一種鐵氧體的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鐵氧體的用途。所述鐵氧體用于吸附廢水中的鉛，具體步驟如下：按照0.4g/L～1.6g/L的比例投加到含鉛廢水中，控制溫度在20～50℃，充分反應5～360min，即完成鉛去除過程。本發(fā)明利用鐵氧體處理含鉛廢水的方法具有設備簡單、操作方便、快速、高效、節(jié)能、無相變，凈化了水質(zhì)，又富集回收了重金屬離子，鉛去除率可達99.06％以上，在重金屬廢水處理領域?qū)⒂锌涨暗膽们熬啊?br> 【專利說明】一種鐵氧體的用途
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程中的廢物利用和廢水處理兩大【技術領域】，涉及一種鐵氧體的用途。
【背景技術】
[0002]鐵氧體是一種由鐵及其它一種或幾種金屬元素組成、具有亞鐵磁性的復合氧化物，也可以理解為一種具有鐵磁性的金屬氧化物。鐵氧體按晶體結構不同可分為三大類型，分別是尖晶石型、石榴石型和磁鉛石型鐵氧體。
[0003]尖晶石晶格是一個較復雜的面心立方結構，化學分子式可以用XY2O4表示，X和Y分別代表二價和三價金屬陽離子，X位置可以是單一二價陽離子也可以是二價陽離子結合物，Y位置同樣可以是單一三價陽離子也可以是三價陽離子的結合物。正是由于這種靈活共存關系可以讓酸洗污泥中各種金屬離子匹配共存穩(wěn)定于鐵氧體中。二價陽離子有Mg2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Zn2+ 等；三價陽離子有 Al3+、Cr3+、Fe3+、Mn3+、Ni3+ 等，它們分別處于尖晶石晶格中的空隙中。各種陽離子占據(jù)尖晶石型鐵氧體晶格中的A或B位的優(yōu)先趨勢的相對程度可以由下列序列表達=Zn2+, Cd2+，Mn2+，F(xiàn)e3+，Cu+，F(xiàn)e2+，Mg2+，Li+，Al3+，Cu2+，Co2+，Mn3+，Ni2+，Cr3+，從前到后，占B位的趨勢逐漸增強，占A位的趨勢逐漸減弱。
[0004]尖晶石鐵氧體的應用和研究已經(jīng)有幾十年的歷史現(xiàn)在其應用已經(jīng)不限于軟磁和永磁材料，還應用在尖端技術，如雷達、微波(超高頻)多路通訊、遠程操縱等方面。在水處理方面，由于尖晶石鐵氧體具有優(yōu)良的磁性和化學穩(wěn)定性，已經(jīng)有報道以鐵氧體是，負載上其他無磁性的半導體催化劑，利用磁性方便回收，循環(huán)利用。但負載催化劑工藝相對較為復雜且負載后磁性降低。鉛是自然界分布很廣的元素，也是工業(yè)中常使用的元素之一，在自然界中多以硫化物形式存在，僅少量為金屬狀態(tài)，并常與鋅、銅等元素共存。鉛及其化合物是一種不可降解的環(huán)境污染物，可通過廢水、廢氣、廢渣大量流入環(huán)境，通過食物鏈、土壤、水與空氣直接或間接地進入人體，損害造血系統(tǒng)，引起貧血、神經(jīng)系統(tǒng)末稍神經(jīng)炎，還可隨血液流入腦組織，損害小腦和大腦皮質(zhì)細胞，干擾新陳代謝活動，引起腦損傷，而且鉛毒性持久，半衰期長達10年，不易被人體排出，任何程度的鉛污染都會對人體健康產(chǎn)生不利影響。廢水中的總鉛為第一類污染物，含鉛廢水如需排放，總鉛在車間排放口必須達到第一類污染物最聞允許濃度排放標準。
[0005]目前，處理廢水中重金屬鉛離子，工業(yè)上一般采用化學沉淀法、離子交換法、電解法。另外，液膜法和生物吸附法是新興的含鉛廢水的處理方法，目前處于研究階段，是今后的發(fā)展方向。上述方法主要存在以下缺陷:
[0006]1、化學沉淀法費用高、處理量小、選擇性差、污泥量大、污泥不易處理、易造成二次污染。
[0007]2、離子交換法一次性投資大，運行費用高，樹脂易受污染或氧化失效，再生頻繁，再生問題也存在一定的困難。
[0008]3、電解法處理大量廢水時能耗大，電極金屬耗量大，不適合高濃度廢水。[0009]4、液膜法由于液膜技術難度大，用于制備乳化劑液膜的表面活性劑品種少、性能差、破乳技術不過關等，阻礙了該法的工業(yè)化。
[0010]5、生物吸附法易受pH值、溫度、金屬離子濃度、生物膜的培養(yǎng)條件、共存重金屬離子等較多因素影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種鐵氧體的新用途，所述鐵氧體用于吸附廢水中的鉛。
[0012]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為:
[0013]一種鐵氧體的用途，所述鐵氧體用于吸附廢水中的鉛，具體步驟如下:
[0014]I)調(diào)節(jié)含鉛廢水的pH值，然后將吸附劑鐵氧體投加到含鉛廢水的反應器中；
[0015]2)使吸附劑與含鉛廢水充分混合反應；
[0016]3)吸附平衡時，采用磁選分離的方法分離鐵氧體即可得到澄清的待測液。
[0017]其中，步驟I)中，含鉛廢水濃度控制在10~50mg/L ;調(diào)節(jié)廢水的pH值為2.5~
6.5 ;吸附劑鐵氧體的添加量為0.4g/L~1.6g/L。 [0018]步驟2)中，充分混合反應控制溫度在20~50°C，攪拌速度在100~600rpm/min，反應時間為5min~6h。
[0019]步驟3)中磁選分離的方法選用磁鐵分離鐵氧體。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點是:
[0021]1、本發(fā)選用鐵氧體作為吸附劑,吸附處理有色含鉛廢水應用于含鉛廢水4個小時內(nèi)的去除率可99.06%。去除率該鐵氧體吸附劑有較強的磁性，可用磁鐵輕松的實現(xiàn)鐵氧體的分離與回收再生重復利用，重復使用的吸附劑依然具有很高的吸附活性，實現(xiàn)了資源的高效重復利用，是一種治廢和節(jié)能的有效途徑。
[0022]2、本發(fā)明采用鐵氧體吸附處理模擬的含鉛廢水，該鐵氧體吸附與傳統(tǒng)方法相比，具有設備簡單、操作方便、快速、高效、節(jié)能、無相變，凈化了水質(zhì)，又富集回收了重金屬離子。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1本發(fā)明實施例1中吸附時間與鉛廢水去除率的關系圖。
[0024]圖2本發(fā)明實施例1中投加量與鉛廢水去除率的關系圖。
[0025]圖3本發(fā)明實施例1中進水鉛濃度與鉛廢水去除率的關系圖。
[0026]圖4本發(fā)明實施例1中進水初始pH值與鉛廢水去除率的關系圖。
【具體實施方式】
[0027]—種鐵氧體的用途，所述鐵氧體用于吸附廢水中的鉛，具體步驟如下:
[0028]I)調(diào)節(jié)含鉛廢水的pH值，然后將吸附劑鐵氧體投加到含鉛廢水的反應器中；所述含鉛廢水濃度控制在10~50mg/L ;調(diào)節(jié)廢水的pH值為2.5~6.5 ;吸附劑鐵氧體的添加量為 0.4g/L ~1.6g/L。
[0029]2)使吸附劑與含鉛廢水充分混合反應；充分混合反應控制溫度在20~50°C，攪拌速度在100~600rpm/min,反應時間為5min~6h。[0030]3)吸附平衡時，采用磁選分離的方法分離鐵氧體即可得到澄清的待測液，磁選分離的方法選用磁鐵分離鐵氧體。
[0031]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0032]實施例1
[0033]本發(fā)明選用的鐵氧體為自制，其制備及吸附鉛的方法包括以下過程和步驟:
[0034]I)將鋼鐵酸洗廢水污泥于105°C烘干12h，得到干化的鋼鐵酸洗廢水污泥，研磨，過100目篩；
[0035]2)稱取Ig上述污泥和lgFeC12.4H20加到40mL乙二醇溶液中，在室溫下以200rpm/min的速度攪拌30min至外加鐵源完全溶解；
[0036]3)稱取5g乙酸鈉和2g聚乙二醇(2000)依次加入2)所述反應溶液中，在室溫下以900rpm/min的速度攪拌40min,形成均勻液相反應溶液；
[0037]4)轉入反應釜中進行水熱反應；在200°C溫度下，反應8h ；
[0038]5)反應完畢后將釜體自然冷卻至室溫后開釜；磁選分離得到黑色鐵氧體，然后用無水乙醇洗滌5次，然后60°C真空烘12h，得到鐵氧體；
[0039]6)將吸附劑投加到50mg/L含鉛廢水的反應器中；吸附劑投加量為0.4~1.6g/L
[0040]7)室溫下，以300rpm/min的速度攪拌，使吸附劑與含鉛廢水充分混合反應，開始計時。
[0041]8)吸附平衡時，用磁鐵分離鐵氧體即可輕松得到澄清的待測液，無需離心等待。
[0042]本實施例用的酸洗污泥中的主要重金屬含量)為下表1所示:
[0043]表1酸洗污泥中主要重金屬含量(wt % )
[0044]
【權利要求】
1.一種鐵氧體的用途，其特征在于，所述鐵氧體用于吸附廢水中的鉛，具體步驟如下: 1)調(diào)節(jié)含鉛廢水的PH值，然后將吸附劑鐵氧體投加到含鉛廢水的反應器中； 2)使吸附劑與含鉛廢水充分混合反應； 3)吸附平衡時，采用磁選分離的方法分離鐵氧體即可得到澄清的待測液。
2.根據(jù)權利要求1所述的用途，其特征在于:步驟I)中，含鉛廢水濃度控制在10~50mg/L ;調(diào)節(jié)廢水的pH值為2.5~6.5 ;吸附劑鐵氧體的添加量為0.4g/L~1.6g/L。
3.根據(jù)權利要求1所述的用途，其特征在于:步驟2)中，充分混合反應控制溫度在20~50°C，攬祥速度在100~600rpm/min,反應時間為5min~6h。
4.根據(jù)權利要求1所述的用途，其特征在于:步驟3)中磁選分離的方法選用磁鐵分離鐵氧體。
【文檔編號】C02F1/62GK103979630SQ201410226877
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】孫秀云, 王連軍, 楊洋, 褚禛, 嚴玉波, 李健生, 沈錦優(yōu), 韓衛(wèi)清, 劉曉東 申請人:南京理工大學