[发明专利]一种回收硅锌矿石废水中锌离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂制备及应用方法，尤其涉及一种对处理硅锌矿石废水中锌离子具有高效性回收、吸附性能好、可重复利用的合成树脂方法及回收硅锌矿石废水中锌离子的方法。

背景技术

随着社会的不断发展，工业的发展也在不断进步，随之而来的就是各种工业废水的处理问题。现在人们开始越来越关注重金属污染对人体和水域生态的影响。由于重金属污染物难以在环境中降解，可通过食物链逐步富集，最终聚积在动植物体内，使浓度能成百上千倍地增加，许多环境公害事件与重金属污染有关，是危害人类最大的污染物之一。

从低浓度的重金属废水中回收重金属是现如今比较热门的一个研究课题。常见的回收方法有化学沉淀法、氧化还原法、电解法、物理吸附法及生物吸附方法等，但是它们的成本往往较高或者处理效果不理想或是技术仍不成熟，有的处理产物还会造成二次污染。相比于这些方法，离子交换树脂法反应迅速、适应范围广，且洗脱率高、残渣稳定又无二次污染，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低，已经在工业废水处理过程中得到越来越广泛的使用。

离子交换树脂法有上述的优点，但是仍有一个最大的缺陷，那就是现有的方法吸附时间普遍较长，虽然吸附量能达到200mg/g甚至接近300mg/g，但是大多数需要一至两天，对于回收污染程度严重的锌显得时间成本太高，效率低下。而现在的快速吸附法吸附量普遍不高，吸附量只能在70-80mg/g徘徊，不能满足需求。并且处理硅锌矿石废水中含有微量Fe、Mn等金属离子，如果直接排放将会导致的环境污染。所以急需一种能够代替他们的方法来对锌离子进行快速回收，以达到回收成本、节约资源、保护环境的目的。

发明内容

本发明提供一种合成树脂及其制备方法，采用该方法得到的合成树脂对处理硅锌矿石废水中锌离子有较高的效率性回收。

为了解决上述技术问题，本发明提供的回收硅锌矿石废水中锌离子的方法包括以下步骤以下方案：

(1)将氯球浸泡在作为反应溶剂的N,N-二甲基甲酰胺中，直至氯球充分溶胀，所述氯球为大孔型交联氯甲基化聚苯乙烯珠体；

(2)在步骤(1)的所得物中加入作为配体的对氨基苯甲酸，加入催化剂，在80-120℃的反应温度下，在氮气保护下加热搅拌反应10小时，转速为100～300r/min，其中，所述氯球与对氨基苯甲酸的反应摩尔比为1:3～1:5；

(3)过滤步骤(2)的所得物，得到滤饼，将滤饼用作为反应溶剂的N,N-二甲基甲酰胺浸泡洗涤至洗涤液为无色，然后用蒸馏水洗涤，再用NaOH水溶液浸泡，用蒸馏水洗涤，再依次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤，于50℃下真空干燥，得到吸附功能树脂；

(4)准确称量干燥好的树脂15mg，加入pH＝4.5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液，浸泡24小时，待硅锌矿废水自然沉淀后，取50～100mL上清液中加入所得物(包括溶胀后的树脂及剩余的醋酸-醋酸钠缓冲溶液)，10h后取出树脂洗涤，用0.5～2mol/L HCl洗涤，洗涤后溶液为锌离子溶液。

较佳地，在步骤1)中，氯球与N,N-二甲基甲酰胺的用量比为：1.5mg氯球/1ml的N,N-二甲基甲酰胺。

较佳地，在步骤2)中，温度为80℃。

较佳地，在步骤2)中，氯球与对氨基苯甲酸的反应摩尔比为1:4。

较佳地，在步骤2)中，搅拌转速为200r/min。

较佳地，在步骤4)中，采用1mol/L HCl洗脱。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

(1)本发明采用的原料是氯球，具有较高的机械强度和物理稳定性来源广泛，价格低廉，具有明显的经济效益；

(2)本发明得到的合成树脂对处理硅锌矿石废水中锌具有较高的效率性回收且回收功能强，吸附速度快；

(3)本发明得到的合成树脂使用HCl溶液可进行有效地解吸，树脂回收率高，节约成本利益大，解吸的重金属也可以通过富集回收利用，从而有效地节约了资源；

(4)本发明配体是新探索的材料便于操作生产出新型吸附材料，吸附功能树脂的制备方法操作简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1所示为本发明的反应原理图；

图2所示为反应温度对合成树脂功能基转化率的影响；

图3所示为反应摩尔比对合成树脂功能基转化率的影响；

图4所示为不同pH条件下合成树脂对锌离子的吸附；