CN103341353B - 一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂及其制备方法和再生方法 - Google Patents

Abstract

一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂及其制备方法和再生方法，属于废水处理技术领域。本发明先用常规酸碱处理新树脂的方法对大孔型阳离子交换树脂进行预处理后，依次进行以下处理：用硝酸铈铵和高铁酸盐溶液进行浸泡，用亚铁盐和盐酸的混合溶液进行浸泡还原，用氢氧化钠溶液进行浸泡后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，并在50℃条件下干燥脱水3小时，即制得负载纳米水合氧化铁和水合氧化铈的吸附剂。本发明的吸附剂可以消除重金属废水中的砷、锑、氟等离子，具有良好的选择性，并且吸附饱和后的负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂还能够再生使用。

Description

一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂及其制备方法和再生方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂及其制备方法和再生方法，属于废水处理技术领域，尤其适用于有色金属采选、冶炼行业排放废水中砷、锑、氟等离子的深度处理。

背景技术

近年来重金属污染事件频发，使有色金属采选、冶炼行业面临着更为严格的废水排放标准要求，传统的石灰沉淀法和硫化物沉淀法处理后达到综合污水排放标准，已经不能够满足新的行业发展需求，吸附法是深度处理重金属废水的传统方法，但是目前已有吸附材料普遍存在重金属选择性差、吸附容量小的缺点，亟待开发具有良好选择性和较大吸附容量的新型吸附剂，用于有色金属采选、冶炼行业废水深度处理中。

发明内容

本发明公开了一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂及其制备方法和再生方法，以解决现有的重金属废水处理技术存在的处理后达不到日益严格的环保要求的问题。为此，本发明提出了如下的技术方案：

一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法，包括：

用常规酸碱处理新树脂的方法对大孔型阳离子交换树脂进行预处理；

将预处理后的树脂依次进行以下处理：

用硝酸铈铵和高铁酸盐溶液进行浸泡，用亚铁盐和盐酸的混合溶液进行浸泡还原，用氢氧化钠溶液进行浸泡后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，并在50℃条件下干燥脱水3小时，即制得负载纳米水合氧化铁和水合氧化铈的吸附剂。

一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂，所述吸附剂通过上述制备方法获得。

上述去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的再生方法，包括：

将吸附饱和后的所述吸附剂采用含2%-3%NaOH的氢氧化钠溶液清洗和浸泡，浸泡时间为0.5-1小时，并用去离子水清洗，然后用去离子水冲洗到所述树脂出水pH值为7-8。

一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明将重金属废水通过负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂吸附的方法进行深度处理，该吸附剂具有良好的选择性，可进一步消除重金属废水中的砷、锑、氟等离子，处理后水中相应的重金属指标可达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类水标准。并且吸附饱和后的负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂还能够再生使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、用常规酸碱处理新树脂的方法对大孔型阳离子交换树脂进行预处理。

具体地，选择大孔型阳离子交换树脂，用常规酸碱处理新树脂的方法处理，再用去离子水冲洗到中性。

步骤2、用硝酸铈铵溶液进行浸泡。

具体地，配制浓度为0.3-0.6mol/L的硝酸铈铵溶液，所述硝酸铈铵溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述硝酸铈铵溶液浸泡树脂3-6小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附硝酸铈离子进入树脂，时间到后，取出树脂，用体积为所述取出树脂体积的2-3倍的去离子水清洗树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

步骤3、用高铁酸盐溶液进行浸泡。

具体地，配制浓度为0.5-1mol/L的高铁酸盐溶液，所述高铁酸盐溶液包括高铁酸钠和/或高铁酸钾溶液，所述高铁酸盐溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述高铁酸盐溶液浸泡树脂4-8小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附高铁酸根进入树脂，时间到后，取出树脂，用体积为所述取出树脂体积的2-3倍的去离子水清洗树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

步骤4、用亚铁盐和盐酸的混合溶液进行浸泡还原。

具体地，配制PH为3-4，浓度为1-2mol/L的亚铁盐和盐酸的混合溶液，所述亚铁盐溶液包括氯化亚铁和/或硫酸亚铁溶液，所述混合溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述亚铁盐和盐酸的混合溶液浸泡树脂4-8小时。

步骤5、用氢氧化钠溶液进行浸泡后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒。

具体地，配制浓度为2-3mol/L的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述氢氧化钠溶液浸泡树脂4-6小时后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，并用去离子水清洗树脂，然后用去离子水冲洗到所述树脂出水pH值为7-8。

步骤6、将上述制备的树脂在50℃条件下干燥脱水3小时，即制得负载纳米水合氧化铁和水合氧化铈的吸附剂。

根据上述实施例提供的去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法得到的吸附剂，主要能够去除废水中的砷、锑和氟。

作为可选的，本发明实施例还提供了上述吸附剂再生方法，包括：

将吸附饱和后的所述吸附剂采用含2%-3%NaOH的氢氧化钠溶液清洗和浸泡，浸泡时间为0.5-1小时，并用去离子水清洗，然后用去离子水冲洗到所述树脂出水pH值为7-8。

上述再生方法使得吸附了大量的砷、锑、氟饱和后的吸附剂能够回收再利用，从而避免了污染环境。

下面通过具体的实施例对本发明提出的方法作详细说明。

（1）选择大孔型阳离子交换树脂D201，用常规酸碱处理新树脂的方法处理，再用去离子水冲洗到中性。

（2）配制浓度为0.5mol/L的硝酸铈铵溶液，用3倍树脂体积的该溶液搅拌浸泡树脂3-6小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附硝酸铈离子进入树脂，时间到后，取出树脂，用2-3倍树脂体积的去离子水清洗树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

（3）配制浓度为1mol/L的高铁酸钠混合溶液，用3倍体积的该溶液搅拌浸泡树脂4-8小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附高铁（VI）酸根进入树脂，时间到后，取出树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

（4）配制浓度为2mol/L的氯化亚铁和盐酸混合溶液（溶液pH3-4），用3倍树脂体积的该溶液搅拌浸泡树脂4-8小时。

（5）用3倍树脂体积的2-3mol/L的NaOH溶液搅拌浸泡树脂，反应时间4-6小时，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成分散性良好的纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，然后用去离子水洗到所述树脂出水pH值为7-8。

（6）将上述制备的树脂在50℃干燥脱水3小时，即制的负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂。

由上述本发明提供的具体实施方式可以看出，本发明将重金属废水通过负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂吸附的方法进行深度处理，该吸附剂具有良好的选择性，可进一步消除重金属废水中的砷、锑、氟等离子，处理后出水中相应的重金属指标可达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类水标准。并且吸附饱和后的负载纳米水合氧化铁、氧化铈的吸附剂还能够再生使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法，包括：

用常规酸碱处理新树脂的方法对大孔型阳离子交换树脂进行预处理；

其特征在于，将预处理后的树脂依次进行以下处理：

用硝酸铈铵和高铁酸盐溶液进行浸泡，用亚铁盐和盐酸的混合溶液进行浸泡还原，用氢氧化钠溶液进行浸泡后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，并在50℃条件下干燥脱水3小时，即制得负载纳米水合氧化铁和水合氧化铈的吸附剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用硝酸铈铵溶液浸泡包括：

配制浓度为0.3-0.6mol/L的硝酸铈铵溶液，所述硝酸铈铵溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述硝酸铈铵溶液浸泡树脂3-6小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附硝酸铈离子进入树脂，时间到后，取出树脂，用体积为所述取出树脂体积的2-3倍的去离子水清洗树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用高铁酸盐溶液浸泡包括：

配制浓度为0.5-1mol/L的高铁酸盐溶液，所述高铁酸盐溶液包括高铁酸钠和/或高铁酸钾溶液，所述高铁酸盐溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述高铁酸盐溶液浸泡树脂4-8小时，以离子交换树脂的静电吸附作用吸附高铁酸根进入树脂，时间到后，取出树脂，用体积为所述取出树脂体积的2-3倍的去离子水清洗树脂，再用去离子水冲洗到所述树脂为中性。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用亚铁盐和盐酸的混合溶液进行浸泡还原包括：

配制pH为3-4，浓度为1-2mol/L的亚铁盐和盐酸的混合溶液，所述亚铁盐溶液包括氯化亚铁和/或硫酸亚铁溶液，所述混合溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述亚铁盐和盐酸的混合溶液浸泡树脂4-8小时。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用氢氧化钠溶液进行浸泡包括：

配制浓度为2-3mol/L的氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的体积为所述预处理后的树脂体积的3倍，用配制的所述氢氧化钠溶液浸泡树脂4-6小时后，在大孔树脂材料内部发生化学反应生成纳米水合氧化铁和水合氧化铈沉淀颗粒，并用去离子水清洗树脂，然后用去离子水冲洗到所述树脂出水pH值为7-8。

6.一种去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂，其特征在于，所述吸附剂为根据权利要求1-5所述的去除废水中砷、锑、氟的纳米吸附剂的制备方法获得的。

7.根据权利要求6所述的吸附剂的再生方法，其特征在于，包括：

将吸附饱和后的所述吸附剂采用含2%-3%NaOH的氢氧化钠溶液清洗和浸泡，浸泡时间为0.5-1小时，并用去离子水清洗，然后用去离子水冲洗到所述树脂出水pH值为7-8。