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CN113526606A - 一种除铊剂及其制备方法 - Google Patents

一种除铊剂及其制备方法 Download PDF

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CN113526606A
CN113526606A CN202110944374.9A CN202110944374A CN113526606A CN 113526606 A CN113526606 A CN 113526606A CN 202110944374 A CN202110944374 A CN 202110944374A CN 113526606 A CN113526606 A CN 113526606A
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urea
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布美热木·克力木
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Deland Water Technology Co ltd
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Deland Water Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种除铊剂及其制备方法,以质量分数计,包括以下组分:活性炭20‑30份、尿素1‑10份、有机硫10‑15份、活性白土5‑10份、有机烷烃1‑10份、重金属捕集剂0‑5份、直链小分子胺类物质1.5‑6.2份、表面活性剂1‑2份和氯化亚铁10‑15份。本发明的除铊剂制备简单,原料易得,且整体成本低,具有良好的除铊效果。

Description

一种除铊剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理领域,具体而言,涉及一种除铊剂及其制备方法。
背景技术
铊作为分散元素在高新技术领域、医药、航空、电子等领域得到了广泛的应用。在自然界中,铊以微量元素的形式伴生于长石、云母、黄钾铁矾等氧化矿及黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等硫化矿中。我国铊资源丰富,其储量居世界第一。近年来,随着含铊矿产资源的不断开发利用,导致了水体铊污染,对人类和环境健康造成了严重威胁。此外,日益发达的工业废水中也含有铊污染物,更进一步加剧了铊的环境污染。
一般,铊有两种价态,Tl(Ⅰ)和Tl(Ⅲ),在自然界主要以正一价形式存在,其毒性大于砷。铊中毒会导致下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不振、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等,甚至导致染色体畸变、干扰DNA的合成,严重的铊中毒可导致为植物人。铊化合物对成人最小致死量(MLD)为12mg·kg-1;铊剂量大于8.8mg·kg-1便可致儿童死亡。鉴于铊及其化合物的毒性,其已被联合国环境规划署(UNEP)下属的IRPTC列为有毒化学与人体非必需金属及其化合物。美国环境保护局(EPA)规定工业排放水中铊不超过0.14mg·L-1,生活饮用水中铊不超过2μg·L-1,而我国生活饮用水卫生标准中规定了铊的含量最高为0.1μg·L-1,高效除铊剂已成为水处理药剂的发展方向。
目前普遍采用化学沉淀法去除废水中铊。具体操作方法为通过加碱调节pH值,利用臭氧、高锰酸钾、双氧水等氧化剂,将一价铊(Tl+)氧化成三价铊(Tl3+),然后通过絮凝、沉淀或吸附进行去除。但这些技术存在加药量大,处理成本高,处理工艺复杂,有二次污染等缺点。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种除铊剂,该药剂制备简单,原料易得,且整体成本低,具有良好的除铊效果;通过将有机烷烃、直链小分子胺类物质和尿素以一定比例混合,进行二硫代氨基甲酸改性,后与表面活性剂复配,对含铊废水有很好的去除效果。
本发明的第二目的在于提供上述的制备方法,该制备方法操作简单,制备方便,制备出的除铊剂具有良好的除铊效果。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
本发明提供了一种除铊剂,以质量分数计,包括以下组分:活性炭20-30份、尿素1-10份、有机硫10-15份、活性白土5-10份、有机烷烃1-10份、重金属捕集剂0-5份、直链小分子胺类物质1.5-6.2份、表面活性剂1-2份和氯化亚铁10-15份。
优选的,活性炭23-27份、尿素3-8份、有机硫12-14份、活性白土6-8份、有机烷烃3-8份、重金属捕集剂2-4份、直链小分子胺类物质3-5份、表面活性剂1-2份和氯化亚铁12-14份。
优选的,活性炭25份、尿素5份、有机硫13份、活性白土7份、有机烷烃5份、重金属捕集剂3份、直链小分子胺类物质4份、表面活性剂2份和氯化亚铁13份。
现有技术中,普遍采用化学沉淀法去除废水中铊。其通过加碱调节pH值,利用臭氧、高锰酸钾、双氧水等氧化剂,将一价铊(Tl+)氧化成三价铊(Tl3+),然后通过絮凝、沉淀或吸附进行去除。但这些技术存在加药量大,处理成本高,处理工艺复杂,有二次污染等缺点。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种除铊剂,该药剂制备简单,原料易得,且整体成本低,具有良好的除铊效果。
其中,有机烷烃、直链小分子胺类物质和尿素以一定比例混合,能够进行二硫代氨基甲酸改性,后与表面活性剂复配,对含铊废水有很好的去除效果;
有机烷烃还具有交联作用,可将多个直链小分子胺类物质相互键合,交联成网状形成大分子骨架;
有机硫则能够在水中逐渐分解,产生二氧化硫,在大分子骨架上接枝,使其同时具有网捕作用,利于后续絮体的沉淀;
添加氯化亚铁则能够起到絮凝作用,促进废水中铊离子的沉降;
活性炭则能够作为吸附剂,进一步对铊离子进行吸附,提高处理效果。添加活性白土与活性炭复配,能够进一步提高对废水中重金属离子的吸附力。
优选地,所述重金属捕集剂为蓝绅环保公司的Lason-915C重金属捕捉剂。添加重金属捕捉剂能够与其他组份复配,提高除铊效果,同时有利于提高药剂的应用范围,对多种金属离子均有良好的捕捉能力。
优选的,所述有机硫为二乙基二硫代氨基甲酸钠。
优选的,所述有活性炭为300~400目活性炭。
优选的,所述有机烷烃为环氧氯丙烷。
优选的,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种混合。
优选的,所述直链小分子胺类物质为乙二胺,二乙烯三胺,三乙烯四胺,三乙醇胺,溴化四丁基铵的一种或者多种混合物。
本发明还提供了一种除铊剂的制备方法,包括以下步骤:
将活性炭、尿素、有机硫、活性白土、有机烷烃、重金属捕集剂、直链小分子胺类物质、表面活性剂和氯化亚铁依次加入水中,搅拌至混合均匀。
优选的,搅拌温度为20-30℃,搅拌时间为4-6h。
该制备方法操作简单,制备出的除铊剂具有良好的除铊效果。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的除铊剂制备简单,原料易得,且整体成本低,具有良好的除铊效果;
(2)通过将有机烷烃、直链小分子胺类物质和尿素以一定比例混合,进行二硫代氨基甲酸改性,后与表面活性剂复配,对含铊废水有很好的去除效果;
(3)通过复配有机硫,利用有机硫在水中分解产生的二氧化硫,能够与直链小分子胺类物质形成的大分子骨架配合,使其同时具有网捕作用,利于后续絮体的沉淀;
(4)通过添加氯化亚铁则能够起到絮凝作用,促进废水中铊离子的沉降;
(5)通过添加活性炭和活性白土,利用两者的吸附能力对废水中铊离子进行吸附,能够进一步提高处理效果。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
称量各原料组分,其中,活性炭20g、尿素1g、二乙基二硫代氨基甲酸钠10g、活性白土5g、环氧氯丙烷1g、二乙烯三胺1.5g、十二烷基苯磺酸钠1g和氯化亚铁10g。
将上述原料组分依次加入反应釜中,加水,搅拌至混合均匀,搅拌温度为20℃,搅拌时间为4h。
实施例2
称量各原料组分,其中,活性炭23g、尿素3g、二乙基二硫代氨基甲酸钠12g、活性白土6g、环氧氯丙烷3g、重金属捕集剂2g、三乙醇胺3g、十二烷基苯磺酸钠1g和氯化亚铁12g。
将上述原料组分依次加入反应釜中,加水,搅拌至混合均匀,搅拌温度为20℃,搅拌时间为4h。
实施例3
称量各原料组分,其中,活性炭25g、尿素5g、二乙基二硫代氨基甲酸钠13g、活性白土7g、环氧氯丙烷5g、重金属捕集剂3g、乙二胺4g、十二烷基苯磺酸钠2g和氯化亚铁13g。
将上述原料组分依次加入反应釜中,加水,搅拌至混合均匀,搅拌温度为25℃,搅拌时间为5h。
实施例4
称量各原料组分,其中,活性炭27g、尿素8g、二乙基二硫代氨基甲酸钠14g、活性白土8g、环氧氯丙烷8g、重金属捕集剂4g、直链小分子胺类物质5g、十二烷基苯磺酸钠2g和氯化亚铁14g。
将上述原料组分依次加入反应釜中,加水,搅拌至混合均匀,搅拌温度为30℃,搅拌时间为6h。
其中,直链小分子胺类物质为乙二胺和二乙烯三胺按质量比1:1进行混合。
实施例5
称量各原料组分,其中,活性炭30g、尿素10g、二乙基二硫代氨基甲酸钠15g、活性白土10g、环氧氯丙烷10g、重金属捕集剂5g、乙二胺6.2g、十二烷基硫酸钠2g和氯化亚铁15g。
将上述原料组分依次加入反应釜中,加水,搅拌至混合均匀,搅拌温度为30℃,搅拌时间为6h。
比较例1
本例与实施例3的区别仅在于不添加尿素。
比较例2
本例与实施例3的区别仅在于尿素的加量为20g。
比较例3
本例与实施例3的区别仅在于不添加环氧氯丙烷。
比较例4
本例与实施例3的区别仅在于添加环氧氯丙烷20g。
比较例5
本例与实施例3的区别仅在于不添加二乙基二硫代氨基甲酸钠。
比较例6
本例与实施例3的区别仅在于添加二乙基二硫代氨基甲酸钠30g。
比较例7
本例与实施例3的区别仅在于不添加十二烷基苯磺酸钠。
比较例8
本例与实施例3的区别仅在于添加十二烷基苯磺酸钠20g。
比较例9
本例采用市售产品,清立环能公司研发的QL-9110除铊剂。
实验例1
取实施例1-5以及比较例1-9的除铊剂,加入含铊废水中,2h后对废水中含铊量进行检测。具体的结果如下表所示,其中,含铊废水中铊含量为600mg/L。
表1测试结果(mg/L)
Figure BDA0003216257710000071
Figure BDA0003216257710000081
从上表中可以看出,本发明实施例的除铊剂具有良好的除铊效果,远远优于市售产品。其中实施例3的除铊效果最好,除铊率可达99.99%。
将实施例3与比较例1、3、5、7相对比,实施例3的除铊率远远优于比较例1、3、5、7,可以看出,当不添加尿素、环氧氯丙烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠或十二烷基苯磺酸钠时,除铊剂的除铊效果大幅度下降,这是因为尿素、环氧氯丙烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠和十二烷基苯磺酸钠间具有相互复配的作用,缺少其中任何一种都无法达到其复配效果,只有将四者均添加,才能够保证最优的除铊效果。
将实施例3与比较例2、4、6、8相对比,实施例3的除铊率远远优于比较例2、4、6、8,可以看出,当添加尿素、环氧氯丙烷、二乙基二硫代氨基甲酸钠或十二烷基苯磺酸钠的量过多时,并不能够对除铊效果进一步增效,说明只有将各组分维持在本发明所限定的比例中,才能在成本最低的条件下取得最优的除铊效果。
总之,本发明的除铊剂制备简单,原料易得,且整体成本低,具有良好的除铊效果。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种除铊剂,其特征在于,以质量分数计,包括以下组分:活性炭20-30份、尿素1-10份、有机硫10-15份、活性白土5-10份、有机烷烃1-10份、重金属捕集剂0-5份、直链小分子胺类物质1.5-6.2份、表面活性剂1-2份和氯化亚铁10-15份。
2.根据权利要求1所述的除铊剂,其特征在于,活性炭23-27份、尿素3-8份、有机硫12-14份、活性白土6-8份、有机烷烃3-8份、重金属捕集剂2-4份、直链小分子胺类物质3-5份、表面活性剂1-2份和氯化亚铁12-14份。
3.根据权利要求1所述的除铊剂,其特征在于,活性炭25份、尿素5份、有机硫13份、活性白土7份、有机烷烃5份、重金属捕集剂3份、直链小分子胺类物质4份、表面活性剂2份和氯化亚铁13份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的除铊剂,其特征在于,所述有机硫为二乙基二硫代氨基甲酸钠。
5.根据权利要求1-3任一项所述的除铊剂,其特征在于,所述有活性炭为300~400目活性炭。
6.根据权利要求1-3任一项所述的除铊剂,其特征在于,所述有机烷烃为环氧氯丙烷。
7.根据权利要求1-3任一项所述的除铊剂,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种混合。
8.根据权利要求1-3任一项所述的除铊剂,其特征在于,所述直链小分子胺类物质为乙二胺,二乙烯三胺,三乙烯四胺,三乙醇胺,溴化四丁基铵的一种或者多种混合物。
9.一种如权利要求1-8任一项所示的除铊剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将活性炭、尿素、有机硫、活性白土、有机烷烃、重金属捕集剂、直链小分子胺类物质、表面活性剂和氯化亚铁依次加入水中,搅拌至混合均匀。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,搅拌温度为20-30℃,搅拌时间为4-6h。
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