[發明專利]用鎂鋁水滑石去除不銹鋼酸洗廢水中氟離子的方法

在審

• 申請號: 201710107620.9
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106865677A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張志剛;于雪;石磊;劉棟亮;畢坤;趙哲純
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/34;C02F101/14
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種去除廢水中氟離子的方法，特別是涉及一種用鎂鋁水滑石去除不銹鋼酸洗廢水中氟離子的方法。

背景技術

不銹鋼酸洗廢水是在制造不銹鋼過程中，為去掉其表面因退火形成的氧化皮而使用由硝酸、氫氟酸和硫酸等配成的混酸進行處理，再用清洗水噴淋后產生的廢水^[1]。除含有鉻、鐵等金屬離子外，不銹鋼酸洗廢水中還含有大量的氟離子，其含量明顯高于國標GB8978-1996規定的排放標準，因此必須經除氟處理后才能排放。目前，國內外處理不銹鋼酸洗廢水的主要方法是加堿中和沉淀法，其缺點是出水氟離子濃度不穩定、污泥量大、處理成本高等^[2]。沉淀法產生的污泥最終變成危險固體廢棄物，沒有很好的處理方法。由于硝酸根離子和硫酸根離子不屬于廢水排放標準的控制物質，因此，如果能選擇性地去除酸洗廢水中的氟離子，將顯著降低廢水處理成本和二次污染物的排放量。

鎂鋁水滑石是一種層狀雙金屬氫氧化物(LDH)，被廣泛用作吸附劑和催化劑，其化學組成通式為，把鎂鋁水滑石在450 ~ 550 ^oC的溫度下焙燒，可將其轉化為鎂鋁混合氧化物，它是一種層狀雙金屬氧化物(LDO)，具有較大的比表面積和孔體積。LDO在適當的條件可以恢復為原來的層狀雙金屬氫氧化物，這被稱作結構“記憶效應”^[3]。如果用LDO作為水處理劑，那么它的這種“記憶效應”可使其在水處理過程中實現吸附和再生的循環。

鎂鋁水滑石焙燒后形成的鎂鋁混合氧化物對水溶液中常見陰離子的吸附能力不同，吸附能力按照從強到弱的順序為^[4]，因此，鎂鋁水滑石可對含多種陰離子的廢水進行選擇性吸附處理。

參考文獻

[1] A Agrawal, KK Sahu. An overview of the recovery of acid from spent acidic solutions from steel and electroplating industries, Journal of Hazardous Materials, 2009, 171: 61-75.

[2] 高亮. 不銹鋼酸洗廢水處理中的污泥減排技術, 中國給水排水, 2009, 25(10): 83-86.

[3] 李春艷, 蔣云福, 趙俊, 等. CoFe₂O₄/MgAl-LDO 吸附水中的Cr(VI), 環境工程學報, 2016, 10(2): 604-610.

[4] LM Parker, NB Milestone, RH Newman. The Use of Hydrotalcite as an Anion Absorbent, Industrial and Engineering Chemistry Research, 1995, 34: 1196-1202。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用鎂鋁水滑石去除不銹鋼酸洗廢水中氟離子的方法，本發明將干燥后的水滑石在550 ^oC下焙燒2 ~ 4小時，得到具有層狀結構的混合氧化物，以Mg-Al-O表示。將氟離子從大量的不能直接排放的酸洗廢水中分離出來并濃縮和將水滑石吸附劑再生兩個步驟。特別適合于對所排放廢水中硫酸根和硝酸根含量不限制的情況，并且能減少危險固體廢棄物的排放量。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

用鎂鋁水滑石去除不銹鋼酸洗廢水中氟離子的方法，所述方法包括以下過程：取Mg-Al-O放入同時含有硝酸根、硫酸根和氫氟酸根的不銹鋼酸洗廢水中，廢水的pH值為2 ~ 6，不銹鋼酸洗廢水中硝酸根、硫酸根和氫氟酸根的含量在下述范圍：F^-，0.01 ~ 1.5 g/L；NO₃^-，0.2 ~ 10 g/L；，0.2 ~ 5 g/L；在水溫為30 ~ 50 ^oC的條件下攪拌1 ~ 2小時，將固液混合物減壓過濾，測定濾液中氟離子含量；將濾餅放入碳酸鈉溶液中攪拌2小時，氟離子被碳酸根離子置換到溶液中，減壓過濾，將濾餅干燥后焙燒，重新得到Mg-Al-O，循環使用，繼續處理不銹鋼酸洗廢水；Mg-Al-O每使用一次會有少量損失，因此在下一次使用時需補加與之相同量的新制備的Mg-Al-O；將用于Mg-Al-O再生的碳酸鈉溶液收集起來，統一存放。