铝柱撑改性膨润土吸附剂处理含镍_废水的研究_郑美玲

第45卷第1期辽宁化工Vol.45，No.12016年1月LiaoningChemicalIndustryJanuary，2016收稿日期收稿日期：2015-09-23作者简介作者简介：郑美玲（1990-），女，硕士，辽宁沈阳人，沈阳化工大学应用化学学院在读，研究方向：环境功能材料及重金属污水处理。铝柱撑改性膨润土吸附剂处理含镍（Ⅱ）废水的研究郑美玲，申华，尹建，付宁，李学亮，蒋蕊，韩磊，陈让（沈阳化工大学应用化学学院，辽宁沈阳110142）摘要：以辽宁凌源膨润土为研究对象，将其进行铝柱撑改性，并将改性膨润土吸附剂用于含镍（Ⅱ）废水处理。该实验主要探讨了铝柱撑改性土用量、柱化剂用量、柱化剂老化时间、处理时间、处理温度对Ni2+残留量的影响。结果表明：膨润土经铝柱撑改性后，最佳吸附量及柱化量均为6%；柱化剂老化时间48h，效果最好；废水处理80min，Ni2+的残余浓度最低；废水处理温度为60℃时，吸附的Ni2+达到最佳值。关键词：膨润土；铝柱撑改性；含镍（Ⅱ）废水；分光光度法中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1004-0935（2016）01-0037-03膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的价格低廉的粘土矿物，具有水化膨胀性、吸附性、阳离子交换性等性质[1-4]。蒙脱石是含水的层状硅铝酸盐，其理论化学组成为：SiO2,66.67%；Al2O3,28.3%；H2O,5%；同时还有少量CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等。其层状结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成，层与层之间通过共用的氧原子连接，其中Si-O四面体中的Si4+和Al-O八面体中的Al3+可被Fe2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Li+等低价离子取代，从而造成电价不饱和，使层间带负电荷。因此，膨润土具有良好的离子交换性和吸附性[5，6]。国家标准规定工业废水镍（Ⅱ）含量不能超过1mg/L，但许多工业如采矿、冶炼、电镀、化工、制药等排放的废水镍（Ⅱ）含量超标，因而研发经济实用的处理含镍（Ⅱ）废水一直引起科学工作者的重视[7，8]。天然膨润土通道中含有许多杂质，其离子交换能力和吸附能力差，故使用前通常进行改性[9]。本文对膨润土进行铝柱撑改性并探讨了改性土处理含镍（Ⅱ）废水的效果及规律。1实验部分1.1试剂碘、碘化钾、氨水、乙二胺四乙酸钠、丁二酮肟、柠檬酸铵、氢氧化钠、NiCl2·6H2O、AlCl3·6H2O均为分析纯试剂，实验用水为去离子水。1.2土样膨润土，辽宁凌源膨润土厂1.3柱化剂制备取250mL,0.2mol/LAlCl3溶液于500mL烧杯中，在60℃温度下搅拌，并以1mL/min的速度缓慢滴加0.4mol/LNaOH溶液。直至溶液中Al3+与OH-比例为1∶2.6，停止滴加。继续加热搅拌2h后，常温静置老化24~48h后备用[10]。1.4吸附剂制备取一定量膨润土原土，配置成3%的悬浊液，在其中加入一定量柱化剂。在60℃的恒温下，搅拌8h。冷却静置，即制得铝柱撑改性膨润土。1.5实验步骤用移液管分别移取50mL废水(Ni2+浓度为71mg/L),注入100mL烧杯中,加入一定量的铝柱撑改性膨润土吸附剂。在多头磁力加热搅拌器上恒温搅拌一定时间,利用离心机将浊液进行离心分离,然后用水泵抽滤,滤液中镍（Ⅱ）离子含量采用丁二酮肟光度法[10]在分光光度计上测定。2结果与讨论2.1铝柱撑改性膨润土吸附剂用量对Ni2+残留量的影响分别取含Ni（Ⅱ）（71mg/L)废水50mL，加入1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0g铝柱撑改性土。室温搅拌80min，离心分离过滤。测滤液中Ni2+浓度，结果见图1。从图1可以看出：改性膨润土吸附剂随着用量增加，Ni2+的残余浓度先降后升。当吸附剂用量为3.0g（6%）时，Ni2+的残余浓度为0.26mg/L，排放量远低于国家标准（国家标准规定工业废水Ni（Ⅱ）含量≤1mg/L）。DOI：10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2016.01.012网络出版时间：2016-01-2908:58:04网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/21.1200.TQ.20160129.0858.024.html38辽宁化工2016年1月图1铝柱撑改性膨润土吸附剂用量与Ni2+残留量关系2.2柱化剂加入量对Ni2+残留量的影响分别取含Ni（Ⅱ）废水50mL，各加入柱化剂10mL、20mL、40mL、45mL、50mL、60mL、100mL、120mL、140mL、150mL的改性土3.0g。室温搅拌80min，离心分离过滤。测滤液中Ni2+浓度，结果见图2。图2柱化剂加入量与Ni2+残留量关系从图2看出：随着柱化剂用量增加，Ni2+的残余浓度先降低后升高，