一种皮革废料处理的新工艺

之成为游离的 Cr3+， 同时使胶原逐步水解为多肽和 氨基酸［6］。 目前，含铬皮革废料的处理大多采用填埋 和 焚 烧 的 方 法 ［6］，但 该 法 因 处 理 过 程 不 当 容 易 引 起 二次污染。因此，如何将皮革废料中的胶原蛋白和铬 分开并合理地回收一直受到研究者们的重视。 蔡 祥 ［7］通 过 酸 碱 联 合 脱 铬 法 将 皮 革 下 脚 料 中 的 铬 元 素 与胶原蛋白分开取得了较好的效果， 但是处理过程 复杂并且皮革下脚料中的铬元素并不能完全脱除。 周文等 先 ［8-9］ 后 采 用 酶 制 剂 和 氧 化 钙 从 含 铬 革 屑 中 提取胶原水解物并对其条件进行了研究。 前者在最 佳工艺下，胶原水解物的提胶率仅有 25.07%，意味 着皮革革屑中大部分胶原蛋白的流失。 而后者在最 佳工艺下，胶原水解物提胶率有所增加，但是灰分含
第 51 卷 第 4 期 2019 年 4 月
无机盐工业 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
Vol．51 No．4 Apr.，2019
一种皮革废料处理的新工艺
王 丽，李 军，金 央，朱新华，张宇强 （四川大学化学工程学院，四川成都 610065）
摘 要：皮革加工过程中产生的废料含有较高的重金属铬，直接丢弃会对环境造成严重污染，必须采用合适的 方法去除铬离子。 采用硫酸浸取工艺，设计单因素实验和二次回归正交实验，考察了液固比、硫酸浓度、反应时间、反 应温度等因素对皮革废料分解效果的影响。 结果表明，浸取的最佳条件为：液固体积质量比为 9.8 mL/g、硫酸质量分 数为 10%、反应时间为 3.1 h、反应温度为 60 ℃。 在最佳工艺条件下，皮革废料中铬的浸取率可达 100%。 浸取铬后的 胶原蛋白可进一步回收利用，同时将含铬皮革水解液回收用于后续脱铬处理，从而解决了皮革废料带来的环境污染 问题。
在皮革生产过程中，产生了大量的皮革废料，其 中包括不含铬皮革废料和含铬皮革废料。 不含铬皮 革废料的产生，主要是由于原料皮的利用率相当 低［1］。 对于不含铬皮革废料的处理比较容易，通过一 系列的水解、加工制作成蛋白产品。含铬皮革废料主 要包括蛋白质与铬元素，一般含蛋白质质量分数为 90%（以干基计算），w（Cr2O3）约为 3%～6%［2］。 铬元素 是在皮革鞣制工艺阶段添加铬鞣剂而引入的，铬 鞣是铬鞣剂中的三价铬与胶原分子上的羧基离子 （R-COO-）结合，在胶原分子的相邻肽链和分子间生 成新的交联，从而加强了胶原的结构稳定性 。 ［3-5］ 皮 革废料的脱铬就是铬鞣的逆过程， 即把胶原纤维侧 链上 与 羧 基 离 子形 成 配 位结 合 的 Cr3+脱 除下 来 ，使
（School of Chemical Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China）
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Abstract: The waste from leather processing is high in heavy metal chromium，which can cause serious pollution to the environment and must adopt a suitable method to remove the chromium ion.By sulfuric acid leaching process，the effects of the liquid-solid ratio （mL/g），sulfuric acid concentration，reaction time and reaction temperature on the leather waste decomposition were inspected through single factor test and quadratic regression orthogonal experiment.And the optimum conditions were confirmed as following: liquid-solid ratio（mL/g） was 9.8，sulfuric acid concentration was 10%，the reaction time was 3.1 h， the reaction temperature was 60 ℃.Under optimum conditions，the leaching rate of chromium in leather waste could reach 100% .The collagen could be further reused from the leather waste after the removal of chromium ion，and the leather hydrolysate could be used for subsequent dechroming process，which could solve the heavy metal pollution from leather waste. Key words：chrome tanned leather；sulfuric acid；leather waste；chromium
收 稿 日 期 ：2018-10-12 作者简介：王丽（1994— ），女，硕士研究生，研究方向为化工（含冶金）新技术新工艺开发。 通讯作者：李军（1966— ），男，教授，博士生导师，研究方向为结晶与萃取分离技术、磷化工工艺，已发表论文 447 篇；E-mail：lijun@scu.edu.cn。
关键词：铬鞣革；硫酸；皮革废料；铬 中图分类号：TQ09 文献标识码：A 文章编号：1006-4990（2019）04-0067-05
A new process of leather waste treatment
Wang Li，Li Jun，Jin Yang，Zhu Xinhua，Zhang Yuqiang