[發明專利]一種高效六價鉻去除劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810187133.2
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108298609A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 董維紅;朱貴麟;姜偉男;宋俊德;魯景峰;李永強;王巖
• 申請（專利權）人: 吉林大學;遼寧工程勘察設計院
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/62;C02F101/22
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及水處理領域，具體涉及一種高效六價鉻去除劑，原料組成成分按重量由以下比例組成：粒徑1～3mm的海綿鐵，20份；粒徑0.1～0.5mm的硫酸銅，3～12份；粒徑0.3～0.8mm的草酸，1～4份；此外，本發明還提出了上述高效六價鉻去除劑的制備方法。本發明的去除劑具有廉價易得、制作方法簡單、生態安全性好、使用壽命長等優點，將在六價鉻污染的工廠廢水、河流、湖泊、地下水的修復過程中起到重要作用。

技術領域

本發明涉及水處理領域，具體涉及一種高效六價鉻去除劑及其制備方法。

背景技術

鉻是一種重要的戰略性資源，鉻鹽系列產品作為化工-輕工-高級合金材料的基礎原料，應用及其廣泛，涉及國民經濟15％的商品品種。大量鉻的開發利用一方面提高了國民的生活水平，另一方面也造成了大量鉻渣和含鉻廢氣的產生。自1958年開始，中國已積存填埋600多萬噸高毒性鉻渣，且每年新增60萬噸。鉻渣的處理被認為是鉻鹽行業老大難問題，也是世界性環保難題，至今還沒找到一個真正經濟有效的鉻渣處理技術。

鉻渣中主要的有害物質是鉻酸鈣和水溶性六價鉻，在鉻渣堆放場沒有完全符合“無滲漏、無揚散、無流失”的要求的情況下，六價鉻很容易經雨水的淋濾作用進入地下水，進而污染附近含水層。對于人體而言，六價鉻具有刺激性、腐蝕性以及致突變、致畸、致癌的三致效應。我國在“生活飲用水衛生標準”(GB 5749-2006)將飲用水的六價鉻限值定為0.05mg/L；美國EPA在1977年便將六價鉻列入到了“水中優先監測及控制的污染物”；2011年，國際環境健康風險評估機構Blacksmith Institute根據污染物污染范圍的大小和潛在受害人群的數量，對全球毒性污染事件進行了量化評估并排序，研究顯示發展中國家有數百萬人群暴露于鉻污染的環境中。因此，對于六價鉻的治理刻不容緩。

目前對于水中六價鉻的治理主要是通過氧化還原作用使高毒性、高遷移性的六價鉻還原成低毒性、難遷移的三價鉻¹。常常使用納米零價鐵、鐵屑、硫酸亞鐵、硫化物等相對低廉的還原劑作為修復材料，可以直接加入到污染場地的水或土壤中，是一種操作簡單快捷的方法。但是目前流行的納米零價鐵會有在空氣中被氧化、團聚失活等現象，因此研究人員往往把將納米鐵負載在高分子材料上，這往往導致制備過程較為復雜。一些硫化物還原劑也有可能發生二次污染。因此，實際條件對上述材料進行水中六價鉻污染物的去除影響較大。

海綿鐵作為一種人工合成的零價鐵金屬爐料，不光具有優良的氧化還原性能，還具有具有疏松多孔、比表面積大等特點?？梢约葘λ械牧鶅r鉻進行化學還原，又進行物理吸附，是一種理想的處理水中六價鉻材料。吳繼鋒對海綿鐵去除Cr⁶⁺進行了總結，認為在酸性條件下Fe和Fe²⁺可作為電子供體，六價鉻的絡合陰離子作為電子受體發生微電解反應。隨著微電解反應的進行，水中氫離子不斷消耗，溶液pH和OH-濃度逐漸增加，溶液中將產生難溶的氫氧化鐵和氫氧化鉻等絮凝沉淀，從而脫除水中鉻離子。Hamid Reza Zafarani在溫度為27℃，pH為3.7，5.5g海綿鐵在15分鐘時就可以將25mL的10mg/L CrO₃溶液還原80％以上²，可見這是一種優良的六價鉻去除劑。

從國內外研究現狀來看，對于水中六價鉻的修復方法主要有化學沉淀、物理吸附、化學清洗法、微生物修復法、離子交換、膜分離、超濾技術、化學還原法等。