CN115417439B - 钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 - Google Patents
钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115417439B CN115417439B CN202211084161.4A CN202211084161A CN115417439B CN 115417439 B CN115417439 B CN 115417439B CN 202211084161 A CN202211084161 A CN 202211084161A CN 115417439 B CN115417439 B CN 115417439B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calcium
- aluminum
- hydrotalcite
- glyphosate
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 title claims abstract description 60
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 title claims abstract description 46
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Ca] Chemical compound [AlH3].[Ca] ULGYAEQHFNJYML-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 33
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 27
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 30
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 11
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- DVBJBNKEBPCGSY-UHFFFAOYSA-M cetylpyridinium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 DVBJBNKEBPCGSY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N Triolein Natural products O([C@H](OCC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC)C(=O)CCCCCCC/C=C\CCCCCCCC BAECOWNUKCLBPZ-HIUWNOOHSA-N 0.000 claims description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N Trioleoylglycerol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 claims description 2
- 229940117972 triolein Drugs 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 17
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- -1 aluminum ion Chemical class 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 241000761557 Lamina Species 0.000 description 1
- 238000009621 Solvay process Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000007336 electrophilic substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009333 weeding Methods 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
- C01F7/784—Layered double hydroxide, e.g. comprising nitrate, sulfate or carbonate ions as intercalating anions
- C01F7/785—Hydrotalcite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/041—Oxides or hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
- B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
- B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
- B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
- B01J2220/4806—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of inorganic character
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用。本发明利用纯碱副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水制备钙铝水滑石并应用于草甘膦废水的处理,可快速高效的去除废水中的草甘膦,去除率在90%以上,效果明显,本发明利用钙铝水滑石作为环境友好型吸附剂,为废水中草甘膦的去除提供了一种新的方法,有着广阔的发展前景;同时,制备水滑石所需原料为纯碱副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水,有望解决目前纯碱行业中大量副产物物氯化钙废水及傅克反应产生的含铝废水的问题,能够改善周边环境,具有很高的经济效益和社会效益;本发明的方法工艺简单,处理过程短,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,尤其是涉及一种钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用。
背景技术
氨碱法生产纯碱过程中,每生产1t纯碱,会副产1.05t左右氯化钙,并主要以液体形式生产,需为此投入大量费用来处理和消化氯化钙。傅里德一克拉夫茨反应,简称傅-克反应,英文Fr1edel-CraftSreaction,是一类芳香族亲电取代反应。傅克反应合成烷基烃和芳香酮类化合物工艺产生的废水中铝离子含量高,直接排放至氧化池进行生物降解会导致菌群中毒,达不到处理的目的。并且,铝离子对人体毒性较大,工业废水中的铝离子处理需达到5ppm以下,才能进行排放。因此,提高纯碱副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水资源化利用是解决上述废液处置问题的一个新的有效手段。
草甘膦废水的来源主要是草甘膦生产企业的结晶废水。该废水具有排放量大、污染物浓度高、毒性大、含盐量高、难降解化合物含量高、治理难度大等特点。国内主要采用甘氨酸法生产草甘膦,每生产一吨草甘膦会产生大约4.5吨高盐、高磷、高有机物、高氨氮母液。另外,农业生产过程中常年大规模使用而引发的草甘膦污染已成为全世界的一个普遍问题,相关的研究调查发现在使用草甘膦农药区域的河流、雨水和空气中不断发现草甘膦残留,其污染问题越来越受到人们的密切关注。
目前主要处理方法有生化物化法、膜分离法、蒸发分离、高级氧化及焚烧法等。其中,以膜技术、湿式氧化为代表的高级氧化技术、焚烧处理并结合MVR蒸发技术为目前主流的几种工艺,但均有一定优势和缺陷。膜技术优点在于有机物和盐的分离,低能耗、但对于有机磷的去除有一定难度,仅可以通过除盐并浓缩至一定浓度后,进MVR进一步提浓,配置水剂来处理这部分磷资源。高级氧化技术的优点是能将有机磷转化为无机磷,通过冷冻等技术分离利用,但其缺点是转化率有限,无法一次性完全转化,后续去蒸发盐结晶后的母液仍需要处理。焚烧技术优势是转化分解完全,可以有效的将有机磷、COD等完全转化成无害的资源,但高浓度的盐存在时会对焚烧***的稳定性有较大影响,且生产出磷产品纯度不高。创新草甘膦母液处理技术,符合绿色化工产业清洁发展要求,对推动整个草甘膦清洁生产技术水平的提高有着至关重要的意义。
吸附技术是以具有较大比表面积、高度发达的孔隙结构和较高表面能的固态物质为吸附材料,通过吸附作用对水体中的污染物进行分离和去除的水处理技术。长期以来,吸附法因操作简单、经济高效、吸附容量大、速度快、适应性强等优点而广泛用于给水和废水处理。吸附技术关键在于开发廉价高效的新型吸附剂。因此,提供一种能够高效吸附处理草甘膦废水的吸附剂具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用,解决现有技术中纯碱副产物氯化钙废液、傅克反应产生的含铝废水以及草甘膦废水处理难度大、资源利用率低的技术问题。
本发明的第一方面提供一种钙铝水滑石的制备方法,包括以下步骤:
将纯碱副产物氯化钙废液加理论用量的氧化钙或氢氧化钙进行除杂,并将除杂后的氯化钙溶液调整浓度为0.2~2.5mol/L,配成溶液A;
将傅克反应产生的含铝废水用氧化钙或氢氧化钙调节pH至7~10,析出氢氧化铝沉淀,并将氢氧化钠和上述氢氧化铝沉淀加入到水中,加热使氢氧化钠和氢氧化铝溶解,得到铝酸钠溶液B;上述铝酸钠溶液B中,Na2O与Al2O3的摩尔比值为1~5;
将溶液A、铝酸钠溶液B和结构导向剂混合均匀形成混合液,随后进行搅拌反应,经自然沉降、过滤、洗涤、干燥,得到水滑石;上述混合液中,控制氯化钙与铝酸钠的摩尔比为2~10,上述结构导向剂的添加量为0.5~5g/L。
本发明的第二方面提供一种钙铝水滑石,该钙铝水滑石通过本发明第一方面提供的钙铝水滑石的制备方法得到。
本发明的第三方面提供上述钙铝水滑石在处理草甘膦废水中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
本发明利用纯碱副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水制备钙铝水滑石并应用于草甘膦废水的处理,可快速高效的去除废水中的草甘膦,去除率在90%以上,效果明显,本发明利用钙铝水滑石作为环境友好型吸附剂,为废水中草甘膦的去除提供了一种新的方法,有着广阔的发展前景;同时,制备水滑石所需原料为纯碱副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水,有望解决目前纯碱行业中大量副产物物氯化钙废水及傅克反应产生的含铝废水的问题,能够改善周边环境,具有很高的经济效益和社会效益;本发明的方法工艺简单,处理过程短,成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1采用纯碱工业副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水制备的钙铝水滑石的XRD图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的第一方面提供了一种钙铝水滑石的制备方法,包括以下步骤:
S1、将纯碱副产物氯化钙废液加理论用量的氧化钙或氢氧化钙进行除杂,过滤除去镁、铁和水不溶物等杂质,除杂后的氯化钙溶液调整浓度为0.2~2.5mol/L,配成溶液A;
S2、将傅克反应产生的含铝废水用氧化钙或氢氧化钙调节pH至7~10,析出氢氧化铝沉淀,并将氢氧化钠和得到的氢氧化铝沉淀加入到水中,加热使氢氧化钠和氢氧化铝溶解,得到铝酸钠溶液B;
S3、将溶液A、铝酸钠溶液B和结构导向剂混合均匀形成混合液,随后进行搅拌反应,经自然沉降、过滤、洗涤、干燥,得到水滑石。
本发明中,上述溶液A中,氯化钙的浓度为0.5~1mol/L。
本发明中,上述铝酸钠溶液B中,Na2O与Al2O3的摩尔比值为1~5,优选为1.5~3。
本发明中,将溶液A、铝酸钠溶液B和结构导向剂混合均匀形成混合液的过程包括:将铝酸钠溶液B加入到带夹套的反应罐中,向带夹套的反应罐的夹套中通入循环水浴,在搅拌的条件下,将溶液A和结构导向剂加入到反应罐中形成混合液。进一步地,上述溶液A、铝酸钠溶液B的体积比为1:(0.5~3),更进一步为1:(1~2)。
本发明中,上述混合液中,控制氯化钙与铝酸钠的摩尔比为2~10,优选为8~9。
本发明中,上述结构导向剂为聚乙二醇(如PEG-10000等)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、溴化十六烷基吡啶(CPB)、三油酸甘油酯中的一种或多种,优选为PEG-10000、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠中的一种或多种;混合液中,结构导向剂的添加量为0.5~5g/L,进一步为1.25~2.5g/L。
本发明中,搅拌反应的温度为10~100℃,进一步为30~40℃;搅拌反应的时间为1~6h,进一步为3~5h;自然沉降的时间为0.5~2h,进一步为1~2h。
本发明中,上述搅拌速率为200~500rpm。
本发明的第二方面提供一种钙铝水滑石,该钙铝水滑石通过本发明第一方面提供的钙铝水滑石的制备方法得到。
本发明的第三方面提供上述钙铝水滑石在处理草甘膦废水中的应用。进一步为使用上述钙铝水滑石去除草甘膦废水中的草甘膦。
水滑石材料属于阴离子型层状化合物,层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物。本发明将钙铝水滑石应用于水处理领域,开拓了其新的应用前景。特别是水滑石的制备过程中引入了结构导向剂,可以使制备的水滑石具有比表面积大、形貌多样、吸附能力强等优点。本发明水滑石的制备采用纯碱工业的副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水为原料,既降低了成本,又解决了目前纯碱行业中大量副产物氯化钙的问题,并为傅克反应产生的含铝废水的处理利用开辟了一条新途径,还改善了周边环境,具有很高的经济和社会效益。
水滑石去除废水中草甘膦的原理和效果基于以下几个方面:首先,水滑石本身具有层状结构,层间离子具有可交换性,因此草甘膦离子可以和水滑石本身的离子发生交换,从而达到去除草甘膦的目的;其次,由于水滑石的特殊结构决定了水滑石本身具有很大的表面积,因此具有一定的吸附能力,又由于水滑石板层之间具有离子,是其吸附能力进一步增强,因此水滑石除了离子交换以外,还可以将草甘膦吸附在其表面,这样一来就增加了水滑石的交换容量,最后水滑石本身的阴离子可能还会和一定的草甘膦离子发生螯合作用,使其交换容量进一步增强。除此之外,制备的水滑石属于碱性物质,具有缓冲性(pH<9),可中和水体中的酸性物质。
本发明中,使用上述钙铝水滑石去除草甘膦废水中的草甘膦的步骤包括:将上述钙铝水滑石加入到草甘膦废水中,并在20~50℃下搅拌反应1~300min后过滤分离。进一步地,搅拌反应的时间为30~60min。
本发明中,基于每吨废水,上述钙铝水滑石的用量≥5kg。
实施例1
(1)将纯碱工业中的副产物氯化钙废液用氢氧化钙除去镁、铁和水不溶物等杂质,并配成浓度为0.5mol/L的溶液A;
(2)将傅克反应产生的含铝废水用氢氧化钙调节pH至8,析出氢氧化铝沉淀;将氢氧化钠和氢氧化铝加入到水中,加热使氢氧化钠和氢氧化铝溶解,得到铝酸钠溶液B;其中,铝酸钠溶液B中的Na2O与Al2O3的摩尔比值为1.5;
(3)将步骤(2)中配好的铝酸钠溶液B 300ml加入到带夹套的反应罐中,向带夹套的反应罐的夹套中通入循环水浴,在300rpm的搅拌转速下,将步骤(1)中配好的溶液A300mL,结构导向剂CTAB(溶液A和溶液B形成的混合液中,结构导向剂CTAB的添加量为1.25g/L)加入到反应罐中,控制反应罐内混合液中的氯化钙与铝酸钠的摩尔比为8,控制反应温度为30℃,反应4h,沉降1h后过滤得到钙铝水滑石粗品。
(4)将步骤(3)过滤后得到的钙铝水滑石粗品用水洗涤,干燥,得到干燥的钙铝水滑石;
(5)取某磷化工企业的草甘膦废水(含草甘膦52ppm)500mL于带夹套的反应罐中,将步骤(4)得到的干燥的钙铝水滑石0.4g加入到反应器中,在25℃下搅拌(300rpm)30分钟,未发现水溶液中草甘膦的存在。
实施例2
取某磷化工企业的草甘膦废水(含草甘膦248ppm)500mL于带夹套的反应罐中,取实施例1步骤(4)得到的干燥的钙铝水滑石0.5g加入到反应器中,在25℃下搅拌(200rpm)60分钟后检测,经检测发现废水中95%以上的草甘膦被脱除。
实施例3
取某磷化工企业的草甘膦废水(含草甘膦5860ppm)500mL于带夹套的反应罐中,取实施例1步骤(4)得到的干燥的钙铝水滑石2.5g加入到反应器中,在45℃下搅拌(200rpm)60分钟;经检测发现废水中90%以上的草甘膦被脱除。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
(1)使用纯碱工业的副产物氯化钙废液和傅克反应产生的含铝废水为原料制备水滑石,既解决了目前纯碱行业中大量副产物物氯化钙废液的问题,又为傅克反应产生的含铝废水的治理开辟了一条新途径,还改善了周边环境,具有很高的经济效益和社会效益。
(2)水滑石具有离子交换和记忆效应,不仅可以发生离子交换,对草甘膦离子还具有一定的吸附能力和螯合作用,因此交换容量大于一般的交换树脂,对草甘膦的脱除效率高;和其他吸附材料相比,水滑石类材料具有离子交换容量大、耐高温、耐辐射等优点;水滑石材料在处理污水过程中,不仅可以去除草甘膦,同时对水体中重金属离子、农药、杀虫剂、磷等物质也具有很好的去除能力;水滑石是一种环境友好型材料,易于操作,应用范围广,而且所需设备简单,投资少。因此,作为一种新型的功能材料,水滑石在水体污染的治理中具有相当高的环境应用价值。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1. 一种钙铝水滑石的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将纯碱副产物氯化钙废液加理论用量的氧化钙或氢氧化钙进行除杂,并将除杂后的氯化钙溶
液调整浓度为0.5~1 mol/L,配成溶液A;
将傅克反应产生的含铝废水用氧化钙或氢氧化钙调节pH 至7~10,析出氢氧化铝沉淀,并将
氢氧化钠和所述氢氧化铝沉淀加入到水中,加热使氢氧化钠和氢氧化铝溶解,得到铝酸钠溶
液B;所述铝酸钠溶液B 中,Na2O 与Al2O3 的摩尔比值为1.5~3;
将铝酸钠溶液B 加入到带夹套的反应罐中,向带夹套的反应罐的夹套中通入循环水浴,在搅
拌的条件下,将溶液A 和结构导向剂加入到反应罐中形成混合液,随后进行搅拌反应,经自
然沉降、过滤、洗涤、干燥,得到水滑石;所述混合液中,控制氯化钙与铝酸钠的摩尔比为
8~9,所述结构导向剂为聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基
硫酸钠、溴化十六烷基吡啶、三油酸甘油酯中的一种或多种,所述结构导向剂的添加量为1.25~
2.5g/L;所述搅拌反应的温度为30~40℃,所述搅拌反应的时间为3~5h,所述自然沉降的时
间为1~2h。
2.一种钙铝水滑石,其特征在于,所述钙铝水滑石通过权利要求1所述钙铝水滑石的制备方
法得到。
3.如权利要求1所述钙铝水滑石在处理草甘膦废水中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211084161.4A CN115417439B (zh) | 2022-09-06 | 2022-09-06 | 钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211084161.4A CN115417439B (zh) | 2022-09-06 | 2022-09-06 | 钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115417439A CN115417439A (zh) | 2022-12-02 |
CN115417439B true CN115417439B (zh) | 2024-06-18 |
Family
ID=84203152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211084161.4A Active CN115417439B (zh) | 2022-09-06 | 2022-09-06 | 钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115417439B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104150518A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-19 | 邵阳天堂助剂化工有限公司 | 水铝钙石合成方法及其水铝钙石基pvc复合热稳定剂 |
CN108249697A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-06 | 上海化学试剂研究所有限公司 | 一种傅克反应产生的含铝废水的处理方法 |
CN113277552A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-20 | 湘潭大学 | 一种钛基金属氢氧化物及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103833059A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-06-04 | 常州友邦净水材料有限公司 | 一种免加热生产聚氯化铝的方法 |
CN106867282B (zh) * | 2017-03-06 | 2018-08-10 | 邵阳学院 | 用于pvc热稳定剂的改性钙镁铝水滑石及其制备方法 |
CN109052446B (zh) * | 2018-10-19 | 2020-12-11 | 北京化工大学 | 一种利用工业废渣为原料制备钙铝类水滑石的方法 |
CN109665549A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 湖南恒光化工有限公司 | 一种利用二氧化碳制备钙铝水滑石的工艺 |
CN111217385A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-02 | 武汉工程大学 | 利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法 |
-
2022
- 2022-09-06 CN CN202211084161.4A patent/CN115417439B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104150518A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-19 | 邵阳天堂助剂化工有限公司 | 水铝钙石合成方法及其水铝钙石基pvc复合热稳定剂 |
CN108249697A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-06 | 上海化学试剂研究所有限公司 | 一种傅克反应产生的含铝废水的处理方法 |
CN113277552A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-20 | 湘潭大学 | 一种钛基金属氢氧化物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
纯碱副产物氯化钙的提纯实验研究;屠兰英;无机盐工业;第44卷(第8期);32-33、39 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115417439A (zh) | 2022-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3066095A (en) | Water purification agents and method of using same | |
CN111704194B (zh) | 一种基于无机非金属矿材料的复合污水处理剂及应用 | |
WO2009024014A1 (fr) | Procédé pour éliminer de l'ammoniac à partir d'eau usée de cokéfaction | |
CN1085192A (zh) | 复合高效水质净化剂的制备及其应用 | |
CN109095732B (zh) | 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的工艺 | |
CN112125537B (zh) | 一种氢氧化钙工业制备技术 | |
CN112759143A (zh) | 一种利用高盐废水零排放***污泥制备高分子铝盐混凝剂的装置与工艺 | |
CN110304703A (zh) | 一种用铝灰生产聚氯化铝净水剂的制备方法 | |
CN113083219A (zh) | 一种黄磷炉渣制备脱氮除磷吸附剂的方法及应用 | |
CN109988902B (zh) | 一种铁强化赤泥脱碱并分离回收铁的方法 | |
CN112321009A (zh) | 一种脱硫废水处理剂及处理方法 | |
CN108393328B (zh) | 一种铝氧化污泥及废酸处理方法 | |
CN101760638B (zh) | 从硫酸镁溶液中回收镁的方法 | |
CN115417439B (zh) | 钙铝水滑石、其制备方法及其在处理草甘膦废水中的应用 | |
CN111547886A (zh) | 一种煤矿废水资源化综合处理*** | |
CN100515961C (zh) | 稠油污水除硅方法 | |
CN1958462A (zh) | 一种利用钢铁酸洗废液制备高铁酸钾的方法 | |
CN113753985B (zh) | 利用赤泥制备水处理剂的方法 | |
CN109607916A (zh) | 一种多晶硅高盐废水处理及资源化工艺 | |
CN105254067A (zh) | 污水深度处理芬顿法污泥的资源化利用方法 | |
CN109095484A (zh) | 一种利用脱硫废水制取氢氧化镁的方法 | |
CN108640175A (zh) | 一种新型净水剂的生产方法 | |
CN106986364A (zh) | 一种活性白土生产废水联产明矾、石膏的方法 | |
CN112340778A (zh) | 一种强化含铬废水常温合成的含铬尖晶石磁学性能的方法 | |
KR100519886B1 (ko) | 적니를 이용한 산업폐수 정화제 및 그 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |