O crómio (VI), também conhecido como crómio hexavalente ou cromato, é um estado de oxidação altamente reativo e tóxico do elemento crómio. É uma das formas de crómio mais perigosas e prejudiciais para o ambiente, uma vez que é altamente tóxico, cancerígeno e solúvel em água. No tratamento de águas industriais e de águas residuais, o crómio (VI) é o foco do controlo de poluentes, uma vez que é utilizado em várias indústrias e a sua libertação para o ambiente está sujeita a regulamentos legais rigorosos.
Índice
Contexto técnico
O crómio (VI) está presente em soluções aquosas sob a forma de iões cromato (CrO₄²-) ou iões dicromato (Cr₂O₇²-), dependendo do valor do pH da água. Estes iões são altamente móveis e fortemente oxidantes, o que aumenta a sua toxicidade. Ao contrário do crómio (III), que é menos tóxico e normalmente precipita como um hidróxido sólido, o crómio (VI) permanece altamente solúvel em ambientes ácidos e neutros e é, portanto, mais difícil de remover.
O crómio (VI) é utilizado em vários processos industriais, incluindo
- Eletrodeposição: O crómio (VI) é utilizado no acabamento de superfícies e na cromagem de metais para criar uma superfície resistente à corrosão.
- Corantes e pigmentos: O crómio (VI) é utilizado na produção de pigmentos e corantes para tonalidades de cor especiais.
- Conservantes de madeira: O crómio (VI) é utilizado em conservantes de madeira para proteger a madeira dos insectos e da podridão.
- Indústria química: É utilizado como agente oxidante na síntese química e na produção de produtos químicos de crómio.
Toxicologia e poluição ambiental
O crómio (VI) é extremamente tóxico para os seres humanos e para o ambiente. Pode entrar no corpo humano por inalação, ingestão ou contacto com a pele e é conhecido por causar cancro, lesões renais, lesões pulmonares e reacções alérgicas. Devido a estes perigos, a utilização e eliminação de águas residuais contendo crómio (VI) está sujeita a regulamentos ambientais rigorosos.
- Mobilidade no ambiente: Os iões de crómio (VI) são altamente solúveis na água e podem facilmente penetrar nas águas subterrâneas, onde põem em risco os recursos de água potável. É também altamente tóxico para os organismos aquáticos nas massas de água.
Tratamento de águas residuais com crómio(VI)
Devido à elevada toxicidade e mobilidade do crómio (VI), é necessário um tratamento exaustivo das águas residuais que contêm crómio (VI) antes de estas poderem ser descarregadas ou reutilizadas. O método mais comum de tratamento do crómio (VI) nas águas residuais industriais é a redução química a crómio (III), que pode depois ser removido por precipitação como hidróxido de crómio.
1. Redução do crómio (VI) a crómio (III)
O tratamento do crómio (VI) começa normalmente com a redução do crómio hexavalente a crómio (III), que é muito menos tóxico e mais fácil de remover. Isto é feito através da adição de agentes redutores, tais como:
- Bissulfito de sódio (NaHSO₃)
- Dióxido de enxofre (SO₂)
- Sulfato de ferro(II) (FeSO₄)
Esta reação reduz o crómio tóxico (VI) a crómio (III), que pode então ser precipitado em etapas subsequentes como hidróxido de crómio insolúvel [Cr(OH)₃]:
2. ajuste do pH e precipitação
Após a redução, o valor do pH das águas residuais deve ser aumentado para uma gama alcalina (pH 8-9), a fim de precipitar o crómio(III) reduzido como hidróxido de crómio [Cr(OH)₃]. Aqui, o crómio(III) dissolvido é convertido numa forma insolúvel através da adição de hidróxido de sódio (NaOH) ou leite de cal (Ca(OH)₂), que pode ser removido por sedimentação ou filtração pode ser separada por sedimentação ou filtração.
3. floculação e sedimentação
Após a precipitação, a lama de crómio formada é agregada por floculação com floculantes (tais como polielectrólitos) para permitir uma sedimentação mais rápida e uma melhor separação sólido-líquido.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para a eliminação de metais pesados, AOX, hidrocarbonetos, cianeto e crómio (com bissulfito de sódio)
4. permuta iónica e carvão ativado
Em alguns casos, especialmente quando são necessárias concentrações muito baixas de crómio, são necessárias etapas adicionais, tais como filtração com carvão ativado ou a utilização de permutadores de iões são utilizados para remover até os últimos vestígios de crómio da água.
Foto: Permutador de iões ALMA ION para a remoção de poluentes específicos como o crómio
Desafios no tratamento do crómio(VI)
Redução eficiente e controlo do pH
O controlo preciso dos processos de redução e do valor do pH é crucial para garantir que o crómio (VI) é completamente reduzido a crómio (III). Uma redução incompleta resulta na permanência de crómio(VI) tóxico nas águas residuais.Formação de lamas
A precipitação química do crómio leva à formação de lamas de crómio, que devem ser regularmente desidratadas e eliminadas de forma adequada. Isto requer um tratamento adicional e implica custos de eliminação.Concentrações residuais
Mesmo após um tratamento completo, pode permanecer na água uma concentração residual de crómio (VI). Nesses casos, devem ser utilizados processos avançados, como a permuta i ónica ou a filtração por membranas, a fim de respeitar os limites legais.
Domínios de aplicação em que o crómio (VI) é utilizado
O crómio (VI) ocorre em vários sectores industriais que exigem medidas específicas para o tratamento de poluentes:
Indústria de galvanoplastia
O crómio (VI) é utilizado em banhos de galvanoplastia para revestir metais e criar superfícies resistentes à corrosão. As águas residuais destes processos contêm frequentemente níveis elevados de crómio(VI), que devem ser tratados antes de serem descarregados ou reciclados.Indústria do couro e têxtil
O crómio (VI) é utilizado no curtimento de couro para preservar e estabilizar o couro. Na indústria têxtil, é utilizado em determinados corantes. As águas residuais aqui produzidas devem ser cuidadosamente testadas quanto ao teor de crómio e tratadas.Indústria química e farmacêutica
O crómio (VI) é utilizado na produção de produtos químicos e como agente oxidante na indústria farmacêutica. O tratamento destas águas residuais é frequentemente complexo, uma vez que podem estar presentes substâncias orgânicas adicionais que influenciam o processo de redução.- Indústria do vidro e da cerâmica
O crómio (VI) é utilizado na coloração do vidro e na produção de cerâmica. Também aqui são produzidas águas residuais que devem ser tratadas antes de serem descarregadas no ambiente.
Vantagens do tratamento com crómio (VI)
Redução eficaz a crómio(III): A redução do crómio (VI) a crómio (III) é um método comprovado para reduzir drasticamente a toxicidade das águas residuais e minimizar a poluição ambiental.
Conformidade legal: Ao tratar integralmente o crómio(VI), as empresas podem garantir o cumprimento de regulamentos legais rigorosos e minimizar os riscos para as pessoas e para o ambiente.
Conclusão
O crómio (VI) representa um risco significativo para o ambiente e para a saúde humana, pelo que deve ser tratado de forma abrangente nas águas residuais industriais. A redução do crómio (VI) a crómio (III), seguida da precipitação e remoção do hidróxido de crómio resultante, é um método comprovado e eficaz para reduzir a contaminação por crómio e cumprir os limites legais. Fábricas como a de precipitação e floculação da ALMA CHEM MCW baseiam-se nestas tecnologias para apoiar as empresas no tratamento seguro e amigo do ambiente do crómio.
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