鋼渣處理含鉻離子廢水技術(shù)

　　鋼渣是鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，我國(guó)存量已超過(guò)千萬(wàn)噸，而且存量每年還在遞增。大量鋼渣不僅影響土地資源利用，而且會(huì)造成破壞大氣、污染土壤等環(huán)境問(wèn)題。大多數(shù)鋼渣未能綜合利用，采用粗放式處理方法，主要利用途徑包括：作為燒結(jié)溶劑、工業(yè)回填料、配制水泥添加料和建筑材料。按資源性和有效性評(píng)定，我國(guó)鋼渣實(shí)際利用率只有50%左右，發(fā)達(dá)國(guó)家利用率可達(dá)95%以上，可見(jiàn)我國(guó)對(duì)鋼渣綜合利用水平不高，應(yīng)積極探索利用量大、附加值高的應(yīng)用新途徑。

　　鋼渣不僅具有表面結(jié)構(gòu)疏松多孔、有很多空隙和活性官能團(tuán)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)的特性，而且密度大，沉降速度快，固液分離效果好，性能穩(wěn)定，是一種極具潛力的吸附劑。鋼渣作為吸附劑在重金屬離子廢水、有機(jī)染料廢水、化工廢水等廢水處理方面都有較好吸附效果。鋼渣的吸附性能改進(jìn)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，本文針對(duì)鋼渣對(duì)含鉻離子廢水的吸附性能展開(kāi)研究，提供一條鋼渣再利用的方法。

　　1、實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

　　實(shí)驗(yàn)材料：鋼渣、硫酸、NaoH溶液、蒸餾水、二苯碳酰二肼、重鉻酸鉀。實(shí)驗(yàn)器材：電子天平、pHS-3C系列pH計(jì)、HZQ-C水浴振蕩器、Cary60UV-Vis分光光度計(jì)、遠(yuǎn)紅外快速干燥箱。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　容量瓶中加入100ml一定初始濃度的鉻離子廢水溶液和鋼渣后，調(diào)節(jié)適合吸附的條件，水浴振蕩后。用高錳酸鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定廢水中六價(jià)鉻離子的濃度并計(jì)算其去除率。鉻離子去除率公式：

　　其中：C0：?jiǎn)挝籱g/L，代表初始濃度，Ce：?jiǎn)挝籱g/L，代表吸附后溶液濃度。

　　2、結(jié)論與分析

　　2.1 鋼渣加入量對(duì)吸附率的影響

　　配制60mg/L的鉻離子廢水，分別在100mL的溶液中投加0.20，0.40，0.60，0.80，1.00，1.20，1.40，1.60g鋼渣，即吸附劑投加量為2，4，6，8，10，12，14，16g/L.溶液，經(jīng)靜態(tài)吸附完成后，測(cè)定被吸附溶液的濃度，最后求出吸附率。結(jié)果如表1所示。

　　通過(guò)表1可見(jiàn)，鋼渣加入量可以在很大程度上影響吸附率，在100mL溶液中，鋼渣的加入量為2～12g/L時(shí)，吸附率增大的幅度很大；而當(dāng)赤泥顆粒的加入量為12～16g/L時(shí)，吸附率增幅很小。因?yàn)槿芤簼舛仁谴_定不變的，不斷增加吸附劑赤泥顆粒加入量，固液比加大，影響了赤泥的吸附趨勢(shì)，使其逐漸平緩。綜合考慮12g/L的加入量最佳。

　　2.2 吸附時(shí)間對(duì)吸附率的影響

　　配制一定濃度的鉻離子溶液與鋼渣混合，溫度為室溫，靜態(tài)吸附結(jié)束后，測(cè)定不同吸附時(shí)間后被吸附溶液的濃度，最后求出吸附率。結(jié)果見(jiàn)表2。

　　從表2中可看出來(lái)，吸附時(shí)間與吸附率成正比，即吸附的時(shí)間越長(zhǎng)，吸附效果也就越好。反應(yīng)初期，鋼渣吸附鉻離子速度較快，可以明顯看出溶液中絮狀沉淀出現(xiàn)，隨著時(shí)間增加，吸附率逐漸增加，吸附時(shí)間為6h，吸附率為89.9%，已經(jīng)達(dá)到吸附平衡。吸附時(shí)間大于6h，吸附率趨于穩(wěn)定。證明吸附6h后，吸附效果最佳。

　　2.3 吸附溫度對(duì)吸附的影響

　　初始濃度60mg/L亞甲基藍(lán)溶液與12g/L赤泥顆?；旌?，在10～60℃溫度下靜態(tài)吸附6小時(shí)。然后用分光光度計(jì)測(cè)吸附過(guò)后溶液的濃度，最后算出吸附率，結(jié)果如表3所示。

　　從表中可見(jiàn)，溫度對(duì)吸附影響不大，反應(yīng)溫度低于20℃時(shí)鉻離子去除效果受溫度影響較大，30℃時(shí)吸附效果最佳，吸附率達(dá)到91.7%，高于30℃后去除率趨于穩(wěn)定。因此選擇30℃為最佳反應(yīng)溫度。

　　2.4 吸附液的pH對(duì)吸附的影響

　　溶液pH值是用吸附法重要影響因素之一，因?yàn)闅潆x子本身是強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)離子，溶液pH不僅會(huì)影響到溶液，也會(huì)影響鋼渣表面功能團(tuán)電離作用。用一定濃度NaOH溶液和HCl溶液調(diào)節(jié)60mg/L溶液初始pH后，與12g/L鋼渣混合，靜態(tài)吸附6小時(shí)，測(cè)余下溶液的濃度，算出吸附率，結(jié)果見(jiàn)表4。

　　由表4可知，pH<4時(shí)吸附率受初始pH值影響較大，pH=4時(shí)，吸附率為91.7%，當(dāng)pH>4時(shí)，吸附率趨于穩(wěn)定。整體看來(lái)鋼渣的吸附性能較好。

　　3、結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)鋼渣加入量、吸附時(shí)間、吸附溫度和吸附初始實(shí)驗(yàn)研究，得出鋼渣對(duì)鉻離子廢水的吸附最佳條件：12g/L的加入量，吸附時(shí)間6h，溫度30℃，pH=4時(shí)，吸附率最佳可達(dá)91.7%。(來(lái)源：河南科技大學(xué)材料學(xué)院)