專利名稱：電鍍廢水復合凈化劑及制法的制作方法
技術領域：
本發明涉及處理含有重金屬化合物廢水用的凈化劑及制法，更確切地說是處理含鉻電鍍廢水用的復合凈化劑及其制法和用法。
電鍍工業所排放出的廢水含有鉻、銅、鎳、鋅等多種重金屬離子。
如果這種廢水不加處理直接排放，會嚴重破壞生態環境；尤其是六價鉻毒性很大，它進入人體后對人的皮膚。腎臟，血液及中樞神經都能造成很大的損害，所以對含有六價鉻的廢水的排放標準很嚴格，其鉻含量必須在0.5毫克/立升以下。
含鉻廢水的處理方法有離子交換法、鐵屑內電解法、鐵氧體凈化法、化學還原沉淀法等。
離子交換法是用離子交換樹脂作為凈化劑，該法易于使電鍍廢水達到排放標準，也能得到較好的水質，但該工藝方法比較復雜，離子交換樹脂使用周期短，需要經常用酸、堿進行再生處理，而造成二次污染，運轉費用也高。
鐵屑內電解法是采用工業廢鐵屑作為凈化劑使廢水中的金屬離子生成難溶的化合物析出，經過濾達到凈化的目的。該法工藝簡單，凈化材料價格低廉，但該法以廢的工業鐵屑作為凈化劑，在凈化廢水的過程中鐵屑非常容易板結，形成溝流和壁效應，大大地降低了處理效果。因此需要頻繁地清理和更換鐵屑及對設備進行檢修，如不及時更換鐵屑甚至造成板結的鐵屑與其容器結為一體使設備報廢。
鐵氧體凈化法雖然其處理效果較好，但是使用這種材料處理時，需要用蒸汽加熱到90℃，能源消耗較高，在運行過程中加堿，加速了設備的腐蝕，運行費用高，鐵氧體與鐵屑同樣易于板結。
化學還原沉淀法是向廢水中加入一定量的還原劑，使高價金屬離子例如六價鉻離子被還原成三價鉻金屬離子，然后加堿生成難溶的氫氧化物達到沉淀分離的目的，使廢水達到凈化標準，該法的主要缺點是消耗大量的堿，增加了凈化廢水的費用，另外所用的設備多，操作復雜，如果管理不善又會造成廢水、堿液、酸液的跑、冒、滴、漏，對環境造成污染。
中國專利文獻CN1032328A CN1046513 CN1087879A報導了電鍍廢水的凈化方法，所用凈化劑均是固體加液體的凈化劑，需要較多的酸或堿，同樣具有上述一些方法的不足之處。例如中國專利文獻CN 1087879A所用的凈化劑就是配制成重量百分數為含2-90％鐵粉或/和鐵屑，1-97％濃鹽酸(含氯化氫36％)，1-80％水，0-3％木炭粉，0-10％爐灰渣和0-1％鋅粉。
本發明的目的就在于研制出克服已有技術中除去鉻等重金屬離子凈化劑缺點的一種新型的電鍍廢水復合凈化劑，使該復合凈化劑具有高效率的除去鉻等重金屬離子能力，使用壽命長，又具有多種功能。
本發明的另一個目的是研究出制備上述復合凈化劑的工藝方法。
本發明的再一個目的是研究出利用上述復合凈化劑除去電鍍廢水中鉻等各種重金屬離子的工藝方法。
本發明的一種電鍍廢水復合凈化劑由40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑所組成。
本發明的復合凈化劑與酸性廢水中的重金屬離子進行非均相反應，使重金屬離子生成固相難溶的氫氧化物和鐵氧化物，由于在復合凈化劑中含有鐵屑，有內電解的作用，由于含有具有催化吸附作用的活性氧化鋁，在活性氧化鋁的作用下產生催化吸附等作用，由于復合凈化劑中含有四氧化三鐵，而四氧化三鐵是由三氧化二鐵和氧化鐵所組成，能產生氧化還原作用，在本發明的復合凈化劑中雖含有鐵屑，但可防止象單純的鐵氧體和單純的鐵屑的板結現象，因此構成了一種新型的多功能的復合凈化劑，以六價鉻離子為例，六價鉻離子在二價鐵離子的作用下生成三價鉻離子，三價鉻離子又可與氫氧根生成氫氧化鉻沉淀，三價鐵也可生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化鐵又可分解成鐵氧化物(FeOOH)，鐵氧化物又可以與氫氧化亞鐵生成FeOOH·Fe(OH)2，FeOOH·Fe(OH)2與FeOOH生成Fe2O3和水、氧化鐵。
本發明的一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，按電鍍廢水復合凈化劑40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑的組成配比，進行稱料；將四氧化三鐵研磨成≤0.5毫米的粉狀體后與粉狀的活性氧化鋁加水進行濕式混合；將四氧化三鐵和活性氧化鋁的濕式混合物于300-800的℃溫度下進行脫水處理使該混合物至干；將四氧化三鐵和活性氧化鋁干的混合物于850-1100℃進行煅燒處理5-15小時后，破碎成0.5-10毫米塊狀顆粉料，將經過除油去沙處理過的鐵屑粉碎成長2-20毫米的條狀物并與上述破碎成0.5-10毫米的塊狀顆粒料攪拌混合均勻，制成本發明的復合凈化劑。
所用的四氧三鐵研磨成≤0.5毫米的粉狀物，又以研磨成0.2-0.5毫米粉狀物體為好。所說的四氧化三鐵以軋鋼下來的氧化鐵皮即氧化鐵鱗為宜，其價格便宜，又是廢物利用，所用的活性氧化鋁原料的粒度為0.2-1毫米，四氧化三鐵和活性氧化鋁的濕式混合物于300-800℃進行脫水處理，又以于300-500℃進行脫水處理，再于850-950℃進行煅燒處理5-15小時為宜。
本發明的一種凈化電鍍廢水的方法是將含有40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑所組成的復合凈化劑加入到凈化反應容器中(例如立式反應塔內)，裝入本復合凈化劑的高度為凈化反應容器高的3/4-4/5，將PH為3-6.5的待凈化的電鍍廢水，用本領域所屬技術人員均知的適宜流量從反應容器頂端的輸入管加入，經復合凈化劑層后從凈化反應容器的下部輸出管流出，排到清水池中，所排出的凈化水的PH為7-8。
所進入的凈化反應容器中的待凈化的電鍍廢水的PH為3-6.5，又以其PH為4-6為佳。
本發明的電鍍廢水復合凈化劑具有除去電鍍廢水中鉻等重金屬離子的高效率，(含六價鉻100毫克/立升的電鍍廢水經復合凈化劑處理后的水含六價鉻小于0.05-0.5毫克/立升)使用壽命長，具有催化氧化還原吸附絮凝等物理化學反應的多種功能，在使用過程中不需要加還原沉淀劑，更不需要加酸加堿，在同一個裝置內就能達到一步凈化的目的，消除了鐵屑、鐵氧體板結和經常更換的缺點，也消除了離子交換法用酸、堿再生帶來的污染，本發明的電鍍廢水復合凈化劑的價格低廉，也可用于其它廢水中重金屬離子的凈化。
本發明的電鍍廢水復合凈化劑的制備方法簡單，原料易得而且價廉，凈化電鍍廢水的方法簡單，所需設備也簡單，不產生二次污染。
用下述實施例對本發明的電鍍廢水復合凈化劑及其制法和用法作進一步的說明，將有助于對本發明及其優點的理解，而不作為對本發明的保護范圍的限定，本發明的保護范圍由權利要求來決定。
實施例1本實施例的電鍍廢水復合凈化劑由55％(重量百分數，下同)的氧化鐵鱗(即四氧化三鐵)，15％的活性氧化鋁，30％的鐵屑所組成。
將四氧化三鐵研磨成0.2-0.5毫米的粉狀體，與0.2-1毫米粒度的活性氧化鋁粉加水進行濕式混合，其濕式混合物于400±10℃的溫度下進行脫水處理至干，將經脫水處理的四氧化三鐵和活性氧化鋁干的混合物于900±10℃的溫度下煅燒10小時，得到燒結塊狀的燒結體，然后將塊狀的燒結體破碎成0.5-10毫米的塊狀顆粒，將脫油去沙的鐵屑破碎到2-10毫米的條狀物與上述的破碎成0.5-10毫米的塊狀顆粒，攪拌混合均勻。
將上述的電鍍廢水的復合凈化劑裝入立式反應塔中，裝入本復合凈化劑的高度為立式反應塔的3/4，塔高2.8米(通常塔高2.2米-3.8米)，將待處理的PH5.2±0.2的含鉻電鍍廢水從塔頂進入，從塔底流出進行凈化，待處理的PH5.2±0.2的含鉻廢水進入塔頂的流量為50立升/分(一般為17立升/分-250立升/分)，其待凈化的PH為5.2±0.2含鉻電鍍廢水中含Cr+6為100毫克/立升，Cu2+為100毫克/立升，Ni2+30毫克/立升，Zn2+30毫克/立升，經過復合凈化劑處理后的水中Cr+6的含量為0.06毫克/立升，Cu2+為0.2毫克/立升(一般在小于0.10-1.0毫克/立升之間)，Ni2+0.6毫克/立升(一般在小于0.5-1.0毫克/立升之間)，Zn2+1.1毫克/立升(一般小于在1.0-5毫克/立升之間)，凈化后的流出水中三價鉻的含量也符合國家的排放標準，凈化后的流出水的PH為7.2±0.2。
處理后的重金屬的去除率在96-99.9之間，流出的凈化水的水質完全達到國家規定的排放標準，將本復合凈化劑用于日處理量為24噸的自行車零件廠進行二年的實驗運行結果表明，凈化后的水質的指標全部達到國家規定的排放標準，而且處理后的水質達到了回用的水質標準，實驗表明使用本發明的復合凈化劑處理電鍍廢水，復合凈化劑用量少，消耗小，壽命長，不產生板結，當反應物吸附在復合凈化劑上后，可用處理后的水加壓進行沖洗，除去沉積物，使凈化劑得到再生，再繼續使用，因此壽命長，采用本發明的復合凈化劑，不用任何其它化學試劑，又不產生板結，大幅度地降低了運行的費用。
權利要求
1.一種電鍍廢水復合凈化劑，其特征是，由40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑所組成。
2.一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，其特征是，(1)按電鍍廢水復合凈化劑40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑的組成配比進行稱料；(2)將四氧化三鐵研磨成≤0.5毫米的粉狀體后與粉狀的活性氧化鋁加水進行濕式混合。(3)將四氧化三鐵和活性氧化鋁的濕式混合物于300-800℃的溫度下進行脫水處理使該混合物至干；(4)將四氧化三鐵和活性氧化鋁干的混合物于850-1100℃進行煅燒處理5-15小時后，破碎成0.5-10毫米的塊狀顆粒料；(5)將經過除油去沙處理過的鐵屑粉碎成長2-20毫米的條狀物并與上述破碎成0.5-10毫米的塊狀顆粒料攪拌混合均勻。
3.根據權利要求2的一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，其特征是，四氧化三鐵研磨成0.2-0.5毫米粉狀體，所說的四氧化三鐵為氧化鐵鱗。
4.根據權利要求2的一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，其特征是，活性氧化鋁的粒度為0.2-1毫米。
5.根據權利要求2的一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，其特征是，于300-500℃進行脫水處理。
5.根據權利要求2的一種電鍍廢水復合凈化劑的制備方法，其特征是，于850-950℃進行煅燒處理5-15小時。
7.一種凈化電鍍廢水的方法，其特征是，將含有40-60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5-20％的活性氧化鋁，20-50％的鐵屑所組成的復合凈化劑加入到凈化反應容器中，裝入復合凈化劑的高度為反應容器高的3/4-4/5，將PH為3-6.5的待凈化的電鍍廢水以適宜的流量從凈化反應容器的頂端輸入管輸入，經復合凈化劑層后，從凈化反應容器的下部輸出管流出，
8.根據權利要求7的一種凈化電鍍廢水的方法，其特征是，進入凈化反應容器的待凈化的電鍍廢水的PH為4-6。
全文摘要
本發明涉及處理含鉻電鍍廢水用的復合凈化劑及制法和用法，它由40—60％(重量百分數，下同)的四氧化三鐵，5—20％的活性氧化鋁，20—50％的鐵屑組成，它是按配比稱料，將四氧化三鐵和活性氧化鋁進行濕式混合，于300—800℃進行脫水處理，再于850—1100℃煅燒5—15小時，粉碎后與鐵屑混合均勻，其用法是將含鉻電鍍廢水經過復合凈化劑層后而得到凈化，本復合凈化劑具有去除重金屬離子的高效率，多功能，價格低廉，不產生二次污染。
文檔編號C02F1/62GK1124719SQ94119658
公開日1996年6月19日 申請日期1994年12月16日 優先權日1994年12月16日
發明者姜金昌 申請人:姜金昌