O crómio (III), também conhecido como ião crómio III ou trióxido de crómio, é um dos estados de oxidação mais comuns do crómio (juntamente com o crómio (VI)) e desempenha um papel importante no tratamento de águas industriais e de águas residuais. O crómio (III) é o catião trivalente Cr³⁺ e é química e toxicologicamente muito diferente do crómio (VI), que é considerado altamente tóxico e prejudicial para o ambiente. Em muitos processos industriais, é necessário remover os compostos de crómio(III) ou tratá-los de uma forma amiga do ambiente, uma vez que podem ocorrer em várias águas residuais, particularmente no processamento de metais e na galvanoplastia.
Índice
Contexto técnico
O crómio (III) é produzido em processos industriais através da utilização de compostos de crómio no tratamento de superfícies, cromagem e na indústria do couro. É também utilizado como agente anti-corrosão e em corantes. Embora o crómio (III) seja menos tóxico do que o crómio (VI), continua a ter de ser controlado nas águas residuais, uma vez que pode prejudicar o ambiente em concentrações elevadas e pôr em perigo determinados organismos aquáticos.
O crómio (III) tem uma forte afinidade pelos iões hidróxido (OH-) e tende a precipitar como hidróxido de crómio [Cr(OH)₃] em condições neutras a alcalinas. Esta propriedade é utilizada no tratamento de águas residuais industriais para remover o crómio por precipitação química.
Aplicação no tratamento de água e de águas residuais
No tratamento de águas residuais industriais, o crómio (III) é frequentemente tratado juntamente com outros metais pesados. A principal estratégia para remover o crómio (III) é precipitá-lo como hidróxido insolúvel ou em complexos. Os passos típicos para o tratamento de águas residuais contendo crómio(III) incluem
1. controlo do pH e precipitação
Ao aumentar o valor do pH através da adição de soluções alcalinas (como o hidróxido de sódio NaOH), o crómio (III) é precipitado como hidróxido de crómio [Cr(OH)₃]. Este processo funciona otimamente a um valor de pH de cerca de 8 a 9, uma vez que o crómio (III) tem uma baixa solubilidade nestas condições. O hidróxido de crómio formado assenta como um sólido e pode então ser separado por sedimentação ou filtração removido por sedimentação ou filtração.
A reação é a seguinte
O ião crómio (III) dissolvido reage com iões hidróxido e forma um sólido pouco solúvel, que se deposita.
2. floculação e sedimentação
A precipitação é geralmente seguida pela adição de floculantes, que ajudam a agregar os produtos de precipitação formados em flocos maiores que são mais fáceis de remover por sedimentação ou filtração. filtração removidos por sedimentação ou filtração.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para a eliminação de metais pesados, AOX, hidrocarbonetos, cianeto e crómio (com bissulfito de sódio)
3. oxidação em crómio(VI) e redução
Em alguns processos, o crómio (III) pode ser oxidado por processos químicos ou biológicos em crómio (VI), que tem uma mobilidade e toxicidade muito maiores. Nestes casos, o crómio(VI) deve ser convertido novamente na forma menos perigosa de crómio(III) através de agentes redutores, como o bissulfito de sódio ou o dióxido de enxofre, antes de ser precipitado.
4. Processo de permuta iónica
Em casos especiais, quando é necessário um desempenho de limpeza particularmente elevado, o crómio (III) é removido utilizando processos de permuta iónica. Neste processo, os iões de crómio são ligados a uma resina de permuta iónica e depois regenerados. Este processo é frequentemente utilizado em processos de tratamento de superfícies ou em eletrólise.
Foto: Permutador de iões ALMA ION para a remoção de poluentes específicos como o crómio
Desafios no tratamento do crómio(III)
Sensibilidade ao pH
A precipitação do crómio (III) é fortemente dependente do pH. Se os valores de pH forem demasiado baixos, o crómio permanece na forma dissolvida e não pode ser precipitado. Se os valores de pH forem demasiado elevados, podem ocorrer reacções secundárias indesejáveis que dificultam o tratamento.Formação de complexos estáveis
Nas águas residuais que contêm compostos orgânicos, o crómio (III) pode formar complexos estáveis com essas substâncias orgânicas, o que dificulta a sua precipitação e remoção. Para isolar e remover o crómio, é necessário efetuar etapas adicionais, como a oxidação ou a utilização de agentes quelantes.Possível re-oxidação em crómio(VI)
Na presença de agentes oxidantes ou em determinadas condições ambientais, o crómio(III), menos tóxico, pode ser oxidado em crómio(VI), o que conduz a um problema ambiental consideravelmente maior. Por conseguinte, é importante conceber os processos de tratamento de forma a evitar este fenómeno.
Utilização do crómio (III) na indústria
As águas residuais que contêm crómio (III) são produzidas principalmente em indústrias como:
Eletrodeposição e acabamento de metais
O crómio (III) é utilizado na eletrodeposição para a cromagem de superfícies. Estes processos geram águas residuais com elevadas concentrações de crómio, que devem ser tratadas antes de serem descarregadas no sistema de águas residuais.Indústria do couro
No curtimento do couro, o crómio (III) é utilizado como agente de curtimento para estabilizar e preservar as fibras do couro. As águas residuais desta indústria contêm frequentemente níveis elevados de crómio(III), que devem ser recuperados ou removidos por precipitação.Indústria das cores
O crómio (III) é também utilizado na produção de pigmentos e corantes. Estas águas residuais também podem conter elevadas concentrações de crómio, que devem ser tratadas de forma ecológica.Produção de cerâmica e vidro
O crómio (III) é utilizado como corante na produção de cerâmica e vidro. Também aqui são produzidas águas residuais contendo crómio, que devem ser tratadas por precipitação química e filtração.
Vantagens do tratamento com crómio (III)
Remoção eficiente por precipitação: O crómio (III) pode ser removido das águas residuais com relativa facilidade por precipitação química como hidróxido, o que conduz a uma redução efectiva da concentração de crómio.
Menor toxicidade em comparação com o crómio(VI): Ao contrário do crómio(VI), o crómio(III) é menos tóxico e pode ser tratado e eliminado em segurança nas condições corretas.
Conclusão
O crómio (III) é uma forma comum de crómio utilizada em vários processos industriais. Embora seja menos tóxico do que o crómio(VI), continua a ser necessário removê-lo das águas residuais de forma controlada para minimizar o impacto ambiental. A precipitação como hidróxido é um método comprovado e eficaz para remover o crómio (III) das águas residuais. As instalações industriais, tais como as instalações químico-físicas da ALMAWATECH, utilizam este e outros processos para o tratamento seguro e ecológico das águas residuais contendo crómio (III), a fim de respeitar os limites legais e proteger a qualidade da água.
