CN112408633A - 利用吸附法资源化含铅废酸的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用吸附法资源化含铅废酸的方法，属于废水处理技术领域。利用吸附法资源化含铅废酸的方法通过阳离子基团吸附树脂或阳离子交换树脂将原水中的氯化铅富集并通过脱附剂洗脱得到亚铅酸盐溶液，氯化铅从3000mg/L降到30mg/L以下，吸附后树脂用氢氧化钠水溶液可完全再生，再生液中的亚铅酸钠溶液可分级沉淀回收利用，通过此方法处理过的废酸后续酸化后可以用做净水剂，从而实现了在治理废酸的同时，实现废物资源化。

Description

利用吸附法资源化含铅废酸的方法
技术领域
本发明涉及的是一种废水处理领域的技术，具体是一种利用吸附法资源化含铅废酸的方法。
背景技术
铅(Pb)是一种高密度、柔软的蓝灰色金属，铅矿中常杂有锌、银、铜等元素。铅及其化合物的用途很广，冶金、蓄电池、印刷、颜料、油漆、釉料、焊锡等作业均可接触铅及其化合物。
在冶炼、电镀、采矿和金属表面加工等行业里，金属表面的清洗或金属成分浸出需要使用大量的硝酸、盐酸、硫酸等无机酸，产生的废酸里就有很大一部分是含铅的废酸，至今国内外缺乏高效、经济可行的工业化治理工艺，严重制约了上述行业的可持续发展。目前，钢制品行业在生产过程中采用盐酸、硫酸进行表面清洗，产生含铁离子、锌离子、铅离子的废酸液，平均每清洗一吨钢制品产生废酸液约15kg～30kg。废酸中氯化亚铁近100000mg/L，氯化铅含量近3000mg/L，急待有效治理和资源回收。
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种利用吸附法资源化含铅废酸的方法，通过阳离子基团吸附树脂或阳离子交换树脂将原水中的氯化铅富集，并通过脱附剂洗脱得到亚铅酸盐溶液，降低废酸中铅含量。
本发明包括以下步骤：
1、预处理：对含铅废酸进行过滤；
2、吸附：在10-40℃条件下，以0.5-3BV/h的流量将经过预处理的含铅废酸导入装填有吸附单元的固定床，进行吸附处理，获得净化废酸；吸附单元为阳离子基团吸附树脂和/或阳离子交换树脂；
3、脱附：对步骤2中完成吸附的吸附单元进行脱附再生，得到副产物脱附废液；脱附剂用量0.2-2BV，脱附剂流速为0.5-6BV/h，脱附温度为20-60℃；
4、回收：向步骤2产生的净化废酸中加入浓盐酸，酸化后制得净水剂；对步骤3中脱附废液用酸液调节pH，沉淀处理后回收铅，滤液蒸发后回用。
优选地，脱附剂采用质量百分比浓度为4％～15％的NaOH水溶液。
优选地，阳离子基团吸附树脂包括苯乙烯系吸附树脂、丙烯酸酯类吸附树脂、含吡咯烷酮基吸附树脂。
进一步优选地，含吡咯烷酮基吸附树脂为含吡咯烷酮基高比表面积两性吸附树脂，结构式如下：
Figure BDA0002764018060000021
其中，R＝CH3或H。
优选地，阳离子交换树脂包括强酸型阳离子交换树脂、中酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂。
技术效果
与现有技术相比，通过本发明所采用的方法废酸中氯化铅的浓度从1000-3000mg/L降到30mg/L以下，吸附后树脂用氢氧化钠水溶液可完全再生，再生液中的亚铅酸钠溶液经过调pH分级沉淀后回收利用；本发明为废酸后续资源化利用提供了保障，在治理废酸的同时，实现废物资源化；应用本发明公开的方法，净化过的废酸经过简单处理后可作为氯化亚铁净水剂使用，废酸中的铅得到了回收。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施例1
将20ml含吡咯烷酮基吸附树脂填装于有保温夹套的吸附柱中(Φ35×250mm)。
取氯化铅含量为2000mg/L的废盐酸，经过滤后作为上柱液；之后在40℃条件下，使得废盐酸以1.5BV/h的流量通过树脂柱，使净化后废酸中氯化铅含量在30mg/L以下时的处理量为5-8BV。
树脂吸附饱和后，采用4％-10％的氢氧化钠水溶液脱附，温度20℃，流量为0.5BV/h。
向净化后废酸中加入浓盐酸，酸化后制得净水剂。
脱附废液经酸调pH，使亚铅酸钠转化为氢氧化铅，进一步处理后可作为副产品出售。
本实施例使用的含吡咯烷酮基吸附树脂为一种阳离子基团吸附材料，以高分子聚合物为骨架，含有弱酸基团和弱碱基团，材料机械强度高、稳定性好；通过功能化改性，在高分子聚合物表面负载功能基团，对氯化铅有优异的选择性，从而达到高效除重金属的目的。
上述含吡咯烷酮基吸附树脂已公开在申请CN201410064555.2中，制备方法包括以下步骤：
(1)水相中加入明胶、磷酸三钠、磷酸氢二钠、木质素磺酸钠盐作为分散剂，其中明胶、磷酸三钠、磷酸氢二钠、木质素磺酸钠的质量百分比浓度分别为0.5-1.5％、0.5-2.0％、0.5-3.0％、0.1-1.0％。
(2)油相由反应物和致孔剂构成，该反应物包括交联剂与单体，该单体和该交联剂的质量比为1:4-3:1，且该反应物和该致孔剂的质量比为2：1-1：2，其中，该交联剂包括脂肪族多元不饱和酯类交联剂、二乙烯基苯，且该脂肪族多元不饱和酯类交联剂与二乙烯基苯的质量比为1:1-1:9，该单体包括乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸甲酯，且该乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸甲酯的质量比为4:1-1:4。
(3)在油相中加入油相质量0.5％-0.9％的引发剂，搅拌溶解后，再加入到带有搅拌和控温装置的反应器中，定转速搅拌，使油相在水相中分散成油珠，之后，依次在50-80℃条件下反应8-10小时，在85-95℃条件下反应4-8小时，然后经冷却、水洗、烘干，得到多元共聚物白球；
(4)把步骤(3)中得到的多元共聚物白球用5倍质量的乙醇浸泡2小时，再加入质量浓度为10-30％氢氧化钠，温度控制在30-60℃，进行酯基水解反应，反应时间为2-8小时，即得该含吡咯烷酮基高比表面积两性吸附树脂，其化学结构式如下：
Figure BDA0002764018060000031
其中，R＝CH3或H。
其中，致孔剂为甲苯、异戊醇、庚醇、乙酸乙酯中的一种或多种。
脂肪族多元不饱和酯类交联剂为衣康酸烯丙酯、双甲基丙烯酸二乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三聚异氰酸烯丙酯中的一种或多种。
引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈的一种或两种。
保温过程中回收致孔剂。
实施例2
将600ml含吡咯烷酮基吸附树脂填装于有保温夹套的吸附柱中(Φ35×1000mm)。
取氯化铅含量在1000mg/L的废酸，废酸经过滤后作为上柱液；之后在25℃的条件下，使得废酸以0.5BV/h的流量通过树脂柱，使净化后废酸中氯化铅含量在30mg/L以下时的处理量为11-15BV。
树脂吸附饱和后，采用4％-10％的氢氧化钠水溶液进行脱附，温度为20℃，流速为1BV/h。
向净化后废酸中加入浓盐酸，酸化后制得净水剂。
脱附废液经酸调pH，使亚铅酸钠转化为氢氧化铅，进一步处理后可作为副产品出售。
实施例3
将600ml含吡咯烷酮基吸附树脂填装于有保温夹套的吸附柱中(Φ35×1000mm)。
取氯化铅含量在1000mg/L的废酸，废酸经过滤后为上柱液；之后在10℃的条件下，使得废酸以3BV/h的流量通过树脂柱，使净化后废酸中氯化铅含量在30mg/L以下时的处理量为6-10BV。
树脂吸附饱和后，采用4％-10％的氢氧化钠水溶液进行脱附，温度为25℃，流速为2BV/h。
向净化后废酸中加入浓盐酸，酸化后制得净水剂。
脱附废液经酸调pH，使亚铅酸钠转化为氢氧化铅，进一步处理后可作为副产品出售。
实施例4
将实施例1中含吡咯烷酮基吸附树脂换成苯乙烯系吸附树脂XAD-4，其他操作条件不变，控制净化酸氯化铅含量在30mg/L以下时，处理量为3BV。
实施例5
将实施例2中含吡咯烷酮基吸附树脂换成苯乙烯系吸附树脂XAD-7，其他操作条件不变，控制净化酸氯化铅含量在30mg/L以下时，处理量为5BV。
实施例6
将实施例2中含吡咯烷酮基吸附树脂换成苯乙烯系吸附树脂D201，其他操作条件不变，净化酸氯化铅含量在30mg/L以下时，处理量为3BV。
实施例7
将实施例3中含吡咯烷酮基吸附树脂换成苯乙烯系吸附树脂D301，其他操作条件不变，控制净化酸氯化铅含量在30mg/L以下时，处理量为4BV。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种利用吸附法资源化含铅废酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)预处理：对含铅废酸进行过滤；
2)吸附：在10-40℃条件下，以0.5-3BV/h的流量将经过预处理的含铅废酸导入装填有吸附单元的固定床，进行吸附处理，获得净化废酸；吸附单元为阳离子基团吸附树脂和/或阳离子交换树脂；
3)脱附：对步骤2中完成吸附的吸附单元进行脱附再生，得到副产物脱附废液；脱附剂用量0.2-2BV，脱附剂流速为0.5-6BV/h，脱附温度为20-60℃；
4)回收：向步骤2产生的净化废酸中加入浓盐酸，酸化后制得净水剂；对步骤3中脱附废液用酸液调节pH，沉淀处理后回收铅，滤液蒸发后回用。
2.根据权利要求1所述利用吸附法资源化含铅废酸的方法，其特征是，所述脱附剂采用质量百分比浓度为4％～15％的NaOH水溶液。
3.根据权利要求1所述利用吸附法资源化含铅废酸的方法，其特征是，所述阳离子基团吸附树脂包括苯乙烯系吸附树脂、丙烯酸酯类吸附树脂、含吡咯烷酮基吸附树脂。
4.根据权利要求3所述利用吸附法资源化含铅废酸的方法，其特征是，所述含吡咯烷酮基吸附树脂为含吡咯烷酮基高比表面积两性吸附树脂，结构式如下：
Figure FDA0002764018050000011
其中，R＝CH3或H。
5.根据权利要求1所述利用吸附法资源化含铅废酸的方法，其特征是，所述阳离子交换树脂包括强酸型阳离子交换树脂、中酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂。
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