CN106186149A - 萃取剂及采用该萃取剂处理羟基喹啉生产中废水的方法 - Google Patents

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张玉章
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Abstract

本发明提供了一种萃取剂,主要由以下原料制得:以质量份数计,三辛胺10‑20份,正辛醇30‑50份,磺化煤油20‑50份。该萃取剂对羟基喹啉生产中废水的处理方法,主要包括如下步骤:(A)将羟基喹啉生产中的废水pH调至0.85‑0.95之间,添加萃取剂后搅拌,得到水层与萃取层;(B)将水层调整pH至6‑9之间,检测水层COD控制在80mg/L以下,即可。本发明实施例的萃取剂组配简单,针对羟基喹啉生产中所产生废水中的有害物质,尤其是有机物具有很好的去除作用,并且该萃取剂具有很强的针对性,专门针对羟基喹啉生产工艺中所产生的废水进行处理,并且采用该萃取剂可大大简化操作步骤,处理效果好。

Description

萃取剂及采用该萃取剂处理羟基喹啉生产中废水的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及废水处理领域,具体而言,涉及一种萃取剂及采用该萃取剂处理羟基 喹啉生产中废水的方法。
背景技术
[0002] 8-羟基喹啉为白色或淡黄色结晶或结晶性粉末,不溶于水和乙醚,溶于乙醇、丙 酮、氯仿、苯或稀酸,能升华,腐蚀性较小,低毒,广泛用于金属的测定和分离,还有制染料和 药物的中间体,另外还可以作为杀菌剂之用,用途非常广泛,鉴于其应用的广泛性,因此其 生产量也比较大,现如今主要合成方法是由邻氨基苯酚、邻硝极苯酚、甘油和浓硫酸经 Skaup反应而得,由于生产量比较大,合成工艺中会产生大量的废水废液,这些产生的废水 废液pH-般在6-8之间,C0D在1万mg/L左右,有机物含量比较高,是一种典型的含有难降解 的有机化合物的工业废水,如果后续不加以很好的处理,会对环境以及人类有很大的危害, 污染环境。
[0003] 现有技术中,针对该类废液的处理方法主要依靠吸附法、混凝法、萃取法、光催化 氧化法、催化湿式氧化法、Fenton及类Fenton氧化法、电化学法以及各种综合处理工艺,但 是这些处理工艺操作比较复杂,大多数处理工艺处理后的废水并不达标,还需要进行进一 步的深化处理后才能达到排放标准,这样一来无形之中增加了操作成本,延长了操作周期, 配套的人力、物力成本也随之上升,因此寻找一种能够简化操作,处理效果好的废水处理药 剂及处理方法是现如今亟待解决的技术问题。
[0004] 有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
[0005] 本发明的第一目的在于提供一种专用于处理羟基喹啉生产所产生的废水的萃取 剂,该萃取剂组配简单,主要原料只有区区三种,但是针对羟基喹啉生产中所产生废水中的 有害物质,尤其是有机物具有很好的去除作用,并且该萃取剂具有很强的针对性,专门针对 羟基喹啉生产工艺中所产生的废水进行处理,并且采用该萃取剂可大大简化操作步骤,处 理效果好。
[0006] 本发明的第二目的在于提供采用上述萃取剂处理羟基喹啉生产中所产生废水的 方法,该废水处理方法具有操作简单,操作条件温和,处理效果好,处理后的废水完全可以 达标排放,充分绿色环保,而且具有方法简单易于操作,前后步骤衔接紧密,值得广泛推广 应用。
[0007] 为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0008] 本发明实施例提供了一种萃取剂,主要由以下原料制得:以质量份数计,三辛胺 10-20份,正辛醇30-50份,磺化煤油20-50份。
[0009] 现有技术中针对羟基喹啉生产中所产生的废水主要采用的为吸附法、混凝法、萃 取法、光催化氧化法、催化湿式氧化法、Fenton及类Fenton氧化法、电化学法等处理工艺,但 是这些处理工艺均各有利弊,处理效果不佳,处理后的废水COD指标比较高,需要后续深度 处理工艺配合才能实现真正的零污染排放,当然羟基喹啉生产中所产生的废水本身含有的 物质成分比较复杂,有机物含量比较高,处理难度本身就比较大,因此寻找一种专门这种废 水处理效果好的药剂是本领域中亟待解决的技术问题。
[0010]为了解决现有技术中上述出现的技术问题,本发明提供了一种专门用于处理羟基 喹啉生产中所产生的废水的萃取剂,配方虽然简单但是处理效果甚好,通过采用本发明特 定配方的萃取剂,可以实现处理后的废水的C0D在80mg/L以下,能有效的降低废液中的有机 物含量,从而达到废液环保处理的目的,不用后续配合其他处理工艺,完全可以达标排放, 甚至能够远远超过国家标准,省去了后处理的负担,降低处理成本。 本发明的萃取剂中,主要由三辛胺、正辛醇、磺化煤油这三种原料配合制得,其中 三辛胺本身为淡黄色透明油状液体,有刺激性臭味,呈碱性,不溶于水,微溶于甲醇,溶于乙 醇和乙醚,在工业上经常用于作为贵金属萃取剂,在冶金工业中,用来萃取分离钴、镍、锕系 和镧系元素,还可用作表面活性剂。
[0012] 正辛醇为一种有机物,具有强烈的芳香气味,不与水混溶,但与乙醇、乙醚、氯仿混 溶。用于制香精、化妆品,并用作溶剂、防沫剂、增塑剂、防冻剂、润滑油添加剂等,在工业上 主要用于生产增塑剂、萃取剂、稳定剂,用作溶剂和香料的中间体。
[0013] 磺化煤油是指普通煤油采用浓硫酸洗涤后的产物,目的是去除其中的含有不饱和 键的烷烃,一般用浓硫酸洗涤后再用水洗,饱和碳酸氢钠洗,无水硫酸钠干燥即可,可以用 来作为稀土金属元素萃取剂,用来清洗精密金属制品,还可作为冷却清洗剂用于电火花切 割用。
[0014] 虽然这三种原料均可用来做作为萃取剂,但是将这三种原料进行互配作为专门用 于处理羟基喹啉生产中所产生的废水的萃取剂,本发明尚属首创,本发明通过针对羟基喹 啉生产中所产生的废水的特殊性质,将三种原料调节为最适宜的比例,使得经过采用本发 明的萃取剂处理后的废水完全可以达标排放,弥补了现有技术中的各种技术缺陷。
[0015] 本发明萃取剂的三种原料的较优配比为,三辛胺12-18份,正辛醇32-48份,磺化煤 油30-40份。
[0016]更优的,三辛胺15份,正辛醇40份,磺化煤油35份。
[0017] 另外,三辛胺还可以为11份、13份、16份、17份、19份等,正辛醇还可以为31份、33 份、34份、35份、36份、37份、41份、43份、45份等,磺化煤油的质量份数还可以为21份、22份、 23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、31份、32份、33份、35份、40份、41份、42份等。
[0018]值得注意的在于,本发明的萃取剂中的各个原料组分均是发明人在众多现有制作 萃取剂的原料中针对废水的具体性质进行精挑细选得到的,每一个组分对于本发明的萃取 剂产品而言是特定的,用量也需要严格按照本发明的方案进行配料,因为只有以本发明的 特定组分组合制成的萃取剂才具有良好的处理效果,并且经过本发明的萃取剂萃取后的废 液,C0D能够显著下降,并且萃取剂多次使用后,萃取剂的处理能力依然很稳定,并没有减弱 的趋势,完全可以实现重复利用,充分降低了处理成本,现有技术中的萃取剂一般配比不合 理,成分复杂,萃取效果不好,本发明的萃取剂的成功研制弥补了相关技术空白,使得萃取 剂制作领域提升了一个新的技术高度。在原料用量上,每个用量均是发明人经过大量的创 造性劳动优化出的,因此最好控制在合适的添加量范围内,如果其中某一种原料超出添加 范围,可能会增加废水的处理负担,还浪费原料,因此加量既不能太大也不能太小,可见各 个原料均有较优的添加范围,不能加量太大也不能太小。
[0019] 本发明实施例除了提供了一种萃取剂的原料配方,还提供了该萃取剂针对羟基喹 啉生产中废水的处理方法,具体包括如下步骤:
[0020] (A)将羟基喹啉生产中的废水pH调至0.85-0.95之间,添加所述萃取剂后搅拌,得 到水层与萃取层;
[0021] (B)将水层调整pH至6-9之间,检测水层C0D控制在80mg/L以下,即可。
[0022]当然,上述废水处理方法只是一种较优的处理方法,并不代表没有其他的废水处 理方法,只要采用本发明的萃取剂处理羟基喹啉产生废水的方法均在本发明的保护范围 内。本发明实施例的废水处理方法操作简单,操作条件温和,处理效果好,处理后的废水完 全可以达标排放,充分绿色环保,而且具有方法简单易于操作,前后步骤衔接紧密,值得广 泛推广应用。
[0023] 其中(A)步骤中,先将废水的pH调至0.85-0.95之间,实际操作时一般采用硫酸进 行调节pH,调节pH后即可添加本发明的萃取剂进行搅拌萃取,添加萃取剂后搅拌的速率控 制在50-100rad/min之间,搅拌温度控制在20-30°C之间,还有添加的萃取剂与废水的质量 比最好控制在(1-2): 5之间,质量比还可以为1.2:5、1.3:5、1.4:5、1.5:5、1.8:5等。通过适 宜的搅拌速率、搅拌温度、萃取剂与废水的质量比等指标参数的控制,能够显著提高萃取剂 的萃取效果,尤其添加萃取剂的量是发明人通过多次实验验证后优化出的用量,既能保证 萃取效果又能充分节省萃取剂的用量。
[0024] 步骤(B)中,将水层先调整pH值后,调整后对水层的C0D进行检测,检测水层的C0D 控制在80mg/L以下,即可满足排放标准,当然采用本发明的工艺处理后水层的COD均可控制 在此范围之内,这个标准远远超过国家标准,说明本发明的处理工艺尤其是所选用的萃取 剂具有很好的处理效果。
[0025]当然,调节完pH后,最好还包括脱色的步骤:在水层中添加活性炭搅拌后,水层为 透明色。添加活性炭的质量最好为水层质量的l_2wt%,为了进一步提高脱色的效果,添加 活性炭后搅拌的时间控制在20_30min之间,搅拌温度控制在20-30°C之间,控制在适宜的操 作条件下可以提高脱色效率。
[0026]最后,脱色后的活性炭后处理的方式一般经过抽滤与水分离后,送入燃烧锅炉中 进行焚烧处理,这种处理方式既节能又环保。
[0027] 为了实现萃取剂的重复利用,萃取剂与废水混合搅拌后,得到水层与萃取层,水层 后续做进一步的净化处理,萃取层则经过一系列的处理以回收其中的萃取剂进行回收利 用,萃取剂回收的步骤包括:将萃取层与碱液进行混合搅拌得到反萃层与水层,将反萃层中 的萃取剂回收加以重复利用。
[0028] 预先先在萃取层中添加碱液以去除其中的酸性物质,使得反萃层中大部分存在的 物质为萃取剂,此时萃取剂可以直接回收利用,并且萃取效果依然稳定,不会降低。
[0029] 进一步的,为了提高反萃效果,将萃取层与碱液进行混合搅拌的温度最好控制在 40-60°C之间,搅拌时间控制在20-30min之间,另外添加的碱液浓度控制最好在10-20wt% 之间,还有碱液与萃取层的质量比最好控制在(1-2):5之间,质量比还可以为1.2:5、1.3: 5、 1.4:5、1.5:5、1.8:5等。通过以上这些操控参数的控制可以使得萃取剂最大限度的回收,并 且能保证萃取剂的纯度以及使用的稳定性。
[0030] 可见,本发明的整个废水的处理方法操作步骤非常简单,整个处理工艺所涉及到 的各个操作参数均是根据本发明的萃取剂所特定的,该工艺也只是适用于采用本发明的萃 取剂时操作,其他萃取剂并不适用。还有处理工艺中所涉及到的试剂均可通过市售购买得 到,比如碱液可以是氢氧化钠溶液、也可以是氢氧化钾溶液,只要是碱配制成的水溶液均在 本发明的保护范围内。
[0031] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0032] (1)本发明提供了一种专用于处理羟基喹啉生产所产生的废水的萃取剂,该萃取 剂组配简单,主要原料只有区区三种,但是针对羟基喹啉生产中所产生废水中的有害物质, 尤其是有机物具有很好的去除作用,并且该萃取剂具有很强的针对性,专门针对羟基喹啉 生产工艺中所产生的废水进行处理,并且采用该萃取剂可大大简化操作步骤,处理效果好; [0033] (2)本发明的萃取剂的成功研发,使得萃取剂制作领域提升了一个新的技术高度, 弥补了相关技术空白,稳定性好,可重复多次利用依然萃取效果良好,降低了使用成本,且 适于大范围推广使用,具有较高的市场附加值;
[0034] (3)本发明还提供了采用上述萃取剂羟基喹啉生产中所产生废水的方法,该废水 处理方法具有操作简单,操作条件温和,处理效果好,处理后的废水完全可以达标排放,充 分绿色环保,而且具有方法简单易于操作,前后步骤衔接紧密,值得广泛推广应用。
具体实施方式
[0035]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会 理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0036] 实施例1
[0037] 处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤:
[0038] 1)配制萃取剂:三辛胺10kg,正辛醇50kg,磺化煤油20kg;
[0039] 2)调整pH,采用工业硫酸将废水调整0.85-0.95之间,添加萃取剂搅拌分层得到萃 取层与水层,将水层的pH调整至6-9之间,并检测水层的C0D,经检测C0D在80mg/L以下,合格 后排放;
[0040] 3)反萃,将萃取层与碳酸钠溶液混合搅拌进行反萃,分层后回收反萃层中的萃取 剂进行重复利用。
[0041 ] 实施例2
[0042] 处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤:
[0043] 1)配制萃取剂:三辛胺20kg,正辛醇30kg,磺化煤油50kg;
[0044] 2)调整pH,采用工业硫酸将废水调整0.85-0.95之间,添加萃取剂搅拌分层得到萃 取层与水层,废水与萃取剂的质量比为5:1,搅拌速率为100rad/min,搅拌温度控制在30°C, 然后将水层的pH调整至6-9之间,按lwt%的比例,加入活性炭进行脱色,搅拌20min,然后进 行抽滤,得到透明无色的液体,并检测C0D,经检测C0D在80mg/L以下,合格后排放,使用后的 活性炭加入燃煤锅炉焚烧;
[0045] 3)反萃,将萃取层与20wt%的氢氧化钾溶液按照5:1的质量比混合搅拌进行反萃, 温度50°C左右,时间20min,分层后回收反萃层中的萃取剂进行重复利用。
[0046] 实施例3
[0047] 处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤:
[0048] 1)配制萃取剂:三辛胺12kg,正辛醇32kg,磺化煤油40kg;
[0049] 2)调整pH,采用工业硫酸将废水调整0.85-0.95之间,添加萃取剂搅拌分层得到萃 取层与水层,废水与萃取剂的质量比为5:2,搅拌速率为50rad/min,搅拌温度控制在20°C, 然后将水层的pH调整至6-9之间,按2wt%的比例,加入活性炭进行脱色,温度20°C左右搅拌 30min,然后进行抽滤,得到透明无色的液体,并检测C0D,经检测⑶D在80mg/L以下,合格后 排放,使用后的活性炭加入燃煤锅炉焚烧;
[0050] 3)反萃,将萃取层与10wt%的氢氧化钠溶液按照5:2的质量比混合搅拌进行反萃, 温度40°C左右,时间30min,分层后回收反萃层中的萃取剂进行重复利用。
[0051 ] 实施例4
[0052] 处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤:
[0053] 1)配制萃取剂:三辛胺18kg,正辛醇48kg,磺化煤油30kg;
[0054] 2)调整pH,采用工业硫酸将废水调整0.85-0.95之间,添加萃取剂搅拌分层得到萃 取层与水层,废水与萃取剂的质量比为5:1.5,搅拌速率为70rad/min,搅拌温度控制在25 °C,然后将水层的pH调整至6-9之间,按1.5wt%的比例,加入活性炭进行脱色,温度30°C左 右搅拌20min,然后进行抽滤,得到透明无色的液体,并检测⑶D,经检测COD在80mg/L以下, 合格后排放,使用后的活性炭加入燃煤锅炉焚烧;
[0055] 3)反萃,将萃取层与15wt%的氢氧化钠溶液按照5:1.2的质量比混合搅拌进行反 萃,温度60°C左右,时间25min,分层后回收反萃层中的萃取剂进行重复利用。
[0056] 实施例5
[0057] 处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤:
[0058] 1)配制萃取剂:三辛胺15kg,正辛醇40kg,磺化煤油35kg;
[0059] 2)调整pH,采用工业硫酸将废水调整0.85-0.95之间,添加萃取剂搅拌分层得到萃 取层与水层,废水与萃取剂的质量比为5:1.2,搅拌速率为80rad/min,搅拌温度控制在28 °C,然后将水层的pH调整至6-9之间,按1.2wt%的比例,加入活性炭进行脱色,温度25°C左 右搅拌25min,然后进行抽滤,得到透明无色的液体,并检测⑶D,经检测C0D在80mg/L以下, 合格后排放;
[0060] 3)反萃,将萃取层与17wt%的氢氧化钠溶液按照5:1.5的质量比混合搅拌进行反 萃,温度55°C左右,时间25min,分层后回收反萃层中的萃取剂进行重复利用。
[0061 ] 比较例1
[0062]具体的处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤与实施例5-致,只是配制萃 取剂各原料配比为:三辛胺5kg,正辛醇60kg,磺化煤油15kg,采用该萃取剂最终处理得到的 透明无色的液体,并检测C0D,经检测C0D在200mg/L。
[0063] 比较例2
[0064]具体的处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤与实施例5-致,只是将萃取 剂替换为市售常用的工业萃取剂二异丙基醚,采用该萃取剂最终处理得到的透明无色的液 体,并检测COD,经检测COD在400mg/L。
[0065] 比较例3
[0066] 具体的处理羟基喹啉生产中产生的废水的工艺步骤与实施例4 一致,只是将萃取 剂替换为市售常用的工业萃取剂三氯乙烯,采用该萃取剂最终处理得到的透明无色的液 体,并检测C0D,经检测C0D在450mg/L。
[0067] 实验例1
[0068] 将本发明实施例1-5、比较例1-3的萃取剂分别进行重复利用针对废水进行萃取15 次之后,每次的废水处理工艺按照各自实施例以及比较例的操作方案按步操作即可,然后 对第10次、15次的废水的C0D值进行测评(每次处理均采用未经过任何处理的废水),以来评 价萃取剂本身的稳定性,具体结果见下表1:
[0069] 表1实验结果
Figure CN106186149AD00081
[0070]
[0071]
[0072] 从上表1中的实验结果可以看出,本发明实施例的萃取剂不仅处理效果好,而且稳 定性高,重复使用多次后依然能保持处理性能,相反比较例的萃取剂不仅处理效果不好,而 且稳定性还比较差,使用多次后后续基本无法保证处理效果。
[0073] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的 精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中 包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1. 一种萃取剂,其特征在于,主要由以下原料制得:以质量份数计,三辛胺10-20份,正 辛醇30-50份,磺化煤油20-50份。
2. 根据权利要求1所述的一种萃取剂,其特征在于,三辛胺12-18份,正辛醇32-48份,磺 化煤油30-40份。
3. 根据权利要求1或2所述的一种萃取剂,其特征在于,三辛胺15份,正辛醇40份,磺化 煤油35份。
4. 采用权利要求1-3任一项所述的萃取剂对羟基喹啉生产中废水的处理方法,其特征 在于,主要包括如下步骤: (A) 将羟基喹啉生产中的废水pH调至0.85-0.95之间,添加所述萃取剂后搅拌,得到水 层与萃取层; (B) 将水层调整pH至6-9之间,检测水层COD控制在80mg/L以下,即可。
5. 根据权利要求4所述的废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(A)中,添加萃取剂后 搅拌的速率控制在50-100rad/min之间,搅拌温度控制在20-30°C之间; 优选地,添加的萃取剂与废水的质量比控制在(1-2) :5之间。
6. 根据权利要求4所述的废水的处理方法,其特征在于,还包括回收萃取剂的步骤:将 萃取层与碱液进行混合搅拌得到反萃层与水层,将反萃层中的萃取剂回收加以重复利用。
7. 根据权利要求6所述的废水的处理方法,其特征在于,将萃取层与碱液进行混合搅拌 的温度控制在40_60°C之间,搅拌时间控制在20-30min之间; 优选地,添加的碱液浓度控制在10-20wt %之间; 优选地,碱液与萃取层的质量比控制在(1-2) :5之间。
8. 根据权利要求4所述的废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(B)中,将水层调至pH 6-9之间后,还包括脱色的步骤:在水层中添加活性炭搅拌后,水层为透明色。
9. 根据权利要求4所述的废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(B)中,添加的活性炭 为水层质M的l_2wt% ; 优选地,添加活性炭后搅拌的时间控制在20-30min,搅拌温度控制在20-30 °C之间。
10. 根据权利要求9所述的废水的处理方法,其特征在于,脱色后的活性炭经抽滤分离 后,送入燃烧锅炉焚烧处理。
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