[发明专利]用镁铝水滑石去除不锈钢酸洗废水中氟离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除废水中氟离子的方法，特别是涉及一种用镁铝水滑石去除不锈钢酸洗废水中氟离子的方法。

背景技术

不锈钢酸洗废水是在制造不锈钢过程中，为去掉其表面因退火形成的氧化皮而使用由硝酸、氢氟酸和硫酸等配成的混酸进行处理，再用清洗水喷淋后产生的废水^[1]。除含有铬、铁等金属离子外，不锈钢酸洗废水中还含有大量的氟离子，其含量明显高于国标GB8978-1996规定的排放标准，因此必须经除氟处理后才能排放。目前，国内外处理不锈钢酸洗废水的主要方法是加碱中和沉淀法，其缺点是出水氟离子浓度不稳定、污泥量大、处理成本高等^[2]。沉淀法产生的污泥最终变成危险固体废弃物，没有很好的处理方法。由于硝酸根离子和硫酸根离子不属于废水排放标准的控制物质，因此，如果能选择性地去除酸洗废水中的氟离子，将显著降低废水处理成本和二次污染物的排放量。

镁铝水滑石是一种层状双金属氢氧化物(LDH)，被广泛用作吸附剂和催化剂，其化学组成通式为，把镁铝水滑石在450 ~ 550 ^oC的温度下焙烧，可将其转化为镁铝混合氧化物，它是一种层状双金属氧化物(LDO)，具有较大的比表面积和孔体积。LDO在适当的条件可以恢复为原来的层状双金属氢氧化物，这被称作结构“记忆效应”^[3]。如果用LDO作为水处理剂，那么它的这种“记忆效应”可使其在水处理过程中实现吸附和再生的循环。

镁铝水滑石焙烧后形成的镁铝混合氧化物对水溶液中常见阴离子的吸附能力不同，吸附能力按照从强到弱的顺序为^[4]，因此，镁铝水滑石可对含多种阴离子的废水进行选择性吸附处理。

参考文献

[1] A Agrawal, KK Sahu. An overview of the recovery of acid from spent acidic solutions from steel and electroplating industries, Journal of Hazardous Materials, 2009, 171: 61-75.

[2] 高亮. 不锈钢酸洗废水处理中的污泥减排技术, 中国给水排水, 2009, 25(10): 83-86.

[3] 李春艳, 蒋云福, 赵俊, 等. CoFe₂O₄/MgAl-LDO 吸附水中的Cr(VI), 环境工程学报, 2016, 10(2): 604-610.

[4] LM Parker, NB Milestone, RH Newman. The Use of Hydrotalcite as an Anion Absorbent, Industrial and Engineering Chemistry Research, 1995, 34: 1196-1202。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用镁铝水滑石去除不锈钢酸洗废水中氟离子的方法，本发明将干燥后的水滑石在550 ^oC下焙烧2 ~ 4小时，得到具有层状结构的混合氧化物，以Mg-Al-O表示。将氟离子从大量的不能直接排放的酸洗废水中分离出来并浓缩和将水滑石吸附剂再生两个步骤。特别适合于对所排放废水中硫酸根和硝酸根含量不限制的情况，并且能减少危险固体废弃物的排放量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用镁铝水滑石去除不锈钢酸洗废水中氟离子的方法，所述方法包括以下过程：取Mg-Al-O放入同时含有硝酸根、硫酸根和氢氟酸根的不锈钢酸洗废水中，废水的pH值为2 ~ 6，不锈钢酸洗废水中硝酸根、硫酸根和氢氟酸根的含量在下述范围：F^-，0.01 ~ 1.5 g/L；NO₃^-，0.2 ~ 10 g/L；，0.2 ~ 5 g/L；在水温为30 ~ 50 ^oC的条件下搅拌1 ~ 2小时，将固液混合物减压过滤，测定滤液中氟离子含量；将滤饼放入碳酸钠溶液中搅拌2小时，氟离子被碳酸根离子置换到溶液中，减压过滤，将滤饼干燥后焙烧，重新得到Mg-Al-O，循环使用，继续处理不锈钢酸洗废水；Mg-Al-O每使用一次会有少量损失，因此在下一次使用时需补加与之相同量的新制备的Mg-Al-O；将用于Mg-Al-O再生的碳酸钠溶液收集起来，统一存放。