利用電鍍廢水和電鍍汙泥製備催化劑的方法
2023-10-20 02:16:37
專利名稱：利用電鍍廢水和電鍍汙泥製備催化劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用電鍍廢水和汙泥製備催化劑的工藝方法，具體涉及電鍍汙泥與二氧化碳氣體協同處理製備催化劑的工藝方法，屬廢物資源化利用及環境工程技術領域。
背景技術：
由於電鍍行業使用了大量強酸、強鹼、重金屬溶液，甚至包括鉻、氰化物、鉻酐等有毒有害化學品，在工藝過程中排放了汙染環境和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，已成為一個重汙染行業。電鍍汙泥是電鍍廢水處理過程中產生的排放物，其中含有大量的銅、鎘、 鎳、鋅、鉻等有毒重金屬，成分十分複雜。在我國《國家危險廢物名錄》(環發[1998]89號) 所列出的47類危險廢物中，電鍍汙泥佔了其中的7大類，是一種典型的危險廢物。目前， 由於我國電鍍行業存在廠點多、規模小、裝備水平低及汙染治理水平低等諸多問題，大部分電鍍汙泥仍只是進行簡單的土地填埋，甚至隨意堆放，對環境造成了嚴重汙染。因此，如何採取有效的技術處理處置電鍍汙泥，並實現其穩定化、無害化和資源化，一直都是國內外的研究重點。
發明內容
本發明的目的在於提供一種電鍍廢水和電鍍汙泥與CO2氣體協同處置製備催化劑的工藝方法。末發明的又一目的是實現廢物的資源化利用。本發明一種利用電鍍廢水和汙泥製備催化劑的工藝方法，主要是將電鍍廢水和汙泥按一定比例混合後與二氧化碳協同進行處理，然後將處理後的產物進行煅燒，即可製得其有一定活性的催化劑；其特徵在於具有以下的製備過程和步驟
a.電鍍廢水的預處理；使電鍍廢水中主要重金屬含量達到以下要求Ni 500 3000mg/L、Zn 500 3000mg/L、Cr 500 4000mg/L，其他 Fe、CO、Cu 金屬元素為微量；
b.電鍍汙泥的預處理；使電鍍汙泥中主要重金屬或無機組分含量達到以下要求 Ni 3 8wt%, Zn 3 10wt%, Cr 3 6wt%, Ca 10 30wt%, Fe 40 60wt%，其他 CO、Cu、 Al金屬元素為微量；
c.將上述的電鍍廢水和電鍍汙泥兩者按一定比例混合，即每克乾電鍍汙泥與 4 6mL的電鍍廢水的配比關係進行配料混合，得到混合物；
d.在上述所得混合物中加入一定量的蒸餾一，形成料漿液；蒸餾水的加入量與所述混合物的體積比為1 :1 3 :1 ；
e.用2mol/L的NaOH溶液進行pH值調節；然後應用加速碳化和恆定pH值共沉澱的方法在恆溫水浴鍋中不斷攪拌下進行反應；反應過程中保持溶液的PH值在7 11間，反應溫度為60 80°C ；
f.將反應後的漿體再在水浴振蕩器中陳化24 48小時；陳化溫度為70 90°C; 然後將陳化後的漿體經多次抽濾、洗滌，得到有層狀結構的類水滑石化合物；g.將上述所得類水滑石化合物經80°C下乾燥後研漿成粉末；然後將該粉末放在馬弗爐中在400 500°C下煅燒6 8小時，最終得到含有Zn0、Ni0、ZnCr204的具有催化活的物質，也即為催化劑。本發明方法的原理及機理敘述如下
本發明方法的原理為加速碳化方法和傳統共沉澱法合成類水滑石化合物過程。通常為將金屬鹽溶液與NaOH溶液分別緩慢加入固定的容器中進行反應，反應過程中不斷通入二氧化碳，並且保持混合溶液的PH 7 11。通過這一過程，廢水中的各種重金屬離子達到共同沉澱，並且形成類似Ni-Zn-Cr-LDH和Ni-Fe-LDH等類水滑石化合物。碳化產物的形成過程可以用下列反應式來表示
權利要求
1. 一種利用電鍍廢水和汙泥製備催化劑的方法，主要是將電鍍廢水和汙泥按一定比例混合後與二氧化碳協同進行處理，然後將處理後的產物進行煅燒，即可製得其有一定活性的催化劑；其特徵在於具有以下的製備過程和步驟a.電鍍廢水的預處理；使電鍍廢水中主要重金屬含量達到以下要求Ni 500 3000mg/L、Zn 500 3000mg/L、Cr 500 4000mg/L，其他 Fe、CO、Cu 金屬元素為微量；b.電鍍汙泥的預處理；使電鍍汙泥中主要重金屬或無機組分含量達到以下要求 Ni 3 8wt%, Zn 3 10wt%, Cr 3 6wt%, Ca 10 30wt%, Fe 40 60wt%，其他 CO、Cu、 Al金屬元素為微量；c.將上述的電鍍廢水和電鍍汙泥兩者按一定比例混合，即每克乾電鍍汙泥與 4 6mL的電鍍廢水的配比關係進行配料混合，得到混合物；d.在上述所得混合物中加入一定量的蒸餾一，形成料漿液；蒸餾水的加入量與所述混合物的體積比為1 :1 3 :1 ；e.用2mol/L的NaOH溶液進行pH值調節；然後應用加速碳化和恆定pH值共沉澱的方法在恆溫水浴鍋中不斷攪拌下進行反應；反應過程中保持溶液的pH值在7 11間，反應溫度為60 80°C ；f.將反應後的漿體再在水浴振蕩器中陳化M 48小時；陳化溫度為70 90°C; 然後將陳化後的漿體經多次抽濾、洗滌，得到有層狀結構的類水滑石化合物；g.將上述所得類水滑石化合物經80°C下乾燥後研漿成粉末；然後將該粉末放在馬弗爐中在400 500°C下煅燒6 8小時，最終得到含有ai0、Ni0、aiCr204的具有催化活的物質，也即為催化劑。
全文摘要
本發明涉及一種利用電鍍廢水和電鍍汙泥製備催化劑的工藝方法，屬廢物資源化利用及環境工程技術領域。本發明工藝步驟包括混合、攪拌、沉澱、固液分離、乾燥、煅燒等步驟。由於利用該工藝方通過工業廢物電鍍廢水和汙泥與工業CO2協同處置，對於電鍍廢水的處理和溫室氣體的減排和捕獲具有重要的意義，使廢物得到充分利用，實現資源化再生利用的目的；不但能獲得催化劑，而且能緩解環境汙染，達到了以廢治廢的目的。
文檔編號B01J23/86GK102179253SQ201110056349
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者餘穎, 劉衝, 吳嶽英, 穀雨, 鄭建昌, 錢光人 申請人:上海大學