[发明专利]电镀废水与酸洗废液微波水热铁氧体化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电镀废水与酸洗废液共混液进行微波水热使其铁氧体化的处理方法，属废液资源化利用及环保工程技术领域。

背景技术

随着工业的发展，工业废水的处理与排放一直成为危险废弃物处理的难题。电镀废水含镍、铬等有害重金属，直接排放威胁环境，危害人类健康。目前其处理方法普遍采用中和沉淀法，该方法易形成电镀污泥而给环境带来二次污染。电镀废水由于含钙量低，因此较含钙量高的电镀污泥而言，其铁氧体化过程中不易形成大量的碳酸钙杂相。钢铁厂的酸洗废液含充足亚铁离子是铁氧体化的基础。从资源利用的角度出发，电镀废水与酸洗废液中的金属离子皆为可再利用资源。

微波水热是实现快速铁氧体化的有效途径，较传统水热节能约30％。随着微波技术的发展，技术成本逐渐降低。采用微波原理微波水热能够实现电镀废水与酸洗废液的协同处理，形成的复合铁氧体可作为磁性材料加以应用。因此，该方法对于电镀废水与酸洗废液的资源化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种电镀废水与酸洗废液协同处理的方法，使有毒金属离子能稳定束缚于铁氧体晶格中，形成稳定的复合铁氧体从而实现资源化。

本发明一种电镀废水与酸洗废液微波水热铁氧体化处理方法，其特征在于具有以下的处理过程和步骤：

a.将一定量的电镀废水与酸洗废液相混合，电镀废水与酸洗废液两者的体积比为4∶1～6∶1，根据废水和废液中的金属离子含量而定；

b.将化学纯的NaOH溶于蒸馏水中配制成浓度为5mol/L的NaOH水溶液，作为沉淀剂；将该沉淀剂加入于上述电镀废水与酸洗废液的混合液中，并调节pH值至10～11，不断搅拌，得反应前驱物溶液；NaOH溶液的加入量与上述电镀废水与酸洗废液的混合液的体积比为1∶1；

c.将上述反应前驱物溶液移置于聚四氟乙烯反应罐内，并放入微波炉中进行微波水热反应；加热温度为150～200℃，加热时间为10～30分钟；然后将反应罐自然冷却至室温；

d.取出反应物进行过滤，使固液分离，用蒸馏水洗涤3～4次，然后放入烘箱中105℃下烘干，最终得到铁氧体黑固体。

本发明中采用NaOH作为沉淀济和调节剂，在溶液的pH值调节至10～11时，可得到相应的羟基配合物，并将其作为前驱物，该前驱物在经过一定时间的微波水热反应后，前驱物形成不同的生长基元，以一定方向联接生长，经羟基脱水，形成复合铁氧体。

本发明中，电镀废水与酸洗废液的投加量配比是根据废水和废液中的金属离子含量，并按照铁氧体晶体结构和化学价平衡原则来计算的。具体不同来源的电镀废水以及酸洗废液，其投加比例应另行调整。

本发明中，电镀废水来自上海危险废物处理中心；盐酸酸洗废液来自上海某钢铁厂。

本发明中，所用的电镀废水与酸洗废液中主要金属的含量见下表1。

表1电镀废水与酸洗废液中主要金属含量

注：“-”表示未检测，“UD”表示未检出，“II，III”分别表示Fe²⁺，Fe³⁺

附图说明

图1为本发明方法微波水热反应控制条件优化后复合铁氧体产物的X射线衍射(XRD)谱图。

图2为本发明方法微波水热反应控制条件优化后复合铁氧体产物的磁学特性曲线图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例

本实施例中，原料电镀废水来自上海危险废物处理中心；原料盐酸酸洗废液来自上海某钢铁厂。本实施例中所用的电镀废水和酸洗废液中主要金属的含量见上述的表1所示。

本实施例的处理过程和步骤如下所述：

(1)将电镀废水与酸洗废液按体积比5∶1比例相混合；

(2)将浓度为5mol/L的NaOH水溶液作为沉淀剂和调节剂，加入于上述的混合液中，并调节pH值至11，不断搅拌，得反应前驱物溶液；NaOH溶液的加入量与上述混合液的体积比为1∶1；

(3)将上述反应前驱物溶液移置于聚四氟乙烯反应罐内，并放入微波炉中进行微波水热反应；加热温度为180℃，加热时间为30分钟；然后将反应罐自然冷却至室温；

(4)取出反应物进行过滤，使固液分离，用蒸馏水洗涤3次，然后放入烘箱中105℃下烘干，最终得到铁氧体黑固体。

对所得的复合铁氧体的TCLP浸出毒性测试