[发明专利]一种利用电镀废水合成水滑石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境污染控制新材料的开发，尤其涉及一种利用电镀废水合成水滑石的方法。

背景技术

层状双羟基复合金属氧化物（Layered Double Hydroxides，简称LDH），又称水滑石，是一类重要的无机功能材料。其独特的层状结构及层板元素和层间阴离子的可调变性受到人们的广泛关注，经离子交换向层间引入新的客体阴离子可使层状结构和组成产生相应的变化，因而可以制备一大类具有特殊性质的功能材料。水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石化学结构通式为：[M²⁺_1-xM³⁺x (OH)₂]^x+ [(A^n- )_x/n·mH₂O]，其中M²⁺为Mg²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺，Zn²⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺等二价金属阴离子；M³⁺为Al³⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co³⁺等三价金属阴离子；A^n-为阴离子，如CO₃^2-，NO₃^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-，PO₄^3-，C₆H₄(COO)₂^2-等无机和有机离子以及络合离子，当层间无机阴离子不同，水滑石的层间距不同，同时在水滑石吸附污染物之后，层间距也会增大，以容纳更多的污染物。

目前，水滑石类材料的合成方法主要有盐-碱法、盐-氧化物法和离子交换法，还衍生出诱导水解法、水热法、热处理重新水合法等。其中最常用的方法是共沉淀法，即在一定温度下用构成水滑石层的金属离子混合溶液在碱的作用下发生共沉淀来制备。该方法简单易操作，是常用的制备方法，该方法中需要利用一定量的二价金属离子和三价金属离子，从经济的角度来看增加了投入；从治理环境的角度来看合成的过程中增加了废水的产生，对环境治理提出了新的问题。

电镀工厂（或车间）排出的废水和废液，如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等，其水质因生产工艺而异，往往含油多种金属离子，一般来说，常含有Cr⁶⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺等重金属，这些金属离子需要被回收利用。 

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中制备水滑石的不足，提供一种利用电镀废水合成水滑石的方法。

本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤：

1）将电镀废水过滤去除固体颗粒，根据生产工艺分析其中存在的离子，添加适当的金属阳离子，或将多种电镀废水混合，保证二价离子的摩尔浓度是三价离子的摩尔浓度的2~4倍；

 2）向电镀废水中滴加50%~70% 的KOH 溶液，持续200~300 rpm搅拌，金属离子在碱作用下发生沉淀，当无沉淀再生成，停止滴加KOH 溶液，分离沉淀物；

3）将分离后的沉淀物制成悬浊液，固液质量比为1：4~1：8，向该悬浊液中继续滴加50%~70% 的KOH 溶液，直至pH值至10~13为止，滴加时在300~400 rpm下搅拌，滴加完成后将悬浊液在室温下老化24~48 h，分离沉淀物，在70~90℃下烘干，即制成水滑石。

本发明的优点是利用电镀废水中的金属离子，制备具有广泛应用范围的水滑石，实现废物利用，并能去除电镀废水中的重金属，合成得到的水滑石虽然含有多种金属，从纯度上来讲可能不能满足高层次的（比如医药化工方面）的需要，但作为有水滑石结构的材料来讲可以作为吸附材料，继续用于环境治理。

具体实施方式