[發(fā)明專利]處理含氰廢水的二氧化硅/納米二氧化鈦/硅沸石復合材料及其應用

有效

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• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107469767B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張亞莉;宮本奎;楚瑋;李德剛;張仰順;李瀚;程虎
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J29/04;B01J35/10;C02F1/28;C02F1/30;C02F103/16;C02F101/18;C02F101/20
• 代理公司: 淄博啟智達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 37280
• 代理人: 王燕

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含氰廢水的二氧化硅/納米二氧化鈦/硅沸石復合材料及其應用。所述二氧化硅/納米二氧化鈦/硅沸石復合材料，其制備方法包括以下步驟：先將硅沸石與氫氧化鈉溶液混合，加入孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑，合成硅沸石凝膠，反應，過濾，洗滌，干燥，焙燒，得到硅沸石載體；再將硅沸石載體、納米二氧化鈦顆粒混合均勻，壓成薄片，焙燒，硅膠浸泡，烘干，得到二氧化硅/納米二氧化鈦/硅沸石復合材料。本發(fā)明中游離氰及絡(luò)合氰在納米二氧化鈦的催化作用下分解，變成無毒的物質(zhì)，鋅、銅重金屬則被吸附到材料表面，實現(xiàn)了對含氰廢水中氰的有效降解和對重金屬離子的有效吸附。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含氰廢水的二氧化硅/納米二氧化鈦/硅沸石復合材料及其應用。

背景技術(shù)

含氰廢水是電鍍生產(chǎn)中毒性較大的廢水。由于氰根離子具有良好的絡(luò)合性、表面活性、活化性能，電鍍行業(yè)及黃金行業(yè)的氰化浸出工藝等大量采用氰化物，而氰化物、硫氰化物是極毒的物質(zhì)，因此含氰廢水的治理尤為重要。

含氰廢水中通常含有游離氰根離子和與銅、鋅等絡(luò)合的氰根離子。目前，處理含氰廢水的方法很多，酸化法是工廠普遍采用的技術(shù)，它能最大限度回收氰化物，但該方法要求封閉系統(tǒng)，存在氰化氫溢出的危險，運行操作復雜，且一次性處理后的含氰殘液達不到國家排放標準，給二次處理增加了經(jīng)濟和技術(shù)上的難度。另外酸化產(chǎn)生的含銅污泥很難分離，該技術(shù)一次性投資過大，中小企業(yè)難以負擔。

除此之外，處理含氰廢水的方法還有凈化法和再生法兩大類。凈化法是采用有關(guān)的化學藥品破壞含氰廢水中氰根絡(luò)合離子，降低氰含量；再生法是將氰化物回收再利用和有價金屬回收。但由于耗氯量大、腐蝕性強、成本高等問題，凈化法和再生法均未得到工業(yè)化應用。

中國專利CN105854790A公開一種硅藻土/二氧化鈦復合材料治理黃金行業(yè)含氰廢水的方法，該方法包括以下步驟：將鈦酸丁酯與無水乙醇混合，攪拌均勻后加入去離子水，繼續(xù)攪拌至形成淺黃色透明溶膠；將硅藻土加入到淺黃色透明溶膠中，攪拌，靜置，干燥得到干凝膠；將干凝膠焙燒后得到硅藻土/二氧化鈦復合材料；向硅藻土/二氧化鈦復合材料中加入含氰廢水，先振蕩，再進行高壓汞燈照射；過濾后得到濾餅和濾液，分析濾液中氰和銅的濃度并對濾餅進行洗滌。該專利只提到硅藻土/二氧化鈦復合材料可以吸附銅并分解氰，但未涉及對鋅的吸附。

中國專利CN105749857A公開一種治理高鋅、銅氰化廢水的膨潤土復合材料及其應用，該專利的制備方法如下：將鈦酸丁酯、無水乙醇和濃硝酸混合得到混合物A；將六水硝酸鑭溶解于去離子水中，加入濃硝酸，再加入無水乙醇得到混合物B；將混合物B滴加到混合物A中，得到混合物C；滴加完成后，繼續(xù)攪拌得到乳白色液體；向其中加入膨潤土，去離子水，得到混合物D；經(jīng)沉淀，蒸干，磨碎，過篩，焙燒，冷卻至室溫，得到膨潤土復合材料。該專利中銅的吸附量為12.11-15.64mg/g，氰的分解量為22.36-36.4mg/g，鋅的吸附量為18.11-29.51mg/g，膨潤土復合材料對氰的降解和對重金屬的吸附能力較差。

中國專利CN106693955A公開一種雙金屬整體式等離子體催化劑及其制備方法與應用，該專利采用過量浸漬法制備催化劑，具體步驟如下：對載體進行預處理，烘干焙燒；使用水作為溶劑，加入γ-Al₂O₃粉末和活性組分，超聲攪拌；將預處理后的堇青石蜂窩陶瓷放入漿液中超聲，烘干焙燒得到雙金屬整體式等離子體催化劑。該專利先將堇青石蜂窩陶瓷作為載體放于硅膠溶液中浸漬，再將由過渡金屬前驅(qū)體鹽、稀土金屬前驅(qū)體鹽、γ-Al₂O₃粉末制備的前驅(qū)體漿液與預處理后的堇青石蜂窩陶瓷載體制備雙金屬整體式等離子體催化劑。該專利在載體的制備過程中采用硅膠進行浸泡，經(jīng)烘干，180℃焙燒1h，400-600℃焙燒3h后，再與活性組分前驅(qū)體進行負載，使得浸漬在載體上的硅膠造成損失，而且活性組分前驅(qū)體僅僅通過硅膠與載體相連。

目前，在治理含氰廢水時，其復合材料一般采用硅藻土復合材料或膨潤土復合材料，而這些復合材料對銅、鋅以及氰的吸附能力相對較弱。