探究碱性介质中六价铬的电化学还原研究

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1、郑州大学硕士学位论文碱性介质中六价铬的电化学还原研究姓名：李玉申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘国际;雒廷亮2003.5.1郑州大学硕士学位论文摘要近年来，由于工业生产的飞速发展，铬已成为一种主要的环境污染物质。铬渣为铬盐生产排出的主要废渣，这些铬渣多为露天堆放，基本上未做处理，由于渣中含有水溶态和酸溶态的六价铬，这些可溶态六价铬会随雨水溶渗流失，严重污染周围环境的土壤、河流及地下水源。一般情况下，雨水淋浙出的含铬液体呈弱碱性，因此，直接在弱碱性介质中采用电解还原Crs'来处理铬渣浸出液，以治理铬渣污染具有实际意义。

2、本文首先对影响电解还原效果的阳极材料、阴极材料、阴阳极面积比和支持电解质加入的种类等因素进行了研究筛选，结果表明:在同样电解还原条件下，实验中阳极采用铅一锑合金，阴极采用铁板，阴阳极面积比取7:1，支持电解质取为硫酸钾时，具有较好的C产还原效果:同时在采用铅一锑合金作阳极的条件下，通过正交实验，对影响直接在碱性介质中电解还原低浓度含铬废水的其他因素进行了研究，即研究了在电化学还原过程中，C产的初始浓度、极板间距、支持电解质的加入量、搅拌情况等因素对还原效果的影响程度，确定出了主要的影响因素。并在此基础上对一些重要的影响因素进行

3、了单因素优化实验，得出了Crs+最佳的电化学还原条件:加入适量的硫酸钾(2.5g-L-'电解液)作支持电解质、采用合适的极板间距(4mm)以及Cr6+初始浓度(-<20mg-L").在此条件下，可以把含铬(VI)20mg-L-，的废水处理到。.5mg-L-，以下，达到国家规定的排放标准;最后还进行了温度对C产的电化学还原反应速率的影响以及反应动力学的研究，结果表明，反应速率随着温度的升高而增大，而且表明在碱性介质中六价铬电还原反应和在酸性介质中一样也是一级反应。另外，对在碱性介质中采用间接电解还原法处理含Cr'*废水进行了研究

4、，在低电压(2V)、小电流的条件下，可以把Cr'*含量50mg-L-，以下的废水处理到Cr'含量成0.5mg-L-'。即通过对影响Cr"间接电解还原的因素进行的试验研究表明:采用合适的极板间距(4mm)、加入适量的硫酸钾(2.5g-L-‘电解液)以及较低的pH值(pH=7-9).对提高Cr'*的还原率比较有利。郑州大学硕士学位论文通过对直接与间接电解两种方法的比较发现，间接电解法比直接电解法还原效率高，但间接电解还原中会出现大量的絮状沉淀。实验中发现，无论是在直接还是间接电解过程中，都存在一定程度的阳极和阴极的腐蚀问题，通过对

5、实验分析发现，在采用铁作阳极时，温度不高于298.15K、电压不高于2.5V,S时一浓度不高于2.5g-L-'，可有效降低电极的腐蚀程度;在采用铁作阴极时，采用较小的电流密度;采用铅一锑合金作阳极时，电解结束后应把电极取出，并用蒸馏水清洗干净，就可以有效避免电极的腐蚀.关键词:六价铬，直接电解，间接电解，还原，碱性介质，含铬废水郑州大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofindustrialproduction,chromehasbecomeamainenvironmentalpoll

6、utantintherecentyears.Chromiumresiduesarethemainwastesinthemanufacturingofchromiumsaltsandmanyofthemarepiledupintheopenairwithoutbeingdealtwithinwhichtherearewater-solubleandacid-solubleCr6+andthesesolublechromecanrunoffwiththerainthenpollutethesoil,riverandundergro

7、undwatersourceoftheenvironmentbadly.Ingeneral,thechrome-includedsolutionwiththerainshowsalkalescent,soitshowssignificantpracticalvaluetoelectrolyzeandreductCr6+inalkalescentmediadirectlytodisposetheextractionofchromiumresiduestodisposalthechromiumwastepollutant.Inth

8、epaper,somefactorsinfluencingtheefectofreductionincludingtheanodicmaterial,thecathodalmaterial,thearearatioofcathodetoanodeandthekindofele