[其他]用含纤维素的废料制备重金属捕集剂—的方法

说明书

本发明是关于用含纤维素的废料为原料，经碱化后再用ＣＳ₂黄化，最后加入镁盐、铝盐为稳定剂，制成一种便宜、高效的重金属捕集剂（简称ＦＴＧ），用于处理含重金属离子的工业废水，易使废水中残留的重金属离子浓度降低到国家规定的排放标准以下，产生的残渣可回收重金属或填埋，不易产生二次污染；该捕集剂也可用于回收水溶液中的贵重金属。所需设备简单，操作方便，费用低廉，特别适合在中、小企业中推广使用。

本发明属于从工业废水中脱除重金属离子或从水溶液中捕集回收重金属的方法。

脱除工业废水中的重金属离子有多种方法。但许多方法对低浓度的重金属废水处理比较困难，有的造成二次污染。离子交换法处理低浓度重金属废水有效，但有机离子交换树脂价格较贵，而且操作严格、再生困难。目前较为盛行的逆流漂洗-蒸发浓缩-封闭循环处理法，设备较贵（每套以数万元计），而且只适合单项废水治理，不太适合废水中重金属种类较复杂的实际情况。气浮法虽然简便，但不易使废水中重金属浓度都降到允许排放标准以下，而且试剂难买。不溶性淀粉黄原酸酯处理低浓度重金属废水有效，但该产品造价较高，而且消耗大量淀粉，因而不易推广。

本发明的目的是提供一种高效、简便、便宜的处理和回收废水中重金属的方法和材料，为千千万万技术力量薄弱、资金缺乏的中小企业服务，力求经济效益与环境效益的统一。

本发明用木屑、花生壳、棉籽皮、稻草、麦杆、棉花杆、甘蔗渣或造纸厂废水中的短纤维等便宜易得的含纤维素废料，先用碱（NaOH或KOH）处理生成碱纤维素，再与CS₂反应，生成纤维素黄原酸酯，再加入稳定剂制成在室温稳定性好的纤维黄原酸复盐，就是本发明的重金属捕集剂（分子式为nC₆H₉O₄·O-SM，M为Na或K）（简称FTG）。FTG捕集剂是以纤维素黄原酸复盐为外层，内核仍保持含纤维素原料原有结构的棕褐色无定形颗粒制品。主要化学反应式如下（NaOH为例）;

（C₆H₉O₄·OH）_n+nNaOH→（C₆H₉O₄·ONa）_n+nH₂O

（C₆H₉O₄·OH）_n+nCS₂→nC₆H₉O₄·-SNa

FTG脱除重金属的机理以镍为例：

溶液中的重金属离子与钠离子（或Mg⁺²、Al⁺³离子）发生离子交换，与纤维素上的黄原酸基团形成牢固的螯合物而被捕集。

本发明的工艺流程如下：

含纤维素废料碱化纤维纤维素黄原酸酯成品（FTG）

洗涤、压滤、干燥

本发明的工艺流程中，含纤维素的废料粒度为0.5～5毫米直径，碱（工业纯NaOH或KOH）浓度5～50%，碱化时间1～20小时，碱化温度0°～80℃;黄化时间0.5～24小时。黄化温度0°～50℃，CS₂用量与含纤维素废料的重量比为1∶3～1∶1;稳定剂用镁盐（MgSO₄或MgCl₂）、铝盐（AlCl₃或Al₂（SO₄）₃），镁盐用量是纤维素废料重的3～6%，铝盐用量（按铝计）是镁盐用量（按镁计）的0.5%～2%，将稳定剂配成溶液，加入黄化纤维中搅匀。

本发明捕集剂对重金属捕集能力平均不低于2.6毫克当量/克（按干样计），该成品在空气中储存六个月，对重金属捕集能力的降低不大于5%。