膨潤土的鈉化改性及在污水中的處理應(yīng)用

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1、膨潤土的鈉化改性及在污水中的處理應(yīng)用劉冰廣東安源鼎盛檢測評價(jià)技術(shù)服務(wù)有限公司廣東東莞523078摘要：木文針對從內(nèi)蒙古獲得的鈣基膨潤土吸附性能進(jìn)行了改性并將其運(yùn)用到廢水處理中，對其處理含鉻污水的用量、最適pH值進(jìn)行研究，并取得了一定進(jìn)展。關(guān)鍵詞：改性膨潤土；污水處理；六價(jià)鉻膨潤土是一種非金屬礦產(chǎn)，主要成分為蒙脫石。蒙脫石是一種自然界形成的、可膨脹的層狀硅酸鹽無機(jī)物，由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁（鎂）氧（羥基）八面體片構(gòu)成，屬于2:1型的三層粘土礦物。蒙脫石理論化學(xué)質(zhì)量成分為SiO266.72%,AI2O328.5%,H2O5%。常見的蒙脫石有鈉基和鈣基兩

2、種。蒙脫石的晶層表面都是氧原子，沒有氫氧原子組，晶層間沒有氫鍵結(jié)合力，只有松弛的聯(lián)系。膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物的黏土巖，具有電負(fù)性較大的比表面積及陽離子交換容量等優(yōu)良的特性。良好的陽離子交換能力和吸附性能為它在污水處理中的應(yīng)用莫定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代以來，膨潤土在廢水處理方面得到了較大的發(fā)展。膨潤土及改性膨潤土的吸附作用有以下兩個(gè)方面機(jī)理：1）交換吸附吸附質(zhì)離子由于靜電引力作用聚集到膨潤土或改性膨潤土表面。同時(shí)，膨潤土和改性膨潤土釋放等當(dāng)量層間可交換性陽離子，完成吸附過程，吸附結(jié)合力為離子鍵。2）物理吸附。由于廢水中的吸附質(zhì)與膨潤土或改性膨潤土吸附劑間

3、的分子引力作用，廢水中待處理污染物被吸附。物理吸附在低溫下就能進(jìn)行，但由于吸附質(zhì)與吸附劑作用力主要是范德華力，所以吸附選擇性不強(qiáng)。根據(jù)以上機(jī)理在借鑒前人的基礎(chǔ)上，我們采用了濕法和干法對膨潤土進(jìn)行改性，在去處率方面我們添加了吸附效果很強(qiáng)的無水AICI3。1試驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)材料及儀器試驗(yàn)試劑：內(nèi)蒙古鈣基膨潤土、Na2CO3（分析純）、NaOH（分析純）、NaF（分析純）、NaCI（分析純）、Na2SiO3（分析純）、Na3PO4（分析純）、（NaPO3）6（分析純）、無水AICI3（分析純）、1799—聚乙烯醇、六亞甲基四胺、H2SO4（1+1）、濃鹽酸、顯色劑（

4、二苯碳酰二肼的丙酮溶液）；試驗(yàn)儀器：DHG—9035A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（簡稱烘箱）7230G分光度計(jì)SHB-HI循環(huán)水式多用真空泵（簡稱真空泵）分析天平、研缽；水樣：實(shí)驗(yàn)室模擬自配Cr（VI）水溶液，濃度為lmg/Lo1.2Cr（VI）的測定方法：二苯碳酰二腓分光光度法（GB7467-87）。1.3試驗(yàn)方法1.3.1鈉基膨潤土的無機(jī)改性1）濕法分別將內(nèi)蒙古膨潤土與Na2CO3、NaOH、NaF、NaCI、Na2SiO3、Na3PO4、（NaPO3）6進(jìn)行試驗(yàn)，取較好者與一定比例的1799（聚乙烯醇）液、田菁膠、纖維素、淀粉混合進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，內(nèi)蒙古膨潤土

5、與Na2CO3液和1799（聚乙烯醇）液效果較好。將內(nèi)蒙古膨潤土配成溶液，與lmL5%的Na2CO3液和0.5mL1799（聚乙烯醇）液混合，放置lOmin，在烘箱中于60°C加熱30min，取出攪拌；之后于100'C烘干50min,用研缽研磨可得改性膨潤土。此法制得的改性膨潤土成本每噸約為150元。鑒于濕法成本不是足夠經(jīng)濟(jì)，并且工業(yè)上研磨技術(shù)己經(jīng)很成熟，故考慮用干法。2）干法依照濕法中內(nèi)蒙古膨潤土中加入5%的Na量，得干法每克需加入0.0526gNa鹽，由于NaCI與Na2CO3的改性效果均較好，進(jìn)行NaCI與Na2CO3按1:1,3:2,2:1的對比試驗(yàn)，綜

6、合考慮只加5%的Na2CO3較為合理。將0.0526gNa2CO3與膨潤土研磨，過0200篩，即可制得改性膨潤土。此法制得的改性膨潤土成本每噸約為98元。1.3.2膨潤土對水中Cr（VI）吸附性能的測定取20mL模擬廢水于燒杯中，用六亞甲基四胺-HCI溶液調(diào)整至pH=6,加入由改性膨潤土與一定AICI3固體的混合物，攪拌，靜置。用真空泵型抽濾(雙層濾紙)，取5mL濾液于25mL比色管中，加水稀釋至刻線，加入0.6mLH2SO4(1+1)，lmL顯色劑(二苯碳酰二肼)，震蕩。用7230G型分光光度計(jì)計(jì)測定Cr(VI)的含量。2結(jié)果與討論經(jīng)對比，吸光度與抽濾次數(shù)有關(guān)

7、，次數(shù)越多，效果越好，抽濾兩次效果即達(dá)到要求。Cr(VI)大部分被膨潤土處理或包裹，抽濾次數(shù)越多，濾液中的Cr(VI)含量越低，吸光度越低。詳見下表：表1一膨潤土與AICI3比例以及抽濾次數(shù)與吸光度的關(guān)系濕法膨潤土與AICI3的總量為0.2g,且比例為4:1時(shí)效果較好，去除率可達(dá)97.0%但成本略高，不如干法經(jīng)濟(jì)。結(jié)論：用干法改性膨潤土與AICI3處理污水中Cr(VI)理論可行，抽濾兩次效果更佳，在很短吋間內(nèi)即達(dá)到要求，但實(shí)驗(yàn)室模擬自配Cr(VI)水溶液的濃度需擴(kuò)大，再進(jìn)行更深入的試驗(yàn)。3膨潤土的再生吸附Cr(VI)后的膨潤土用O.lmol/L的鹽酸稀溶液解吸后

8、可再生，經(jīng)二次改性后其吸