CN109455838B - 一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法。采用苯胺废水和废硫酸为原料，调节溶液pH为1‑4，通过催化氧化反应处理、压滤、滤液中和沉淀，制备出苯胺黑。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：不仅解决了苯胺废水带来的环境污染和处理成本高问题，还可以处理一部分废硫酸；苯胺废水的COD去除率达到90%以上；而且通过催化氧化反应生成的苯胺黑还可以回收利用，达到资源化利用效果，具有一定的经济效益。

Description

一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法
技术领域
本发明属于化工环保技术领域，尤其涉及一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法。
背景技术
苯胺黑染料生产过程中，会产生大量的废弃物，主要由酸洗过程中产生大量废硫酸，苯胺蒸馏过程中产生大量的苯胺废水，以及废铁泥，这些废水的必须经过严格处理，才能达到排放标准，无形中增加了生产成本，每吨废水约耗费五、六百元，而且处理过程中还会产生废污泥，需进行填满，占用土地，造成资源浪费，增加企业成本。
苯胺是一种重要的化工原料，广泛应用在染料生产、塑料加工、油漆、农药、医药等领域。苯胺废水浓度高、毒性大、颜色深、气味重，严重污染环境和危害人的身体健康，是一种“致癌、致畸、致突变”的三致物质，在工业废水排放中已被要求严格控制。
苯胺废水处理方法主要有物理吸附法、物理萃取法、化学处理法以及生物处理等。物理吸附法主要利用树脂吸附，主要吸附低浓度的苯胺废水，树脂需要吸附与解吸附的循环利用，其使用次数有限，树脂成本高，导致处理苯胺废水代价高昂；物理萃取法适用于萃取高浓度的苯胺废水，而萃取剂本身也有一定的水溶解性，导致水质的二次污染；生物处理主要利用活性污泥和微生物处理，苯胺含有苯环，具有难以降解的生物特性，还处于探索阶段；目前化学处理法能较好的处理苯胺废水，但是需要消耗大量氧化剂，带来成本增加的困难。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中对苯胺废水、废硫酸以及废铁泥处理的成本高和环境污染严重的问题，提供一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法，不仅解决了苯胺废水带来的环境污染和处理成本高问题，还可以解决一部分废硫酸难处理的问题；苯胺废水的COD去除率达到90％以上，解决了苯胺废水生化处理难的问题；而且通过催化氧化反应生成的苯胺黑还可以回收利用，解决了苯胺废水化学处理代价高的难题，达到资源化利用效果。
为了实现上述目的，本发明的利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法采用的技术包括以下步骤：
(1)将苯胺废水和废硫酸混合，并将pH调节为1-4，搅拌10-20min，得到酸性混合液；
(2)向上述配制好的酸性混合液中投加0.5-10w.t％的催化剂，并搅拌均匀；
(3)向步骤(2)的溶液中投加1-10w.t％的氧化剂，搅拌0.5-4h；
(4)将步骤(3)中得到的溶液经压滤机压滤，收集滤饼并烘干，得到苯胺黑，余下滤液；
(5)向滤液中加入4-10w.t％的液碱，液碱的质量浓度为30％，并投加万分之1-5的絮凝剂进行中和、絮凝沉淀，pH控制在6-9，除去沉淀物即可。
作为优选，苯胺废水和废硫酸按重量比为3:(0.5-1.2)进行混合。
作为优选，步骤(2)中的催化剂为含铁催化剂、含铜催化剂或含钒催化剂。
作为优选，含铁催化剂采用硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁和铁泥中的一种或几种；含铜催化剂采用硫酸铜或氯化铜；含钒催化剂采用五氧化二钒、偏钒酸铵或四氯化钒。
作为优选，步骤(3)中的氧化剂采用双氧水、过硫酸铵、铬酸盐、重铬酸盐、氯酸盐中的一种或两种。
作为优选，步骤(1)中酸性混合液的pH控制在1.5-2.5之间。
作为优选，步骤(1)中催化剂的投加量占酸性混合液的0.5-10w.t％。
作为优选，步骤(3)中氧化剂的投加量占溶液的3-4w.t％，搅拌时间为1-2h。
作为优选，絮凝剂为PAC、PAM或二者混合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法，不仅操作简单、安全，还节省了工业苯胺和硫酸；还充分利用了废物资源，解决了苯胺废水难处理、处理成本高的问题，通过催化、氧化反应，使苯胺废水中的苯胺生成不溶于水大分子苯胺黑，不但处理了苯胺废水中的苯胺，还回收了苯胺黑，实现了资源化利用，带来了显著的经济效益。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
向反应釜中投加苯胺废水500kg，投加废硫酸200kg，调pH为2.9，搅拌10min，投加铁泥30kg，双氧水35kg，催化氧化反应4h，经压滤机压滤，滤饼为苯胺黑(聚苯胺)；将滤液打入中和絮凝沉淀釜中，投加40kg质量浓度为30％的液碱、0.1kg PAC，搅拌30min，调pH为7.6，静止沉淀，沉淀物回收利用，得COD去除率为92.5％的苯胺废水。
实施例2
向反应釜中投加苯胺废水600kg，投加废硫酸240kg调pH为2.5，搅拌20min，投加硫酸铜40kg，次氯酸钠60kg，催化氧化反应3h，经压滤机压滤，滤饼为苯胺黑(聚苯胺)；将滤液打入中和絮凝沉淀釜中，投加45kg质量浓度为30％的液碱、0.15kg PAC，搅拌30min，调pH为7.8，静止沉淀，沉淀物回收利用，得COD去除率为94％的苯胺废水。
实施例3
向反应釜中投加苯胺废水800kg，投加废硫酸300kg调pH为1.80，搅拌10min，投加偏钒酸铵10kg，过硫酸铵40kg，催化氧化反应4h，经压滤机压滤，滤饼为苯胺黑(聚苯胺)；将滤液打入中和絮凝沉淀釜中，投加50kg质量浓度为30％的液碱、0.1kg PAC，搅拌30min，调pH为7.3，静止沉淀，沉淀物回收利用，得COD去除率为91％的苯胺废水。
实施例4
向反应釜中投加苯胺废水700kg，投加废硫酸240kg调pH为2.4，搅拌15min，投加硫酸亚铁10kg，硫酸铁20kg，双氧水50kg，催化氧化反应3h，经压滤机压滤，滤饼为苯胺黑(聚苯胺)；将滤液打入中和絮凝沉淀釜中，投加50kg质量浓度为30％的液碱、0.1kg PAC，搅拌30min，pH为7.5，静止沉淀，沉淀物回收利用，得COD去除率90％的苯胺废水。
以上四个实施例中COD数据如表1所示。
表1苯胺废水处理前后COD数据对比表
Figure BDA0001842338370000031
以上所述，只是本发明较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上限制，但在本发明的基础上，对之作出修改或改进，这对本技术领域内的专业技术人员是显而易见的。因此，在本发明的基础上作出修改或改进的，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将苯胺废水和废硫酸混合，苯胺废水和废硫酸按重量比为3:(0.5-1.2)进行混合，并将pH调节为1.5-2.5，搅拌10-20min，得到酸性混合液；
(2)向上述配制好的酸性混合液中投加0.5-10w.t％的催化剂，并搅拌均匀；
(3)向步骤(2)的溶液中投加3-4w.t％的氧化剂，氧化剂采用双氧水、过硫酸铵、铬酸盐、重铬酸盐、氯酸盐中的一种或两种，催化剂为含铁催化剂、含铜催化剂或含钒催化剂，搅拌1-2h；
(4)将步骤(3)中得到的溶液经压滤机压滤，收集滤饼并烘干，得到苯胺黑，余下滤液；
(5)向滤液中加入4-10w.t％的液碱，液碱的质量浓度为30％，并投加万分之1-5的絮凝剂进行中和、絮凝沉淀，絮凝剂为PAC、PAM或二者混合物，pH控制在6-9，除去沉淀物即可。
2.根据权利要求1所述的一种利用苯胺废水和废硫酸生产苯胺黑的方法，其特征在于：含铁催化剂采用硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁和铁泥中的一种或几种；含铜催化剂采用硫酸铜或氯化铜；含钒催化剂采用五氧化二钒、偏钒酸铵或四氯化钒。
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