聚合硫酸铝钒的制备及其对铜镍废水处理的影响

引 言
随着 电镀 工业 的不 断 发 展 ，我 国 电镀 废 水 的排 放量 日益 增 多 。 电镀 废 水 中所 含 的重 金 属 离 子 对
环境 的污 染 严 重 的破 坏 着 人 类 赖 以 生 存 的生 态 环 境 。特 别是 应 用 最 为 广 泛 的镀 铜 、镀 铬 、镀 镍 等 电 镀工 业 中产 生 的 ｃｕ 、ｃｒ。 和 Ｎｉ。 的 污 染 尤 为 严 重 ，已是全 球社 会 关注 的热 点 … 。 目前 对 电 镀 废水
关 键 词 ：絮凝 剂 ；聚 合硫 酸铝钒 ；铜镍 废 水 ；去除 率
中 图分类 号 ：Ｘ７０３
文献标 识 码 ：Ｂ
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＶＳ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｗ ａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ Ｎｉｃｋｅｌ
（ＫＡ１ＳＯ４·１２Ｈ２Ｏ）：ｎ（Ｈ２ＳＯ４）：ｎ（Ｖ２Ｏ５）：ｎ（ＮａＨＣＯ３）＝１：０．５：０．８：２．８，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｔ ３．５ ｈ ａｎｄ
ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｔ ６０ ｏＣ．Ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅｓ ａｒｅ ９８．６％ ａｎｄ ９２．１％ ｆｏｒ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋ ｅｙｗｏｒｄ ：ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ； ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｆｅｒｒｉｃ ｖａｎａｄｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ；ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ
ＬＩ Ｙｕｎｔａｏ，ＢＡＩ Ｗｅｎ，ＬＩ Ｌｉｎｌｉｎ，ＨＡＯ ｊｉｎ，ＬＩＵ Ｃｕｎｈａｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉｈｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）
收 稿 日期 ：２０１７—０５—３１
修 回 日期 ：２０１７—０８·０４
基金 项 目：陕西省工业科技攻关项 目基金资助 （２０１４Ｋ０８—１２）
２０１８年 １月
电 镀 与 精 饰
第 ４０卷第 １期（总２９８期） ·４３·
中重 金属 离 子 的处 理 方法 主 要 有 电解 精 炼 回收 法 、 加碱 沉 淀法 、混凝 法 、复 合 絮 凝 法 等 Ｊ。这 些 方 法 在处 理 电镀废 水方 面取 得 了卓 著 的成 效 ，但 仍 存 在 着成本高，去除率较低 ，处 理后 的废水很难 达标等 问题 。其 中对 电镀废水处 理较好 的是化 学絮凝法 中的复合 絮 凝 法 ，成 本 较 低 ，见 效 快 。 它 是 利 用 无 机 絮凝 剂先 絮凝 ，然 后 用有 机 高 分 子 絮 凝 剂或 无 机 高 分子 絮凝 剂 对 其 进 行 网捕 、桥 联 ，使 原 来 未 完 全 沉 降 的胶 粒 凝 聚成 大 颗 粒 而 沉 降 。广 泛 应 用 的 高 分 子絮 凝剂 聚丙烯 酰胺 （ＰＡＭ），阳 离 子 聚丙 烯 酰胺 （ＣＰＡＭ），聚合 硫 酸 铝 （ＰＡＳ），聚合 硫 酸 铁 （ＰＦＳ）等 虽 然具 有一 定 的效 果 ，但 其 网捕 、桥 联作 用 较 差 ，不 能达到高效去除重金属离子 的作用。因此 ，对高分 子 絮凝 剂就提 出了更高 的要求 ：１）高分 子絮凝 剂从其 结 构上与重金属 离子所形 成的胶粒接 触性 能要好 ，接 触 的 比表 面要 大 ，才能起 到 立体 网捕 、立 体 桥联 的 作 用 ；２）对重金属离子的去除率要高；３）对重金属离子 去 除后 要便 于分 离 ，使废水超低 标浓度 排放 。故从 发 展 的观点 出发 ，寻求高效 的高 分子絮凝 剂将会 成为 科 学工作 者 的主要 任务 ，合成和发 展高效 高分子 絮凝 剂 将会是 日前处理 电镀废水 的新趋 势 。
（陕西科技大学 化学与化工学院 ，陕西 西安 ７１００２１）
摘要 ：以硫 酸铝钾 、五 氧化 二钒 为原料 制 得 一 种 新型 无机 高 分子 絮凝 剂聚 合硫 酸铝 钒 。通 过研 究
各物 质 用量 、反 应 时 间、反 应 温度等 因素 对铜镍 离子去 除 率的影 响 ，确定 了最佳 合成 条件 ，并采 用 红
外光谱和扫描 电镜对其进行 了结构表征 与分析 。结果表 明，当 ｎ（ＫＡ１ＳＯ ·１２Ｈ：Ｏ）：ｎ（Ｈ ＳＯ ）：
ｎ（Ｖ Ｏ ）：ｎ（ＮａＨＣＯ３）＝１．０：０．５：０．８：２．８，反应 时间 ３．５ ｈ，反 应 为 ６Ｏ℃ 时 ，絮凝 效果 最佳 ，此 时 ，
电镀 废 水 中铜镍 离子去 除率 分别 为 ９８．６％ 和 ９２．１％ 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙａ ｌｕｍｉｎｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｖａｎａｄｉｕｍ （ＰＡＶＳ）ａｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆ ｌｏｃｃｕｌａｎｔ ｈａｓ
ｂｅｅｎ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ａｎｄ ｖａｎａｄｉｕｍ ｐｅｎｔｏｘｉｄｅ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｎ— ｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｎｉｃｋｅｌ ｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍ ｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＩＲ ａｎｄ ＳＥＭ ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｌｏｃｅｕｌａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
· ４２ · Ｊａｎ．２０１７
Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８４９．２０１８．０Байду номын сангаас．０１０
Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２９８
聚合 硫 酸铝 钒 的 制 备及 其对 铜 镍 废 水 处 理 的 影 响
李运涛 ， 白 文 ， 李林林 ， 郝 谨 ， 刘存 海