CN100447093C - 一种印染废水脱色材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印染废水脱色材料的制造方法，其特征是以杭锦2#土为原料，经粗碎至40～80目后，与1.0～2.5mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶2～3，在80～95℃活化1～2h，再经3～6mol/L碱溶液中和至pH值7～8，一次固液分离，造粒大小为3～5mm，90～100℃烘干，再经750℃煅烧2～4h后即得印染废水脱色材料，产出的滤液进行蒸发浓缩可得到副产品Na₂SO₄·10H₂O或(NH₄)₂SO₄。脱色材料对印染废水的脱色率大于94%，具有制造过程简单、成本低廉、无污染物排放等特点。

Description

一种印染废水脱色材料的制造方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种印染废水脱色材料的制造方法，特别是指以一种非金属粘土类矿物——杭棉2#土为原料制造印染废水脱色材料的技术。

背景技术

印染废水是极难处理的工业废水之一，其存在不仅影响纺织印染业的可持续发展，而且在一定程度上对人类的生存环境造成了威胁，解决印染废水的污染问题势在必行，而研究开发新型高效的印染废水脱色材料是解决这一问题的有效途径之一。其中，以粘土类矿物诸如膨润土、坡缕石、海泡石等为原料制造印染废水脱色材料得到了较为广泛的研究。

目前利用膨润土、海泡石等粘土为原料制造的印染废水脱色材料或采用经高温酸活化后充分水洗制得，或采用酸活化并添加有机助凝剂等方法制得；宫世国等在发明专利“新型混凝脱色剂的制备与应用技术”(安徽师范大学，专利公开号CN 1544556A)中提出了一种以粘土与无机酸在常温至105℃进行反应，以其反应后的混浊液作为混凝剂通过调节不同pH值对不同印染废水进行脱色。

上述报道中的脱色材料对印染废水均有一定程度的脱色效果，但由于其生产工艺的特点，一方面使此类脱色材料在生产过程中会面临酸活化水洗后产出大量的酸水处理问题，而且生产过程耗水量大，固液分离困难，生产周期长，导致生产成本增高；另一方面此类脱色材料多为粉末状，在实际脱色过程中难以实现固液分离，且脱色处理过程中产生的淤泥无法与脱色材料进行分离，处理不当反而会造成二次污染，使其失去了实际应用价值。

杭锦2#土是一种国内外罕见的天然非金属复合型粘土新矿物，富含稀土、稀有元素、坡缕石、绿泥石、伊利石等多种矿物成分；杭锦2#土颜色为棕红色，泥浆呈“果冻样”，难以脱水，其自然粒度小，比表面积大；该矿物由陆相湖盆沉积形成，矿床为露天矿，矿层巨厚，层位稳定，开采容易，已探明矿储量为3.4亿吨，远景地质储量10亿吨。技术跟踪及文献资料查新表明，杭锦2#土矿物资源的开发利用研究主要集中在采用酸活化、水洗、热处理工艺制作活性白土，用于轻色度矿物或植物油脱色净化，也有用作含氟、含铅废水的净化处理，例如照日格图等人的“活性白土的生产方法”(内蒙古师范大学，专利公开号CN1623651)；照日格图等人的“食用油脱色剂的生产方法”(内蒙古师范大学，专利公开号CN1502681)；宝迪的“杭锦2#土处理含高氟水的初探”(内蒙古师范大学，《内蒙古石油化工》，2004(30)：1-2)；斯琴高娃等人的“一种新型污水处理剂的制备及其除铅性能研究”(内蒙古师范大学，《内蒙古石油化工》，2004(30)：10-11)。但用杭锦2#土制作高效印染废水颗粒脱色材料尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对一般以粘土类矿物为原料制备印染废水脱色材料生产工艺的缺陷及粉末脱色材料应用过程中存在的问题以及有效开发利用杭锦2#土新型矿物资源，提供一种成本低廉、脱色效果好、生产过程基本无污染、便于实际应用的新型高效印染废水脱色材料的制造技术。

本发明的印染废水脱色材料的制造方法，包括原土粗碎、加热酸活化、碱复合、一次固液分离、造粒、烘干、煅烧、滤液回收副产品的工艺过程。其特征在于以杭锦2#土为原料，经粗碎至40～80目后，与1.0～2.5mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶2～3，在80～95℃活化1～2h，再经3～6mol/L碱溶液中和至pH值7～8，一次固液分离，造粒大小为3～5mm，90～100℃烘干，再经750℃煅烧2～4h后即得印染废水脱色材料。将上述制备过程产出的滤液进行蒸发浓缩可得到副产品Na₂SO₄·10H₂O或(NH₄)₂SO₄。

本发明的印染废水脱色材料与传统的以粘土类矿物为原料制备的印染废水脱色材料相比，具有以下优点：

1，作为原料的杭锦2#粘土矿物，远景地质储量约10亿吨，开采容易，且自然粒度细，粗碎后即可直接使用，大幅度降低了印染废水脱色材料的制造成本，实现了新型矿物资源的合理综合利用。

2，杭锦2#粘土矿物具有比表面积大、吸附和离子交换能力强等特点，特别是富含Fe₂O₃、FeO、MgO、CaO、Al₂Ox、MnO、稀土等多种金属氧化物，确保了经酸碱复合处理后的复合材料在具备一定物理吸附性能的同时，还具备了优异的化学絮凝脱色作用。

3，酸活化后的碱复合处理，使得酸活化后原料中溶下的大量的不同种类的金属离子沉淀后重新回到粘土中，并产生活性，使得脱色材料具备了更加优异的化学综合脱色能力。

4，酸碱复合处理，一次固液分离，有效避免了仅采用酸活化的传统方法生产过程中酸污水的产生及多次洗酸的复杂性。

5，制造过程中产出的废液能有效地回收副产品Na₂SO₄·10H₂O或(NH₄)₂SO₄，有效消除了制造过程中污染的产生。

6，只采用一次性固液分离，大大减少了废水的产生量，且碱复合的pH值控制在近中性，保证了污染物排放的安全性，使材料的制造过程基本无污染、绿色环保。

7，在750℃煅烧2-4h的过程中，利用在酸碱复合过程中产出的超微细金属氢氧化物以及被包裹在沉淀物颗粒间并进入粘土结构中的残留硫酸盐类中间物与粘土发生反应，产生自粘连作用，在保证制备的颗粒脱色材料具备优异脱色性能的同时，还能够产生理想的颗粒强度，该脱色材料在水溶液中浸泡20天不散裂。

8，颗粒脱色材料既解决了印染废水脱色处理后续阶段的固液分离问题，并使得部分染料的回收再利用成为可能。

具体实施方式

实例1：

杭锦2#粘土100kg，粗碎至80目以上，与浓度为1.0mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶3混合，在95℃活化2h，再经5mol/LNaOH中和至pH值约7.5，一次固液分离，造粒成3～5mm的颗粒料，90℃烘干，再经750℃煅烧3h后可得印染废水脱色材料85kg。将产出的滤液进行蒸发浓缩、结晶分离可得到Na₂SO₄·10H₂O副产品约70kg，母液循环使用。该脱色材料颗粒强度及对不同性质单一纯染料和实际印染废水的脱色效果见表1。

实例2：

杭锦2#粘土100kg，粗碎至80目以上，与浓度为1.5mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶2.5混合，在95℃活化2h，再经5mol/LNaOH中和至pH值约7.5，一次固液分离，造粒成3～5mm的颗粒料，90℃烘干，再经750℃煅烧3h后可得印染废水脱色材料90kg。将产出的滤液进行蒸发浓缩、结晶分离可得到Na₂SO₄·10H₂O副产品约80kg，母液循环使用。该脱色材料颗粒强度及对不同性质单一纯染料和实际印染废水的脱色效果见表1。

实例3：

杭锦2#粘土100kg，粗碎至40目以上，与浓度为2.0mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶2.0混合，在90℃活化1.5h，再经5mol/LNaOH中和至pH值约7.5，一次固液分离，造粒成3～5mm的颗粒料，90℃烘干，再经750℃煅烧3h后可得印染废水脱色材料90kg。将产出的滤液进行蒸发浓缩、结晶分离可得到Na₂SO₄·10H₂O副产品约80kg，母液循环使用。该脱色材料颗粒强度及对不同性质单一纯染料和实际印染废水的脱色效果见表1。

实例4：

杭锦2#粘土100kg，粗碎至40目以上，与浓度为2.5mol/L的H₂SO₄采用固液比为1∶2.0混合，在90℃活化1h，再经5mol/LNaOH中和至pH值约7.5，一次固液分离，造粒成3～5mm的颗粒料，90℃烘干，再经750℃煅烧3h后可得印染废水脱色材料92kg。将产出的滤液进行蒸发浓缩、结晶分离可得到Na₂SO₄·10H₂O副产品约85kg。该脱色材料颗粒强度及对不同单一性质纯染料和实际印染废水的脱色效果见表1。

表1脱色材料对不同性质单一纯染料和实际印染废水脱色效果

Claims (4)

1、一种印染废水脱色材料的制造方法，其特征在于它以杭锦2#土为原料，经粗碎至粒径为40～80目，以H₂SO₄为酸活化剂，酸浓度1.0～2.5mol/L，固液比1∶2～3，在80～95℃活化1～2h，采用碱复合来中和酸活化后体系中的残酸，并使酸活化溶出的金属离子重新返同到沉淀物中，所使用的碱溶液浓度为3～6mol/L，碱中和的pH值为7～8，经一次固液分离，造粒，在90～100℃烘干，750℃煅烧2～4h制成颗粒脱色材料。

2、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于采用碱复合时，碱的种类是NaOH、Na₂CO₃、NH₃·H₂O中的任何一种。

3、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于制造过程只需经过一次固液分离，无需洗涤，滤液经蒸发浓缩回收成Na₂SO₄·10H₂O或(NH₄)₂SO₄。

4、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于造粒、烘干、煅烧过程无需任何外加粘结剂，直接制得颗粒脱色材料。