[發(fā)明專利]一種含硫酸根電鍍廢水的凝膠化處理及所得凝膠制備泡沫微晶玻璃的方法及產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910878366.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110540364B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉世權(quán);李云豪;張維娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C11/00
• 分類號(hào): C03C11/00;C03C10/00;C03C6/00;C03C1/02;C03B1/00;C03B19/08;C01F11/46;C02F1/58;C02F103/16;C02F101/10
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 趙鳳

本發(fā)明公開(kāi)了一種含硫酸根電鍍廢水的凝膠化處理及所得凝膠制備泡沫微晶玻璃的方法及產(chǎn)品。該方法先向含硫酸根的電鍍廢水加入硝酸鋇除去硫，再分別加入氧化鈣和水玻璃，使廢水全部凝膠化。廢水中硫酸根轉(zhuǎn)化為可回收的硫酸鋇，所得的凝膠經(jīng)干燥、研磨后直接制備泡沫微晶玻璃。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是廢水全部凝膠化，廢水處理過(guò)程不產(chǎn)生新的污水排放，產(chǎn)生的凝膠可以完全再利用，無(wú)二次污染。凝膠主體為無(wú)定型相，含水率高，泡沫微晶玻璃制備過(guò)程發(fā)泡溫度低，無(wú)需添加發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑，發(fā)泡微晶玻璃制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，性能好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電鍍廢水的凝膠化處理方法及所得凝膠制備發(fā)泡材料的方法及產(chǎn)品。

背景技術(shù)

工業(yè)廢水中的電鍍廢水成為污染土壤和水系的主要因素之一。電鍍廢水含有大量的重金屬離子( 銅、鋅、鉻、鎳、鉛、鎘等) 、有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物等有害物質(zhì)，通過(guò)食物鏈的作用，并最終在生物體內(nèi)積累，破壞生物體正常生理代謝活動(dòng)，對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生重大影響。

目前電鍍廢水處理方法有電解法、沉淀法、吸附法、膜分離法等。其中電解法、膜分離法成本較高，難以推廣應(yīng)用。最常用的是沉淀法和吸附法連用，但廢水處理后產(chǎn)生大量固體廢棄物，產(chǎn)生二次污染，且處理的廢水通常仍含有少量有毒金屬離子，需要再處理才能使用或排放到自然環(huán)境中。

泡沫玻璃具有氣孔率高、表觀密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、隔熱性能好和耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)，可用于石油化工、冷庫(kù)、建筑物的內(nèi)外墻面保溫隔熱材料等領(lǐng)域。其制備通常采用廢玻璃原料，炭黑或碳酸鈣等為發(fā)泡劑，經(jīng)高溫發(fā)泡而成，玻璃發(fā)泡過(guò)程可伴有微晶相生成，形成泡沫微晶玻璃。發(fā)泡過(guò)程大致可分為預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡、穩(wěn)泡、退火幾個(gè)階段。傳統(tǒng)發(fā)泡玻璃所用的原料（玻璃粉）成本高、發(fā)泡溫度高、時(shí)間長(zhǎng)，因此價(jià)格較高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱，難以大量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決以上技術(shù)的不足，提供了一種凝膠化處理電鍍廢水的方法，通過(guò)特定的廢水處理過(guò)程和合理地添加外加劑，廢水全部凝膠化，將廢水中所有物質(zhì)固定于凝膠中；所得凝膠主體為玻璃相，同時(shí)含有玻璃的助熔成份硝酸鈉，使其在低溫下能容易地玻璃化，并具有進(jìn)一步發(fā)泡、穩(wěn)泡所需的合適粘度及張力；依靠凝膠中固化的水，使凝膠在低溫下直接發(fā)泡成為高氣孔率、低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)的泡沫微晶玻璃。

本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的：

首先向電鍍廢水首先加入硝酸鋇，以除去其中的硫酸根離子，并回收硫酸鋇。去除硫酸根的電鍍廢水為整個(gè)反應(yīng)體系提供酸性環(huán)境，以氧化鈣調(diào)節(jié)體系pH值，以促進(jìn)水玻璃發(fā)生溶膠凝膠反應(yīng)，經(jīng)老化、烘干步驟后，得到仍含有大量結(jié)合水或羥基的凝膠材料。

本發(fā)明方法具體操作步驟如下：

(1)將硝酸鋇加入電鍍廢水中，攪拌反應(yīng)，以除去廢水中的硫酸根；

(2)過(guò)濾得初步處理的廢水；濾渣經(jīng)干燥回收硫酸鋇；

(3)將氧化鈣加入初步處理的廢水中，并攪拌均勻；

(4)向步驟（3）所得混合溶液中加入水玻璃，并攪拌均勻；

(5)靜置至（4）中混合溶液全部凝膠化，形成濕凝膠；

(6)濕凝膠老化，烘干，得到干凝膠。

上述步驟 (1)中硝酸鋇的加入量應(yīng)以廢水中加入硝酸鋇后攪拌反應(yīng)不再產(chǎn)生混濁現(xiàn)象為止。以電鍍銅廢水為例，其中ICP測(cè)得的硫含量為3583.9mg/L，每升廢水中硝酸鋇添加量為52g；攪拌時(shí)間為0.5h。

上述步驟（3）中氧化鈣的加入量為每升廢水中加20 g。

上述步驟（4）中的水玻璃為市售商品，其模數(shù)為3.3；廢水∶水玻璃體積比為3:2。

上述步驟 (3)和(4)中的攪拌時(shí)間以添加物均勻分布即可，時(shí)間均很短，如實(shí)驗(yàn)中實(shí)際分別為10s和 30s。