[发明专利]一种改性磁性固体颗粒处理含锰（Ⅱ）废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冶金、干电池、陶瓷、印染行业中，对工业废水进行绿色无害化处理的改性磁性固体颗粒处理含锰(II)废水的方法。

背景技术

重金属锰以及其化合物广泛应用于冶金、干电池、陶瓷等行业。工业废书中，锰主要以Mn(II)的形态存在，具有损害生物体大脑和呼吸系统，导致神经紊乱、幻觉、健忘、锰肺炎等危害，是工业废水中主要的重金属污染物来源之一。目前处理含二价锰废水的方法很多，如吸附法、微电解石灰乳法、微生物法、离子交换法等，在所有除二价锰工艺方法中，吸附法因其低成本、材料廉价易得、无毒无害、以及吸附效果好等优点而一直受人们选择应用在含锰废水处理中。江辉等采用粉煤灰为原料，在一定条件下对锰的处理率可达90％。王艳等研究黄土对锰离子的吸附，吸附量可达7.84mgg^-1。Budinova和Savova采用豆荚废弃物为原料，用水蒸气活化法激活得到的活性炭去处理含二价锰废水，在一定条件下二价锰的去除量可达23.4mgg^-1。上述方法对二价锰吸附效果较好，但不易分离沉降，其应用受到一定限制。

随着吸附材料的不断发展，人们发现高分子絮凝剂运用在特殊水质处理中具有较高的吸附性能。高分子絮凝剂是一种水溶性高分子化合物，活性基团多可吸附多种物质，通过架桥作用，使分散于液相中的杂质微粒凝集、沉降。钟琼应用絮凝沉淀法处理电解金属锰废水，采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝，结果表明在适当条件下，其对二价锰离子的去除率可达97.1％。程建国等人采用石灰结合阴离子型聚丙烯酰胺絮凝法除含锰铁矿废水，在一定配比下，处理后出水结果表面其对二价锰离子有很好的吸附效果。

为了实现快速沉降，人们开始探寻一种可以通过外力来加速沉降的吸附剂，如磁性固体颗粒。通过高分子絮凝剂改性磁性颗粒制得的吸附剂，对目标离子的吸附效果好，在外加磁场作用下沉降速率快，且易于回收。

发明内容

本发明的目的是：针对现有工艺中处理含二价锰离子废水的方法成本高、条件受限、易造成二次污染，特提供一种改性磁性固体颗粒处理含锰(II)废水的方法。

为了达到上述的目的，本发明采用以下技术方案：一种改性磁性固体颗粒处理含锰(II)废水的方法，采用以下五个步骤：

步骤一：制备磁性固体颗粒：本发明采用水相共沉淀法，分别称取2.78gFeSO₄·7H₂O和4.87gFeCl₃·6H₂O，按Fe(III)盐与Fe(II)盐摩尔比为1.6～2.2取量，倒入盛有100mL去离子水的三颈圆底烧瓶中，置于30℃水浴锅中不断通入氮气并搅拌使其完全溶解，同时向其中加入体积摩尔浓度为0.7molL^-1的氨水，调节溶液的pH为12。反应过程中应不断通入氮气并且搅拌同时加入氨水，维持溶液的pH为12。反应1h后停止搅拌，将三颈圆底烧瓶放入60℃水浴锅中并维持氮气氛熟化1h，待反应结束后冷却至室温，在多功能磁场作用下分离出磁性固体颗粒，用去离子水反复洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤三次，放入烘箱烘干，制得磁性固体颗粒。

步骤二：磁性固体颗粒的表面处理：称取1.0g上述制备的磁性固体颗粒置于烧杯中，加入体积为200mL质量百分浓度为0.9％的十二烷基磺酸钠溶液，搅拌5h，每搅拌1h用超声波超声10min，在多功能磁场作用下使得固液分离，洗涤固体，干燥得处理后的黑色磁性固体颗粒。

步骤三：制备改性磁性固体颗粒：配制浓度为200mgL^-1的聚丙烯酰胺溶液100mL，将上步表面处理过的磁性固体颗粒加入到聚丙烯酰胺溶液中，于30℃水浴锅中恒温，在转速为800r/min下搅拌40min后，在多功能磁场作用下得上层清液和下层固体颗粒，除去上层清液，将固体颗粒放入烘箱干燥，得改性磁性固体颗粒。