4H2SO4 = Cr2(S04)3 + 3Na2S04 + K2SO4 + 4H2O
Trong mòi truàng kiém sé tao thành càc dàn xuàt phùc anion [Cr(OH)J'^*

K2Cr;0 + 3(NH4)2S + 4 K 0 H + H.O = 2K3[Cr(OH)6] + 3S + 6NH.
Cdc hgp chat cùa crom co ùng dung róng rài trong còng nghiep vf du Cr2C
dugc dung de dièu che som màu va càc chat xùe tàc Cr03 dùng de diéu che crom v
ma croni cac chi tiét mày va ngoài ra càc hgp chat cùa crom con duac dùng tron
phàn tK h hoà hpc \'à tòng hgp hoà hpc.


3K:Cr:07 + H:S04 = 2K2Cr30,o + K:S04 + H:0 ..v..v...
Khi làm lanh va axit hoà liép tue dun^ dich bàns axii sunfuric thì nhùr
iinh thè anhydritrcomic dò sàm se tàch ra:
K:Cr04 + H:S04 = CrO^ + K2SO4 + H^O
Con néu cho kiém tàc dung lèn polycromat thì qua trình dién ra theo hiran^
nguuc lai va thu dugc cromat . Co the biéu dién qua trình urang ho cromai va
dicromai bang phuang irinh phan ùng thuan nghich:
2Cr0.-- + 2H30^ ^

Cr.Of + 3H2O

Càc chat Cr(\'I) là nhùng chat oxy hoà manh . Trong qua trlnh oxy hoà kf
cliùng ^.hu\én ihành cac dàn xuàt . Trong do tV niòi iruòng irung linh se tao thàr
Crdlhhydroxii .
K2Cr:0- + 3(NH4»:S + H:0 = 2Cr(0H), + 3S + 6NH; + 2K0H
Trong mói inròng axii tao thành càc dàn xuài phùc cation.
K^CrO- + 3 \ a : S 0 ; + 4H:S04 = Cr2(S04)3+ 3Na2S()4 + K2SO4+ 4H2O
Trong mòi truóng kiém se tao thành càc dàn xuàt phùc anion [Cr(OH^|^'
K^Cr.O- + 3(\H4):S ^ 4K0H + H.O - 2K,[Cr(0H),] + 3S + 6NH3
Càc ho'p chài cùa croni co irns dune ròns rài fronti cune nghiep vf du Cr.C
diroc dùng de dièu che ^on màu va càc chat xùc làc CrO^ dùng de diéu che crom \
ma crom càc chi lièi mà\' va ngoài ra càc hgp chat cùa crom con dugc dùng tror
phàn ifch hoà hoc va tòng hpp hoà hpc.
2.2.Giói thiéu chung ve niken[I4]
.\ikcn là neuvèn tó co so thù tu 28 tronn bami HTTH, co iranu thài oxi he
2

Trcn trai dal niken nàm dirai dang 5 dóng vi ben. Luong lón niken làp trun

inuig quang siinfua dòng niken ó dang do'n chàl niken la kim Ioai tràng ành kim
niken tao thành 2 dang tkùi Ui>ili niken lue phmmg lón lai duói 25(/^C va niken e


mang làp phirong tàm dién . Niken co tinh chat sàt tir va co khòi krong rièng 8,
g/cm . nhiét dò nóng chà\ 1453"C , nhièt dò sòi 3000^C . Niken co càu ta
electron tircmo tu Co.Fé nhuns co hoat tinh hoà hoc kém Co, Fé . \'ai Oj niken ci
bàt dàu tàc diing a 500°C , khi dun nóng , nghién nhoselcn. phot pho. asen. aniimon

oxi hoà. Niken tao thành càc hop chàl co lièn k(

kim Ioai vai da so càc nguyén lo ké trén NÌ3S2, Ni^Se.. NÌ3P. Ni.As, Ni;C. Ni.I
NiB. Xiken co khà nàng hàp thu mot lugng lón hydro tao thành càc dung dich ràn.
\'ai càc axit . kiém niken co tinh chat tuong tu Fé, Co là rat ben ve phuon
dién hoà hpc, chi iham già phàn ùng ó nhièt dò cao.
Xiken chù yéu duoc Jieu che tu quang sunfua dóng niken. kim Ioai niken t
do thuònu duo'c diéu che bàn^ càch dùn^ cacbon khù NiO . Nsuói ta tinh eh
niken hàng càch dièn phàn Jung dich nikensulat. Càc kini Ioai tap chat platin kòr
theo dugc tàch ra duai dang hùn anot.
Niken chù yéu dùng de san xuàt càc hgp kim niken va ihép pha luyèn (the
khòng p, chiù nhièt). Tu niken nguòi la che tao ra nhùng thiét hi dàc biet cho cà
qua trình san xuàt hoà hoc. Nò con dugc dùng làm càc lóp ma bào ve \à trang li
tren kim Ioai khàc.
0 dang hgp chat niken tao thành càc dung dich ràn lién tue vai kim loi
nhóm \'in (trù Ru va Os) mangan va dóng. Con vói Cr. Ti, AL Be. Ru. Os va cà
kim Ioai khàc . niken cho dung dich han che . Trong so càc hgp chat kim loai cu
niken. quan trong nhàt là Ni;.AL XiMn , NiAl. Chùng tham già vào thành phàn cà
hpp kim cùa niken. làm cho nhùng hgp kim nà\' c6 nhCrng tinh chat ca . ly , ho
quy già. Càc kim Ioai càng nàm xa niken trong bang HTTH, thì càc hgp chat kir
Ioai cùng kiéu tao thành co lién kéi càng ben va tinh ben nhiét càng cao han. \'i d
dò ben lièn két va tmh ben nhiét tàng lén trong day Xi^Fe, NÌ3Mn, Xi^Cr, Xi^X
X13T1. Càc hgp chat kim loai Xi^.Mn , XijFe, PtXi^ co imh sài lù.
Xiken-crom Là hop kim co dién irò cao. co tinh ben. chiù nhiét nhà man
Cr^O; nèn diroc dùng róng rài làm phàn tu dot nón^ tromz kv thuàt dicn. Tron^» s
càc hgp kinì sài - niken phai ké dén inva, nò khòng hi dàn nò khi dot nóng, plaiin


co he so dàn nò nhièt sións nhu thuv tinh, duoc dùn^ làm chat thav platin de o-Ì
vói thuy linh....

Càc hgp chat Ni(II) co so' phói tri 6 va 4 ùng vai su phàn bó càc lièn k«
theo hình bàt dién va hình vuòng phàng (lai hoà dsp") . Càc phirc chat bàt dièn ci
Xi(II) ihuàn tu con phùc chàl vuòng phàng thì nghich tu.
Trong so càc phùc chàl cation cùa Ni(II) thì phùc aquo va amino là ben v
co càu trùc electron nhu sau :

Phuc chat aquo co màu lue sàng:
NiF;.6H,0 . Ni(N03),.6H,0 , NiC03.6H,0 ....
Phuc chat amoniacat deu co màu xanh dam , tirong dòi de tao thành.
NiCl.+6NH. = [Ni(NH-.),|Ci:
Nhà eó sir tao thành amoniacat ma Ni(()H)j tan duoc khi co màt amoniac v
miiòi a moni
Ni(C)H)> + 6NH, = [Ni(NH,)J(OH),
Ni"'^ co ciw phàn lirig chinh sau:
a- Phàn ùng \ói NaOH
NÌ--+20H = N i ( O H ) : ^ l u c
Cùng giòng nhu sai . Ni"* co the bi oxi hoà bài càc chat oxi hoà manh nhu
Br: . CI: i^o thành Ni^^
2Ni(0H): + Br, + 20H- = INifOH), + 2Br "
b- Phàn l'mg voi NH4OH
NiCl: + NH4OH = NiOHCl + NH4CI
NiOHCl + 5NH,0H + NH.Cl = [Ni(NH j , ] - ^ + 2Cr + 6H,0


e- Phàn urng vai (NHjìS
Trons mòi tnrcmg axit NiS khòng hình thành , nò két tua khi tàc dung va
amonisufua tuong tu Co'".
(NHJ^S + Ni-^ = NiS + 2N'H'"
NiS co 3 dang thù hinh

a. p. y , de' hui dang a chuyén sang dang p

va

chi tan trong nuóc cuòng thuy.
d- Phàn irng vói dimetylglioxim.
OH
I
H,C - C = N
I

+N3--:.\'H=

HC-r=\

O... H - O
t
I
H,C - C = N
N = C - CH,
i
.\i
1
H,C-r=N

+2NH4

N=C-CH.

I

'

^

OH

0-H....U

2.3- Dòc tinh ciìa crom:
Kim Ioai nana co trons niróc thài eàv dòc hai cho con nmrài . dòng \àt, thm
\ài. Tuv thuóc vào tùne kim Ioai nàn^ va hàm luani^ cùa chùm^. Dòi vói crom ne
iiàv ành buòne lón dén con neirói va dòns thuc vài.
Doi vói con nguòi [9]:
Trong nuóc thài crom ó dang Cr^"" va Cr^^ nhtmg Cr'^ thiróng gap hon
Dang nà\' bi anh hiróng bòi mùc dò khù cùa ion kim Ioai trong nuóc va cà càc ho]
chàl hfru ca co linh khù.
Nguón góc cùa nò là do chat thài tu còng nghiep ma va qua trinh dot chà;
càc nhièn lièu hoa thach .
Hiép hói \^'H0 (Worrld Health Organization) tìm thày 17 nguón nuóc ngàn
va mot nguón nuàc bé mal co chùa nóng dò Crom tòng L.OH^ km hon 50mg/] . \'à(
nhùim nàm 1^69 dén nàm 1980 lièn doàn cùu tra the uiói dà de ra chi tièu ch<
nuóc uòng vói tòng nóng dò crom trung bình là lOmg/l dói vói nuóc bé mal v
16mg/l dói vói nuóc ngàm.


Crom co dòc linh khà cao , chi càn mot lugng nhò co thè' gay bénh cho cor
nguòi. Khi nò xàm nhap vào co thè nguòi eó tàc hai lón dói vói càc enzim , nò tha)
the nhóm -SH- trons enzim làm mài hoat tinh cùa enzim.Do vav nò sàv bénh che
nguòi: Gay bénh gan, thàn , dói loan duóng ho hàp.

Xé'u bi nhiém dòc Cr^^'màn tmh co the gay vièm da, loét da.
Xguói hay dòng vài tiép xùc vói Crom qua duóng ho hàp sé hi ung thu.
Dói vói dóng vàt [13]:
Xguói ta khào sàt su song cùa cà chép bang càch ngàm trung cà sau khi thu
linh vào trong nuóc eó chùa Cr'^"" ó nóng dò 3.9 - 9.6 mmol/1 lai pH= 7,8 crom
khòns ành huóns dé'n tv le nò trùns va tv le màc bénh tuv sóniz cùa cà.
XhuriiZ \ói nón^i dò 9.6mmol/l \'à pH=6,3 làm ^iàm tv le n(V trùnu, tànu tv lè
tu \ong.
Xé'u ngàm irùng cà trong nuóc co nóng dò 3,9mmol/l ò pH=7.8 thì làm tàng
su két dinh cua nhùng tè bào tiet ra chat nhà\'. Xuóc co nóng dò 3,9 mmol/1 lai
pH=6.3 tv lè màc bénh luy song cùa cà tàng, mang va vay khò hon. khà nàng chiù
rét kém hon.
Xhu vàv lai pH= ~.S tv le tu \'ono va tv lè màc bénh tuv són^ là khònu dànu
ké so vói lai pH=6.3.
Xgirói la cùng thày crom gà> anh huóng dén qua trình phàt trién thuc vài,
nhu gay bénh vàng là dói vói lùa.
Do crom eó ành huòng xàu dèh mòi truóng va gay tàc hai dén cuòc song
con nguói, dòng. thuc vài. Tò chùc vie the giói WHO dà dua ra qui dinh hàm
lirgng cho phep cùa crom trong nuóc uóng là 0.05mg/l
0 X'ièt nam , Bò khoa hoc còng nghè va mòi truóng cùng dà dua ra mot so
chi ticLi chuàn tanì ihói ve hàm lugng crom trong nuóc nhu sau:
•

ysuóc thai

: O.S - 3mg 1

•

Suac bé mài

: 0.5mii/l

16


Xuóc àn. sinh hoat : 0.05mg/n
2.4.Doc tinh cùa niken [12):
Trong nuóc sinh hoat va nuóc tu nhièn thuàng fi gap niken. nò chi co a mò
so' n^uón nuóc chàv qua càc vùns co chùa quàns niken va eó nhiéu trons niróc thà
mot so nhà mày luyèn kimvà hoà chat eó dùng niken . Trong nuóc niken thuòrnì
tòn lai Xi"' dang phùc xianua.
Xuóc chùa Xi'"" gay ra chiìng ngùa , vièm da ó nhùng nguói nhay càm vó
niken va gay ngò dòc do cacbonyl niken . ành huòng phò bién nhàt do tiép xùc va
niken là "chùne nsùa niken"' chu yéu là nhùns n^uói làm ma niken.
Xgoài ra cùng xày ra hién tugng ngò dòc niken do hit phài bui niken. Dà ce
mot so tài lièti chi ra ràng mot so còng nhan làm trong nhà mày linh luyèn niker
màc phài bénh ung thu phói. hgng va mùi. Xguyèn nhàn chfnh cùa \àn de này vàr
chua giai thich dugc hoàn loàn nhung nguói la cho ràng nò co lièn qtian dén niken.
Xhùng nghién cùu cho biét dòc linh dàc bici cua cacbonyl niken dirói dan^
nho. min làng dgng trong phói ò diéu kién àlm cùa dich phói gay nèn ki'ch ùnt
xuiii: hu\èi \à phù né ò phói.
Do dò neiròi ta cho ràns nsuòns khònu dòc là 10'^ ppm chfnh là nóns dò tò'i
da cùa cachon\ 1 niken trong khòng khi ma ngirói còng nhàn tiép xùc qua 8 gió làrr
viéc ma khòns !^à\' tòn hai sire khoé.
l

GIÓI THIÉU VE KHO.AXG SÉT:{8}
Dal set là mot Ioai quàng dàc biet , dugc con ngirói biét dén va su dun^

trong dói song lù càch day hàng nghìn nàm . Néu dua theo dac tinh de nhàn biét ce
thè dinh nghla khoàng set nhu sau:
"' Dal set là Ioai quàng dang dal min . khi tròn thém nuóc trò nèn déo co tht
tao hìfìh ihco \ muón, de khò vàn giù ngu>cn hình dàng dò, khi nung lèn thì chàc
dàc thành dà".
Xgà> nay nguói la xàc dinh dugc ràng dal set la hon hop chùa nhiéu khoàng
vài trong óó khoàng vàt set là chù yéu (trcn 707^ ) con lai là khoàng vài phi set nhu


thach anh. mica, gippit ..- ngoài ra trong dàt set con eó càc Ioai khoàng vài hiìu ce
là san phàm cùa qua trình phàn huy xàc dòng thuc vat.
Xói chung tàt cà càc khoàng set déu co dang càu tao lù nhùng tàm tu dièn
SiO/' va bàt dièn [AKOH)^]'^' . càc tàm tu dién va bài dién déu co càu tao lóp.
Chinh nhó cà'u tao lóp va kich thuóc cùa càc hat nhò nèn dàt set co linh déo, co
kha nàng tao hình két di'nh. Xgoài ra. dàt set co dac tùih quan trong nùa ma ngày
na\ dang dugc càc nhà klioa hoc nghién cùu \'à su dung là su tha\' thè dich chuyén
càc cation trong càu trùc dàn den khà nàng hàp thu va trao dòi giùa càc cation cùa
khoàng vói càc cation ben ngoài. Ca che cùa qua trình này dugc giài thich nhu sau:
Càc cation Si"^"" ò tàm lù dièn va Al"^ ò tàm bàt dién co thè bi thay thè bòi
càc cation co dièn tich he hon nhu Cr-^"^, Xi""*" .v.v.. làm cho khoàng set tich dièn
àm. Càc cation bù trù dien tfch àm dò eó khà nàng trao dòi vói càc cation nàm
trong nìòi irtróng tiép xùc \'ói klioàng set.

Dira vào càu trùc chù yéu là càch xàp xép giùa càc tàm tu dièn va bàt dièn
ma nguòi la chia chùng thành cac Ioai khàc nhau: caolinit . moniorilonit
3.1. Khoàng set nhóm caolinit:

• 60H
0 4A1
Q

o

I
40+ 20H

•-J

•r ^.

é

.0..
TO----

-=a

O-

.---^Or.
- ^

18


Trén hình cho ta thày mòi lóp caolinit góm 2 là tu dién SÌO4 quay dinh ve
phia 2 là bàt dièn lai nùt mang luói chung thì OH" duoc thay thè bang O*" . \-\ bàn
kfnh cùa O"" bàns IJóA"" rat lón so vói bàn kinh cùa Si"*"" là 0,39 A' nèn mans tinh
thè caolinit góm phàn mang O"" va OH" gói gém chàc dàc con càc cation Si"*"*",
.\1Ì:""..^

-V .. nàm trons vùns chóns cùa mans anion dò

3.2. Khoàng set nhóm montmorilonit:

80
4Si
40+ 20H
4A1

40+20H
4Si

19


Nhóm khoàng này con ggi là khoàng set 2/1 vi mòi lóp cùa khoàng set nà]
góm 2 tàm tu dièn va mot làm bài dièn . Hai tàm tu dièn cùng quay dinh chung và(
làm bàt dièn ò siùa.
Mang luói cùa khoàng này ihuóng eó su thay thè cùa Al'"*" bang Cr-''. ¥c-^ ..
va vi tri cùa .Si"* thay thè bòi Al^"" ... su thay thè này làm loàn mang luói tfch dier
àm . Càc cation Xa"". Ca"" ... bù vào dièn tfch thiéu dò dugc phàn bó giùa càc lóp
Còng thùc gàn dùng là .Ah[(OH).SÌ40io] • nH^O trong dò nH.O là nuóc hàp phu .
Net dàc bièt cùa càu trùc khoàng vat nhóm nà\' là càc lóp càch nhau bòi 1
mal anion O"'. do dóu khòng co lièn két hydro giùa càc lóp làm cho khoàng vài ce
dò phàn tàn cao . Canon bù trù cho su thav thè dóns hình khòns dóns hoà tri dtrox
phàn bó giùa càc lóp, mal khàc càc cation này hi hydrat hoà theo mùc dò khàc
nhau nèn de dàns trao dòi vói càc cation eó trons duns dich tiép xùc vói khoàns
set. Do dò khoàng set này co dàc tfnh tnrong nò manh. Khoàng set monlmorilonil
chùa cation trao dói là Xa"" co lèn là set benKìnil .

4- MOT SO FHLOXG l'HAP XL LV \ À THU HOI CROM, NIKKN TU NlTÓC
THAI CÒXG XGHIÉP.
Thòng thuóng de xù ly va ihu hói crom tu nuàc thài còng nghiep , nguói tei
dùng phirong phàp : hoà hoc. hoà ly. sinh hoà.
Phuong phàp hoà hoc va hoà ly là nhùng phirong phàp dùng de xù ly thu hói
kim Ioai quf hoàc de khù chat dòc . càc chat ành hircrng xàu dói vói giai doan làm
sach sinh hoà sau nàv.
Ca so cùa phuong phàp hoà hoc là phàn ùng hoà hpc , càc qua trình hoà \y
dién ra giùa chat bàn va hoà chat cho thém vào.
Xhùng phan img dièn ra co the là: phàn ùng oxi hoà, khù, phàn ùng tao kél
lùa. phàn tmg phàn huy.
4.1- Phuong phàp trung hoà:|6j
y>uàc ihai san xuàt trong nhicu ITnh \'Uc còng nghiep co chTra axit hoàc
kiém. de ngàn ngùa hicn tuong xàm thuc cua axit, kicm nguói ta dung phircmii

2C


phàp trung hoà. Phuang phàp này nguài ta dùng de làm mot so muói kim Ioai nànj
làn^ xuóns va tàch ra khoi nuóc thai.

Trong truóng hgp lugng axit trong nuóc thài nhiéu thì phài thém kiém hoac

vói. Ngugc lai trong nuóc thài nhiéu kiém thì phài thém axit de tao mòi truóns
truns tfnh, kèm theo mot so chàl két tua tao thành làns xuónsTa co sa dò sic ly crom bang phitong phdp trung hoà nhu sau:

Cròm trone nuac thài
chtia axit .Niken dóng

•T

j . »

Trung lioà Cr"" bang
NaOH;
Ca(OFÌ).;Na,C0,

Khù Cr^'' hhng SO,
NaSO^; FcSO^ mòi'
triTcme H^SOj

Két tua C r " bÀng
BaCl,, BaCO^ mòi
trucmg NaOH

i

Tnine hoà dén két
tua kim Ioai

Chat thài dang rAn

21


Suac thài còng nghiep co chùa crom kèm theo . niken hoàc dóng dugc xù 1)
bàns ba càch làm sau:
Phuong phàp trung hoà Cr^^bàng NaOH, Ca(OH): hoàc Na.CO, tao kél tùi
hydroxit :
Phirong phàp khu Cr "^ bang SO. , NaHSO^ , FeSOa trong mòi truóng axit
sau dò dùng tiép phuong phàp trung hoà trén.

Phuong phàp két tua Cr^"" bang BaCl.. BaCO, trong mòi truóng NaOH. Cuòi
cùng dùng phuong phàp gan loc de tàch rièng chat thài ò dang long va ràn.
Tu bà ihai ràn thu dugc , eó the tàch va thu hói crom ò dang sach bang
phuong phàp hoà ly nhu phirong phàp sàc ky. phuong phàp dién hoà...
4.2- Phuong phap dién hoà :[\5 \
Phirong phàp này ihirc chat là phàn irng oxy hoà khù thuc hicn irèn càc dièr
cuc nhànì phà huy tap chat dòc hai trong nuóc thài. ihu hói càc kim Ioai quf rói diry
\'ào su dung lai trong dà\ chu\èn san xuàt.
Day là mot trong nhùng phuong phàp quan trong nhó co qua trình dièn phàr
càc ion kim Ioai nàng \à anion de phóng dicn trong niróc thài se hi kél tua làng
dgng lai. Phirong phàp này cho phép giani lugng cation kim Ioai , do chùng chuyér
thành trang ihài nguyén tó.
Qua trình dièn phàn phu ihuòc vào dièn thè. Ciróng dò dòng. thói gian, cài
tao dièn cuc va nóns dò duns dich.
*— •

\— •

Kim Ioai dugc tao thành trén bé màt calót theo phàn ùng:

M-^ + ne = \r
Khi dùng phuong phàp này de xù ly nuóc thài ta chù y dén tfnh phùc tap cù^
mòi triróng de giàm nhiìng phàn ùng phu . gay ành hir(':mg dén qua trình oxy hot
khu hoàc càc phan ùng pini này eó the dàu dòc dièn cuc khòng su dung lai duac.
Hièu suàt dién phàn se tàng néu la làng dien tfch bé mal dicn cuc va he se
chu\cn chat siùa chàl lons N'à dièn cuc.


Phuang phàp dièn phàn dùng de xù ly kim Ioai trong nuóc thài vói hàn
lugng lón co g/1 . Hàm lugng kim Ioai sau khi xù ly eó the dal tói mg/1 . \'ì va;

phuang phàp dién phàn dugc su dung róng rài de tàch kim ioai tu oxit hoàc duni
dich muói kim loai . Thòng thuóng phàn huy chat dòc hai va thu hói chat quy hién
là hai nhiém \'u dóng thói . XTió qua trình oxy hoà khù càc chat dòc hai trò ihànl
khòng dòc hai \'à ihu hói dugc chat quf de tài san xuàt.
Dua vào phuong phàp này truóc day nguói la dà dièn phàn dung dich CdSO
,ò dién the 3v . thói gian là 2 gió . pH= 8 de thu hói Cd . Qua nghién cùu dà ch(
thày hiéu suàt thu hói Cd lón nhàt là 789^ dói vói dung dich CdS04 dem dièn phàr
co nóng dò nho nhàt là 9.8. lO'Wl.
Cùng dua vào phuong phàp dién hoà ngirói ta dà dién phàn dung dici
K^Cr.O? 0,06 X de thu hói Cr . Qua nghién cùu càc qua trình khào sàt nhùng yéi
tó anh hU('mg dén hièu suàt cua khà nàng thu hói cho thày: ó dien thè 4\ . T\M
gian dièn phàn la 2 gió . pH dung dich 1,5 va nóng dò Cr ^'^ trong dung dich truóc
dien phàn là 0.0(.>"5 X cho hièu suàt thu hói tòt nhàì.
4.3- Phuong phàp hàp phii
4.3.1- Xguyén ly chung cùa phuong phàp hàp phu: \? |
Phuong phàp hàp phu dugc xù ly róng rài de xù ly nuóc thai còng nghiep v
phuong phàp này rài van nàng. no cho phép xù ly nuóc thài chùa 1 hoàc nhiéu loa
chàl hàn khàc nhau, ké cà khi nóng dò chat bàn trong nuóc thài rat ihàp . Xhu va)
phuong phàp hàp phu con co the dùng de xù ly triéi de nuóc thài sau khi dà xù 1}
bang càc phuong phàp kliàc.
Hién tuong tàng nóng dò chàl tan trén bé mal phàn chia giùa hai pha ggi \i
hién tirong hàp phu . Hàp phu co the dièn ra ò bé mal bién giói giùa hai pha Iòne
va khf . giùa pha long va ràn . Trong còng nghè xu ly nuóc thài khi nói ve phuonc
phàp hàp phu tire là nói ve qua trình hàp phu chat bàn hoà tan ò he màt bién sió
giùa pha long \à pha ràn.


Hàp phu càc chat bàn hoà tan là két qua cùa su di chuyén phàn tu cùa nhùn
chat dò tu nuóc vào bé mat chat ràn (ggi là chat hàp phu) duói tàc dung cùa truón
lue bé mài . tnróng lue bé mai eó hai dang:

•

Hydrat hoà càc phàn tu chat tan tue là tàc dung tuong ho giùa nhùng pha
lù chat bàn hoà tan vói nhùng phàn tu nuóc trong dung dich .

•

Tàc dung tuong ho giùa nhùng phàn lù chat bàn hi hàp phu vói càc nguyé;
lù tr;^n bé mal chat ràn.
Hai tàc dung tuong ho trén day dói khàng nhau . Tàc dung hydrat hoà càn;

manh thì càc chat bàn càng khó hàp phu vào bé mal chat ràn va ngugc lai . Tà
dung hydrat hoà càng manh khi chùa càng nhiéu nhóm hydroxyl trong phàn ti
chat bàn . vi nhóm hvdroxvl co nàns luons hvdrai hoà lón do chùng eó lién kO
hxdro \ói ^àc phàn lù nuóc .
Phàn lù chat bàn co dièn tfch làm cho phàn lù nuóc huóng \'ào bao hoc xuni
quanh . Phan tu chat bàn khi phàn ly thành ion sé hàp phu vào bé màt chat ràn vó
nàng lugng rat nho so vói phàn lù cùa chfnh nhùng chat dò khi khòng hi phàn ly.
Xhùng chat co càu trùc phàn tu vói lièn kél kép tue là licn két cóTT-dién ti
thì sé co li:: hàp phu manh nhàt . Nhu vay néu trong nU('^ thài chùa càc chàl macl
thàng khòng eó nhóm dinh chi'rc de tàng lue hàp phu . hoàc chùa càc chat hùu c(
eó dièn ly manh thì se tón rat nhiéu chat hàp phu. Phuong phàp hàp phu khòng thi
dùng de thu hói càc chat nhu rirgu don chùc, glicol , nhimg sé cho hièu qua cao kh
xù Iv nuóc thài chùa càc keo dièn Iv . vi ion cùa chat này sé cùns vói muói khoàni
trong nuó^ sé tao thành mixen . tue là dàn tói hién tugng khù hydrat mot phàn.
De dành già lue hàp phu nguói ta dùng chi tièu giàm nàng lugng hàp phu ti
do ( A Hip» khi thuc hién hàp phu mot chat trong diéu kién tièu chuàn tue là dun;
dich cuc loàns.
D'àc bièl dàng chù y là khi hàp phu càc axit va kiém hùu c(/ yéu, vi ta d
bici khi co axit manh hoàc kicm manh thì vice phàn ly càc axit yéu hoàc kiém véi

sé khòng dièn ra. Do dò vice hàp phu càc axit yéu sé dién ra rat manh va hoàn toài
khi già tri pH cua nuóc thàp va iirang ùng vói kiém yéu khi pH cao.


Nói chung vói da so càc chat bàn , khi hàp phu eó thè xàc dinh già tri pH to'
uu . Xéu càc Ioai nuóc thài eó già tri pH tói im khàc nhau thì hoàc là phài thu(
hién hàp phu ò nhùng thùng hay thàp hàp phu rièng biét de tao pH tói uu cho tùns
Ioai nuóc thài , hoàc là cho hòn hgp càc Ioai nuóc thài nói tiép qua càc thùng hà{
phu vói diéu kién làn lugt tao khoàng pH tói uu cho tìmg Ioai nuóc thài. Néu khòn^
tao dugc già tri pH lói uu klii hàp phu càc chat bàn hùu ca phàn 1> yéu trong nuó^
thì sé tón hao nhiéu lugng vài liéu hàp phu ma vàn khòng dal dugc hiéu qua mon^
muón . Xhu vày khi xù ly nuóc thài bang phuong phàp hàp phu thì dàu tién se loa:
dugc càc phàn tu cùa càc chat khòng phàn 1\ thành ion rói sau dò mói Ioai dugc
càc chat phàn 1\'.
Khi hàp phu sé kèm theo hién tugng giàm nàng lugng tu do ò dang nhiét toci
ra . Do dò qua trình hàp phu sé dién ra manh néu kip thói hùt nhièt toà ra khòi mòi
truóng , nghTa là néu thuc hién hàp phu ò nhici dò thàp cùa nuóc thài . Ngugc lai.
nèu nhièt dò cua nuóc thai cao sé co the dién ra qua trình khù hàp phu . \'ì vày
thuc té ngirói la dùng nhièt de phiic hói khà nàng hàp phu cùa càc hai ràn là dira
\ào nguycn tàc này.
4.3.2- Qui luàt chung cùa qua trình hàp phu:
Qua trình hàp phu

là qua trình ihuàn nghich. NghTa là

sau khi chat hàn dà bi hàp phu rói, eó the di chuyén ngugc lai lù bé mài chat hàp
phu \ ào dung dich . Hién lugng này ggi là khù hàp phu .
\'ói nhùns diéu kién nhu nhau , toc dò cùa qua trình thuàn nshich tucm^j
ùng t\ le \ói nóng dò chat bàn trong dung dich va trén bé mal chat hàp phu , khi
nóng dò chat bàn trong dung dich dai già tri cao nhàt thì toc dò hàp phu cùng lón

nhàt. Khi nóng dò chat bàn trén bé mài chat hàp phu tàng thì so phàn tu dà hi hàp
phu sé di chu\ èn trò lai duns dich cùns càns nhiéu hcm
Tn)ng 1 don vi thói gian so phàn tu hi hàp phu lù dung dich lén bé mài chat
hàp phu bang so phàn lù di chuycn ngiroc lù bc màt chat hàp phu \ai) dung dich thì
nóng dò chat bàn hoà tan trong dun:^ dich se la mot dai luons khòns dói Non" dò
nà\ soi là nóns dò càn bàns .

25