[發明專利]一種利用工業酸洗廢水和洗滌廢水合成有機水滑石的方法

無效

• 申請號: 201210494229.6
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102989419A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 馬建鋒;高琪;姚超;李定龍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及環境污染控制新材料的開發，尤其涉及一種利用工業酸洗廢水和洗滌廢水合成有機水滑石的方法。

背景技術

由于軋鋼構件暴露在空氣中容易被氧氣氧化，俗稱生銹。進行軋鋼構件的表面加工處理時，需要對構件表面銹化層進行清除。對軋鋼構件表面進行加工處理，可以增強其耐受能力，延長其使用壽命。軋鋼構件表面銹化層的清除主要有物理方法、化學方法和電化學方法等。物理法主要憑借機械力剝離銹層，該方法缺點主要是銹層去除不徹底，除銹過程產生大量的粉塵，目前在鋼鐵除銹領域應用地比較少；化學方法應用的最廣，主要是依靠酸與銹層反應達到除銹的目的，化學法除銹具有速度快、除銹徹底、保證后續鋼鐵表面處理的質量等優點，但是，化學方法處理依舊有不盡人意之處，如酸洗廢液等污染周圍環境。隨著經濟的發展，鋼鐵工業和鋼鐵制造業也不斷的發展，鋼材化學酸洗除銹過程產生的問題日益突出，成為廢水治理中的研究重點之一。

鋼鐵表面由于腐蝕產生的銹層組成成分主要有：Fe₂O₃，FeO，Fe₃O₄，水合鐵銹化合物等。銹層呈疏松、多孔狀態，易滲透，表面積比較大。酸洗過程主要是酸與鐵銹進行化學反應，使銹層脫離鐵基體，在酸洗除銹過程同時發生酸溶解鐵基體的反應。除銹過程發生的反應主要如下：

6H⁺＋Fe₂O₃＝2Fe³⁺＋3H₂O，

2H⁺＋FeO＝Fe²⁺＋H₂O，

8H⁺＋Fe₃O₄＝2Fe³⁺＋Fe²⁺＋4H₂O，

2Fe³⁺＋Fe＝3Fe²⁺，

2H⁺＋Fe＝Fe²⁺＋H₂。

酸洗過程產生的廢水中含油大量的Fe²⁺和?Fe³⁺離子，因此，可以作為資源來使用。

層狀雙羥基復合金屬氧化物（Layered?Double?Hydroxides，簡稱LDH），又稱水滑石，是一類重要的無機功能材料。其獨特的層狀結構及層板元素和層間陰離子的可調變性受到人們的廣泛關注，經離子交換向層間引入新的客體陰離子可使層狀結構和組成產生相應的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結構、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。

水滑石化學結構通式為：[M²⁺_1-xM³⁺x?(OH)₂]^x+?[(A^n-?)_x/n·mH₂O]，其中M²⁺為Mg²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺等二價金屬陰離子；M³⁺為Al³⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co³⁺等三價金屬陰離子；A^n-為陰離子，如CO₃^2-，NO₃^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-，PO₄^3-，C₆H₄(COO)₂^2-等無機和有機離子以及絡合離子，當層間無機陰離子不同，水滑石的層間距不同，同時在水滑石吸附污染物之后，層間距也會增大，以容納更多的污染物。