多金屬鞣制廢水中鉻沉淀行為及其影響因素研究.pdf

1、鉻鞣法是目前制革工業(yè)中最成熟、產(chǎn)品質(zhì)量最可靠、成本最低的鞣革方法。針對鉻資源消耗和Cr(Ⅵ)污染等問題，國內(nèi)外化學(xué)家研究采用各種無鉻鞣（鋯、鈦、鋁）鞣制技術(shù)來取代鉻鞣。由于鞣劑分子的化學(xué)性質(zhì)差異，導(dǎo)致鞣制結(jié)束后排入廢水中的金屬類物質(zhì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，且在廢水中是很難用簡單的沉淀法得到有效去除。多金屬在皮革廢水中存在的結(jié)構(gòu)形態(tài)、分布規(guī)律、變化形式，已成為目前皮革廢水處理中亟待解決的問題。本課題以單一金屬鞣制廢水為基礎(chǔ)，以多金屬復(fù)

2、合鞣制廢水處理為背景，對廢水沉淀過程中的重金屬的行為及其差異性進(jìn)行了分析，并且研究和評價了多金屬結(jié)合鞣制廢水中金屬共沉淀去除效率及其影響因素，建立實(shí)際鞣制廢水中不同類型金屬離子的去除模型;為鞣制過程產(chǎn)生的廢水治理奠定基礎(chǔ)，為后續(xù)廢水的深度處理提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下所述。
　　 針對皮革廢水中單一金屬或多金屬與有機(jī)物配合，通過加堿沉淀法進(jìn)行去除研究，通過研究發(fā)現(xiàn):
　　 1.單一金屬鉻的沉淀點(diǎn)比較延后，最佳沉淀效果的p

3、H為8左右，沉淀的處理率為92.5％，殘余溶液中的Cr的濃度為20.49mol·L-1，未達(dá)到國家允許的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著多金屬加入共混沉淀，最佳去除效率時的pH位置明顯前移，基本保持在pH=6左右，處理效率也明顯提高，達(dá)到99.83％左右，殘余溶液中金屬離子的濃度小于1.5mol·L-1。當(dāng)Cr，Al，Zr等多金屬有機(jī)物共混時，在酸性條件下，金屬的最佳去除效率時pH在5左右，由于Zr，Al離子加堿形成的沉淀物Ksp小于鉻離子的，故在強(qiáng)堿作

4、用下容易出現(xiàn)水解現(xiàn)象。但是Cr-Zr比Cr-Al的共混加堿形成的沉淀物穩(wěn)定?？傊S著Al，Zr的加入，有利于金屬Cr的沉淀去除。
　　 2.隨著體系中Zr、Al金屬的加入，單獨(dú)金屬溶液與多金屬共混加堿過程中耐堿性發(fā)生了明顯變化，由起初的pH=7～8左右，轉(zhuǎn)變?yōu)閜H在8～9之間。說明Cr，Al，Zr三種金屬之間共混配位，可以提供沉淀物的穩(wěn)定性，使廢水的處理效率提高，殘余溶液中金屬離子的濃度基本小于1.5mol·L-1。
　

5、　 3.通過紫外光譜圖可觀察到，在325～480nm與490～700nm的可見光范圍內(nèi)的兩個吸收帶基本消失，而Cr與Cr-Zr、Cr-Al共混結(jié)合的紫外區(qū)域曲線發(fā)生明顯的藍(lán)移現(xiàn)象，說明加堿沉淀過程中有新的絡(luò)合物產(chǎn)生。并且從熱重分析得到，硫酸鉻在550℃左右沒有明顯的質(zhì)量損失，而有Zr、Al及有機(jī)物共混過程中高溫煅燒后，從DTG曲線發(fā)現(xiàn)，在300～400℃左右出現(xiàn)新的質(zhì)量損失臺階，主要是由于沉淀物中有機(jī)物脫-COOH所致，在450～50

6、0℃之間出現(xiàn)新的吸收峰，可能是金屬氧化物與新配合物的混合物的。說明在加堿過程中確有新的配合物產(chǎn)生。從能譜分析可以得到，由于Zr，Al和多種有機(jī)配體的加入，沉淀物中含有2～8％(Wt)左右的有機(jī)碳存在，多金屬與有機(jī)物共混沉淀中為復(fù)雜配合反應(yīng)，而非單一的金屬加堿沉淀后的氫氧化物。通過紅外譜圖可以發(fā)現(xiàn)，在1650cm-1和1350cm-1處吸收峰出現(xiàn)了不同程度的紅移現(xiàn)象，這主要是由于各有機(jī)配體中-COO-的官能團(tuán)個數(shù)和位置不同，導(dǎo)致出現(xiàn)了-C