通過在活性炭上吸附和用硫酸洗脫，從制革廢水中回收鉻。在實驗室規模上對工業來源的廢水進行測試。污水處理的成本都很高，并且不能從該過程生產可銷售的產品。當有種可以去除有害物質并使其回收的技術，就可以降低污染物對環境的影響并且能變廢為寶。當皮革工業中32-34%堿式硫酸鉻是所用試劑之一時，這種情況就有可能成立。

　　吸附是一種可以從制革廢水中除去鉻的過程。即使這樣的去污染只被在實驗室規模到目前為止進行的，用活性炭就能獲得可接受的結果。用于此目的的最有效固體的特征在于它們產生強烈的靜電相互作用。在活性炭中，通過兩種機制描述移除，最廣為人知的包括在酸性位點(羧基，內酯和內酯基團)上的離子交換。另一種是帶負電荷的表面(在芳族結構的離域π電子)和陽離子之間的反應的產物，形成π-d配合物。這種吸附劑用于除去溶解在水性介質中。活性炭上的鉻(VI)的吸附和在較低程度上它的解吸已被最近研究。顯然，其中建立的行為不適用于包含具有符號相反電荷的離子的另一物種。因此，決定使用上述工業廢物來評估鉻在活性炭上的吸收及其通過用硫酸洗脫來回收。

　　活性炭去除鉻

　　皮革在鞣制過程中，蛋白質材料和脂肪分離。制造皮革的最初原料是動物皮，從組織學的角度來看，它的主要成分是膠原蛋白。這種物質由三條三螺旋形狀的不同氨基酸的聚合鏈組成。與水接觸時，它會變性，失去原有的生物特征，并被分成較小的碎片。關于脂肪，一旦干燥，即使通過劇烈的化學處理也很難除去。

　　探索性試驗表明，在上述有機成分存在下，分離產率降低了近3%。這種行為歸因于這樣的事實，即它們的尺寸阻止了鉻進入吸附劑的活性位點。為了提高該技術的效率并避免那些對活性炭的再利用有害的材料，決定以這種化合物的最高消除速率為目標。

　　由于鉻在不超過40-50℃的溫度下與膠原結合，去污在低于這種熱值進行。然后，在20、30和40℃下測定活性炭上的等溫線，液體流出物大部分不含蛋白質物質和脂肪(圖1)。通過先前的實驗，確定懸浮液對于100至180rpm的攪拌速度保持均勻，而所有溶液在60分鐘內達到平衡。在我們的系統中，三條曲線顯示了它們所代表的函數類型的罕見演化。對應于非常低的平衡濃度的區域顯示出鉻吸收的突然增加。在更濃縮的平衡溶液中，這種百分比逐漸降低。

　　圖1：鉻在制革廢水中活性炭上的吸附等溫線。

　　測定在40℃下測試之前通過稀釋清洗的流出物制備的9種溶液和之后的連續等分試樣中的pH，以收集關于發生去除的機制的新證據(圖2)。在沒有校正的情況下報告測量值以補償在每種情況下存在的溶質的非常不同的濃度(離子強度)。與初始值相比，ES i的較高pH值表明，除了鉻之外，還存在顯著的H +保留。這一事實將僅由其吸附的活性炭(π電子)的帶負電荷的表面上進行說明。

　　圖2：初始溶液和平衡溶液的pH用于在40℃下進行的測試。

　　隨著介質中H +含量的降低，羥基在鉻配位球中的插入增加。OH -作為復合離子的配體參與，因此其電荷趨于被中和。從實際的角度來看，該組是兩個鉻(III)陽離子之間的橋梁。該聚合反應的繼續降低了所得物質的溶解度。

　　活性炭中的鉻用硫酸洗脫

　　選擇試劑以評估該方法重復使用鞣劑的功效。測試各種固體(g)/洗脫液(L)比率，并確定111/1是最方便的。較高的值使攪拌變得困難，而較低的值會稀釋解吸的物質。任意選擇接觸時間以使其與吸附時間(60分鐘)匹配，并且在這樣的操作條件下，必須將溫度升高至70℃。盡管這一決定與40°C凈化的提議不一致，但最終采用了這一決定，因為現階段的數量遠低于前一個數量。

　　在劇烈搖動下，將裝有~40mg Cr 3+ /g的活性炭緩慢倒入酸溶液中。測試了不同的H 2 SO 4濃度：0.8/0.9/1.0硫酸鹽含量隨洗脫液的正常性變化很大，而其他離子保持不變。對于≥1.0N，鉻回收率高于98.0%，低于這種酸度，它開始下降。0.9N的收率為96.5%，由此得到的溶液具有下列化學組成：13.23g/L鉻,硫酸42.98克/升,0.16克/升鈉,和0.24克/升氯化物。

　　Cr/SO 4與兩種離子在Cr 2(SO 4)3中的相似。濃度為0.8N或更低對進行解吸無效。與起始流出物相比，可以觀察到NaCl的存在顯著降低，而硫酸鹽的存在幾乎增加了四倍。因此，所述方法適用于從廢水中回收相對純的鉻(III)鹽。當我們的結果與其他金屬的結果進行比較時，我們發現它們是最高的之一。

　　最后，分析了所得的活性炭容量。為此目的，使用與原始材料的物理和化學表征相同的方法評估其表面官能團：0.50meq/g酸性位點(初始=0.51meq/g)和0.05meq/g堿性位點(初始值=2.51meq/g)。前述內容表明固體接觸點僅部分釋放。隨著吸附劑再生，在40℃下進行新的測試。在這些條件下，保留率小于圖1中顯示的保留率的1/3 。

　　實驗結果：

　　1、實施一種程序以除去和回收溶解在制革廢水中的鉻。提出的途徑包括在活性炭上吸附和用硫酸洗脫。

　　2、已經確定，活性炭在20、30和40℃下的鉻吸附等溫線具有取決于平衡濃度的不規則形狀。三條曲線顯示出類似的趨勢，陽離子攝取量的初始增加非�？�。達到最大值后，隨著平衡溶液中鞣劑含量的增加，它們明顯降低。

　　3、硫酸鹽保留率遠低于鉻，在40℃時最大值為10.7mg/g。鈉和氯化物吸附量很小�？傊�，所使用的方法僅對去除鞣劑非常有效。

　　4、發現結合在活性炭上的鉻物質在70℃下用硫酸再溶解。鞣劑的回收率取決于洗脫劑濃度。將其酸度調節至0.9N有利于形成具有最小SO 4和NaCl含量的Cr 2(SO 4)3。

　　5、在鉻(III)解吸后，活性炭不能重復使用，因為其基本位點保持無活性。

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