论文浅谈膨润土在铝型材生产含铬废水处理中的研究进展.docx

云南三元德隆铝业有限公司浅谈膨润土在铝型材生产含铬废水处理中的研究进展王刚 ,普云波（云南三元德隆铝业有限公司, 云南 曲靖 655000）摘要：含铬废水对环境有很大污染，而且六价铬有剧毒，利用廉价的吸附剂处理含铬废水，既经济又环保。膨润土是一种天然的吸附剂，表面积大，吸附性能好并且具有很好的再生性能。文章分析了膨润土吸附含铬废水中铬的原理和改性膨润土在含铬废水中的研究进展。关键词：含铬废水；膨润土；Research Progress on Bentonite in aluminum production of chromium in wastewater treatmentWang Gang, Pu Yun-bo（Yunnan Sanyuan Delong Aluminum Co. Ltd. Yunnan Qujing 655000）Abstract: Chromium containing wastewater has much pollution to the environment, and six chromium are highly toxic, using cheap adsorbent in treatment of wastewater containing chromium, both economic and environmental protection. Bentonite is a kind of natural adsorbent, large surface area, adsorption performance is good and has good regeneration performance. This paper analyzes the research progress of principles of bentonite adsorption of chromium in the wastewater and modified bentonite in wastewater of chromium.Key words: wastewater containing chromium; Bentonite;引言随着铝合金行业在我国的不断崛起和发展，表面处理中产生的强酸性含铬废水的处理及运行管理也变得较为困难，废水中Cr()的浓度在5-100mg/L之间波动。目前，含铬废水处理主要有化学沉淀法，树脂法，膜分离法，生物法等方法，由于化学还原沉淀法的处理操作简单，处理成本低，处理所需时间相对较短，所以现有大部分铝型材生产厂家都选用此方法进行含铬废水处理.但是由于化学沉淀法会产生二次污染，所以研究新型绿色化水处理剂也成为时代发展的需求。膨润土作为一种价格低廉、选择性好、易再生的吸附剂，是绿色化发展的需求。近年来,对膨润土水处理吸附剂的研究已成为废水处理研究领域的热门课题。1.膨润土的结构和分类1膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩,而蒙脱石是含水的层状铝硅酸盐矿物,由两个硅氧四面体层中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体层组成,属于2:1型的三层粘土矿物,在形成过程中,会发生同晶替代作用,晶体结构层间存在过剩负电荷,能以静电吸附阳离子来保持电中性。此外,膨润土具有很大的表面积,巨大的表面积伴随着巨大的表面能,使其具很大的吸附性能。依据蒙脱石层间阳离子的占比关系将膨润土分为钠基、钙基、镁基和铝基膨润土。 图1 天然膨润土扫描电镜图2.物理吸附由于废水中的吸附质与膨润土吸附剂间的分子引力作用,废水中待处理污染物被吸附。物理吸附在低温下就能进行,但由于吸附质与吸附剂作用力主要是范德华力,所以吸附选择性不强。杨明平等2对于Cr()离子的吸附率主要取决于吸附表面积的大小。以有机胺阳离子表面活性剂CTMAB改性时，CTMAB会进入蒙脱石层间，呈层状平铺在膨润土的层间，多层有机物的层铺撑开层间，既扩大了层间距，又使有机膨润土的吸附面积增大，有利于Cr()的进入能够达到有效去除废水中Cr()离子的目的。3.化学吸附吸附质离子由于静电引力作用聚集到膨润土表面上,同时膨润土释放等当量层间可交换性阳离子,完成吸附过程,吸附结合力为离子键。对有机离子吸附质,大分子比小分子更易被吸附,因为有机大离子与蒙脱石作用时不仅阳离子交换起作用,范德华力也起相当大作用,离子越大,范德华力越大,被吸附也越多。胡付欣等3信阳钙基膨润土经低温灼烧（低于300 C）、硫酸酸化和添加剂改性处理后，有较强的吸附性能，信阳钙基膨润土对含铬废液进行二次吸附后，铬的脱除率可达90 % 以上，其中经100 C灼烧、添加AlCl3和MgCl2- AlCl3改性的膨润土对含铬废液两次吸附后，铬的去除率可达99%以上。可用于含铬废水处理。吸附后的膨润土经0。1mol/L的盐酸溶液淋洗可得到再生，改性处理后仍可反复使用。经二次改性后，仍有原本的吸附性能。李琛等4以羟基铁铝为柱化剂，钠基膨润土为原土制备了铁铝柱撑膨润土吸附剂，由正交试验分析得出的最佳实验条件为：絮凝剂投加量15 g/L，pH = 4，搅拌时间45 min。此时，废水中Cr(VI)的去除率为99.35%。曹福5采用新型混凝剂聚磷氯化铝铁(PPAFC)对舍铬废水进行混凝处理；然后用铝化改性膨润土对废水进行吸附处理。结果表明：在PPAFC 40 mgL，铝化改性膨润土2.0mg/L室温的条件件下，废水中Cr(VI)的去除率超过998。杨明华等6采用对钙基膨润土进行了热活化、酸活化、无机盐活化改性处理，然后对含铬废水进行吸附处理。结果表明：其有较强的吸附能力，对废水中的Cr(VI)的去处率超过80%，然后可以在进行二次吸附。4.总结经过改性的膨润土对含铬废水吸附处理能力很强，并且都可以二次改性回收利用。膨润土具有储量大、价格低廉、改性容易、活化简单。并且具有很高的物理、化学和生物稳定性的优势。目前用于处理含铬废水的膨润土主要是利用了其结构特征，加入了有机物或者无机物进行一次或者两次改性，来增加它的表面积，或者通过加热和加酸的方式进行改性处理，增加了原土的疏水性。从而来达到原土不能够达到的吸附效果，当然，经过改性的膨润土对含铬废水的处理效果还受到活化温度、加入算的用量、pH值、膨润土的用量、搅拌时间、吸附时间含铬进口的水量等因素的影响。 5.存在问题和展望 膨润土对含铬废水的处理，在国内外都有一定的研究，随着经济的发展和绿色化发展时代的需求，既可治理环境污染，又可提高膨润土的综合经济效益，膨润土在水处理方面将有很大的发展前景和趋势。当然膨润土应用于含铬水处理还存在一些问题：（一） 现阶段的膨润土处理含铬废水只是停留在实验室模拟水处理阶段，并没有真正的应用到水处理，应该加快研究脚步，争取尽快应用于实际。（二） 如何降低并减少搅拌时间和吸附时间，扩大pH的控制范围。（三） 由于对于膨润土改性不同，存在的处理的操作工艺也大有差异，应尽快研究出最经济实惠，处理工艺简单而且效果显著地工艺流程。（四） 如何改进膨润土在处理过程中不容易实现固液分离的典型缺陷，从而尽早投入水处理中。（五） 虽然膨润土可以实现二次或二次以上回收再生使用，但是由于再生过程中投入的成本大。所以再生利用又成为了难题。参考文献1 郑水林，袁继祖非金属矿加工与应用手册冶金工业出版社，2005：449-4542 杨明平,傅勇坚. 用有机膨润土吸附处理含铬()废水的研究J.材料保护,2006,39(2):67-693 胡付欣,杨性坤. 改性膨润土及其在含铬废水处理中的应用研究J.非金属矿,2002,21(1):46-474 李琛,