[发明专利]一种强化含铬废水常温合成的含铬尖晶石磁学性能的方法

说明书

本发明公开了一种强化含铬废水常温合成的含铬尖晶石磁学性能的方法，常温下，向含铬废水中加入一种或多种还原剂，使六价铬转变为三价铬，然后通过加入亚铁盐、调节pH、通入空气或氧气合成含铬的尖晶石；本发明在常温合成含铬尖晶石过程中，通过加入一定量的可溶性锌盐，并控制锌离子与三价铬离子浓度比为0.1～0.8，强化了合成产物的磁学性能，提高合成产物综合回收指标；通过该本方法的使用，含铬废水中铬离子的去除率达到99%以上，铬的综合回收率达90%以上，处理后的废水达到排放标准；此外，合成的含铬尖晶石结构稳定，磁场强度最强可增至60 emu/g；本发明方法不仅操作简单、成本低廉，而且可同步实现含铬废水中铬的净化及资源化。

技术领域

本发明涉及一种强化含铬废水常温合成的含铬尖晶石磁学性能的方法，属于资源与环境领域。

背景技术

随着我国电镀、矿冶、化工、制药、航空等工业的迅速发展，铬的消耗量日益增大，含铬废水的产生和排放量也逐渐增大。这些含铬废水若得不到合理处置，将会对农田、土壤和河流造成严重的污染和破坏。

目前，针对含铬废水的处理方法包括化学沉淀法、铁氧体法、膜分离技术、吸附法、离子交换法、萃取法、光催化法、电解法、生物法、兰西法等，其中工业上应用最多的为化学沉淀法，但化学沉淀法会产生大量的固体危险废物-含铬污泥，这类产物须委托有资质的企业进行处理，处理费用约2000～3000元/吨，处理成本较高。

铁氧体法不仅可以实现水体的净化，而且可将污泥转化为有价值且结构稳定的铬铁矿。由于铁氧体法处理含铬废水一般均需要加热，温度约50～70℃，加热过程耗能比较大、成本较高、操作困难，且挥发的蒸汽容易对空气造成污染。因此，常温铬铁矿的合成有着十分重要的意义，但是前人研究表明，较低的合成温度会影响产物磁学性能及综合利用指标，那么如何在常温下合成磁学性能较好的铬铁矿有着重要的研究和应用价值。

发明内容

为实现含铬废水低成本、绿色、高效净化及资源化利用新技术，解决化学沉淀法危险固体污泥的产生和铁氧体法处理成本高、利用率低的问题，本发明旨在提供一种强化含铬废水常温合成的含铬尖晶石磁学性能的方法。常温下，首先通过还原剂将废水中的六价铬转变为三价铬，然后通过锌离子的掺杂强化合成含铬尖晶石的磁学性能，再通过磁选进行回收利用。该发明方法不仅操作简单、成本低廉，而且可同步实现废水中铬的净化及资源化，具有传统技术无法比拟的优势。

本发明的技术方案是：本发明首先在常温下通过还原剂将废水中的六价铬转变为三价铬，然后依次加入可溶性锌盐、亚铁盐，并调节废水pH为9.0~13.0，经充气搅拌后进行磁选，回收含铬尖晶石，再将磁选后的矿浆经浓缩后固液分离，废水达标排放。

本发明的具体步骤如下：

（1）首先调节含铬废水的pH至1.0～2.0；

（2）然后向含铬废水中加入还原剂并搅拌，使含铬废水中的六价铬还原为三价铬；

（3）向步骤（2）还原后的溢流废水中加入可溶性锌盐并搅拌，然后再加入亚铁盐；

（4）调节步骤（3）反应后含铬废水的pH为9.0~13.0；

（5）向步骤（4）的溶液中充入压缩空气或压缩氧气，并搅拌0.5~2h；

（6）将步骤（5）搅拌后的溶液进行磁选，回收磁性较强的含铬尖晶石；

（7）将步骤（6）磁选后的矿浆经浓缩后进行固液分离，废水达标排放。

步骤（2）中的还原剂为铁粉、硫酸亚铁、亚硫酸钠或焦亚硫酸钠，且搅拌采用机械搅拌或曝气搅拌。

步骤（3）中可溶性锌盐为氯化锌或硫酸锌，且锌离子与铬离子的浓度比为0.1~0.8。

步骤（3）中加入的亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁，且亚铁离子与铬离子的摩尔比为8~20。