化学沉淀法处理含铝有机酸废水

ＳｅＩ，，２０１＇４・８２・

现代化工

ＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｃａｌＴｎ小州ｎ

第３４卷第９期２０１４年９月

化学沉淀法处理含铝有机酸废水

耿春香，曹春萍，张丙华，李世霞

（中国石油大学（华东），山东青岛２６６５５５）

摘要：针对某生产过程中产生的大量难处理的有机酸铝配合物，利用化学沉淀的方法，以丝钠铝石为产物，在保留水中有机酸根的前提条件下，把废水中的铝离子以沉淀的形式分离出来。实验结果表明，当废水初始ｐＨ为１１，反应温度为６０。Ｃ，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（ＡＪ）＝１０：１，水浴时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。该方法不仅可以很好的降低水中铝离子浓度，同时可以将白色沉淀焙烧，以氧化铝的形式回收水中的铝离子，同时废水中的有机酸根会保留在废水中，残留率为５０％左右，实现资源循环利用。

关键词：化学沉淀；有机酸铝；丝钠铝石中图分类号：Ｘ７０３．５文献标志码：Ａ

文章编号：０２５３—４３２０（２０１４）０９—００８２—０３

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ

ｏｆ

ａｌｕｍｉｎｕｍ

ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙ

ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ

ＧＥＮＧＣｈｕｎ—ｘｉａｎｇ．ＣＡＯＣｈｕｎ－ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＢｉｎｇ—ｈｕａ，ＬＩＳｈｉ—ｘｉａ

（ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（ＥａｓｔＣｈｉｎａ），Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）

ｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｔｒａｃｔａｂｌｅｏｒｇａｎｉｃａｌｕｍｉｎｕｍｃｏｍｐｌｅｘｅｓ，ｉｔｒａｉｓｅｓｔｈａｔａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｉｎｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｂｙｕｓｉｎｇｏｆｃｈｅｍｉｃａｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｏｄｕｃｉｎｇｄａｗｓｏｎｉｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｒｏｏｔｗａｔｅｒｒｅｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ

ａ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ

ａ

９６％ｕｎｄｅｒ山ｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：１１ｏｆｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐＨｖａｌｕｅｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，

６０℃ｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ。１０：１ｏｆｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）ａｎｄ４ｈｏｕｒｓｏｆｂａｔｈｔｉｍｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｗｅｌｌａｌｕｍｉｎｕｍｒｅｍｏｖａｌ

ｃａｎ

ｒｅａｃｈｍｏｒｅ

ｔｈａｎ

ｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｗｈｉｔｅ

ｒｅｓｏｕｒｃｅ

ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ．卟ｅ

ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ．

ｏｒｇａｎｉｃ

ｔＩｌｅａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｓｉｎｆｏｒｍｏｆａｌｕｍｉｎａｂｙｃａｌｃｉｎｉｎｇ

ａｃｉｄｗｉｌｌｂｅｒｅｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．ａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｒａｔｅｉｓａｂｏｕｔ５０％ｔｏｒｅａｃｈ

ｒｅｃｏｖｅｒ

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｏｒｇａｎｉｃａｌｕｍｉｎｕｍｄａｗｓｏｎｉｔｅ

随着石化工业的迅速发展，原油的二次加工能

力逐渐提高，这使得炼油催化剂的报废量逐年增加。因此废催化剂的重复利用便成为当今社会关注和研究的重点问题。废催化剂中含有大量的金属离子，如Ａｌ、Ｎｉ、Ｖ等，因此处理过程中会产生大量的含铝有机酸废水。水中过量的铝离子危害动植物以及人类的健康，因此有效处理含铝废水具有重要的现实

意义…。

以使有机酸根和铝离子分离¨Ｊ，反应方程式如下：

Ａ１Ｃｉｔ＋４０Ｈ—Ｆ＝Ａｌ（０Ｈ）４＋Ｃｉｔ３一（１）

ＡＩ（ＯＨ）ｊ＋２ＨＣＯ；＋Ｎａ＋＃一

ＮａＡＩ（ＯＨ）２Ｃ０３（ｓ）＋２Ｈ２０＋ｃｏ｝总反应方程式为：

（２）

Ａ１Ｃｉｔ＋２ＮａＨＣ０３＋４ＮａＯＨ车

ＮａＡＩ（ＯＨ）２Ｃ０３（ｓ）＋２Ｈ２０＋Ｎａ２Ｃ０３＋Ｎａ３Ｃｉｔ

（３）

从反应原理可以看出，在碱性条件下，有机酸铝中铝离子与有机酸根分离并与废水中的ＯＨ一反应，生成Ａ１（ＯＨ）４一；加入的碳酸氢根离子可以与之反应生成丝钠铝石沉淀。因此笔者以某公司含铝有机酸废水为处理对象，研究碳酸氢钠与废水的投加顺序、废水初始ｐＨ、碳酸氢钠的投加量、反应的水浴温度以及反应水浴时间对废水中铝去除率的影响。

１

从原理上看，在强碱条件下，废水中的铝离子可

以与ＯＨ一反应生成白色氢氧化铝沉淀，通过离心、

过滤可以分离出白色沉淀，达到除铝的效果。然而，废催化剂复活工艺过程中加入的有机酸与水中的铝发生络合反应，生成稳定的有机酸络合铝，在有机酸根的影响下，加碱调解废水ｐＨ至碱性条件也不可能生成氢氧化铝沉淀。针对这一难题笔者提出有机酸铝一丝钠铝石一氧化铝生产工艺，以丝钠铝石为产物，通过利用有机酸铝制备丝钠铝石来实现有机酸与铝离子分离，达到废水除铝的效果。同时，该工艺可以使有机酸保留在废水中，使有机酸溶液循环

利用‘２—３｜。

实验

１．１试剂和仪器

某公司含有机酸废水、氢氧化钠（ＮａＯＨ）、碳酸

氢钠（ＮａＨＣＯ，）。

溴甲酚绿、氨水、盐酸、硫脲、抗坏血酸、铬天青

Ｓ；乙酸一乙酸钠缓冲溶液（ｐＨ一６．０）：醋酸钠

在强碱条件下，低浓度的丝钠铝石作为产物可

收稿日期：２０１４—０５—０６

作者简介：耿春香（１９６８一），女，硕士，副教授，研究方向为环境污染防治，ｃｈｘｇｅｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ。

２（１１４年９月

５４．６

耿春香等：化学沉淀法处理含铝有机酸废水

・８３・

ｇ，加入１ｍｏｌ／Ｌ醋酸溶液２０ｍＬ溶解后，加水

ｍＬ。

稀释至５００

铝标准储备液：准确称量８．７９２ｇ硫酸铝钾溶于水中，定容至５００ｍＬ，此溶液ＡＪ的质量浓度为

１．０

ｇ／Ｌ，使用时稀释２５０倍。

实验室中所配用的溶液均使用去离子水。电热恒温水浴锅，ＤＫ一￥２８型；低速台式大容量

离心机，ＴＤＬ－５Ａ型；ｐＨ计；７２２分光光度计。

１．２铝标准曲线的绘制

取铝标准液０、０．５、１．０、２．５、３．０、４．０ｍＬ，分别置于５０ｍＬ比色管中，加人０．１ｇ／Ｌ溴甲酚绿１滴，

图１

铝标准曲线

２．２物料投加顺序对废水中铝去除率的影响

在其他条件完全相同的条件下，研究投加顺序

对水中铝的去除效果，结果如表１所示。

表１不同物料投加顺序对铝去除率的影响

滴加顺序

废水滴加到碳酸氢钠中碳酸氢钠滴加到废水中

９５．６０

９０．６５

滴加氨水（１：４）至溶液成蓝色，用盐酸（１：４）调至蓝

色刚好消失，加入５０∥Ｌ硫脲６ｍＬ，混匀，放置

５

ｍｉｎ，加入１０ｇ／Ｌ抗坏血酸２ｍＬ，加水至３０ｍＬ左

铝的去除彰％

右，加入０．５ｇ／Ｌ铬天青ｓ溶液５．０ｍＬ，加入乙酸一乙酸钠缓冲液８．０ｍＬ，静置２０ｍｉｎ后，用７２２分光光度计测吸光度（用试剂空白为参比液），波长为

５７４ｎｍ，ｌ

从表１可以看出，当废水滴加到碳酸氢钠中时，得到易过滤的白色沉淀，同时铝的去除率为９５．６０％；当把碳酸氢钠滴加到废水中时，得到的是难过滤的白色胶状溶液，同时，铝的去除率为９０．６５％。因此，把废水滴加到碳酸氢钠中时，可以达到最佳的除铝效果。这是由于当把废水滴加到碳酸氢钠中时，废水中的有机酸铝可以与过量的

ＮａＨＣＯ，反应生成丝钠铝石晶核，随着有机酸铝的

ｅｍ比色管ＫＪ。

１．３实验步骤

取４０ｍＬ废水于烧杯中，用ｌｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ

溶液调节其ｐＨ，在恒温水浴锅中，将调节ｐＨ的废水逐滴加入到饱和碳酸氢钠溶液中，边滴加边搅拌，搅拌一段时间，烧杯底部有白色沉淀产生，静止过夜。离心过滤，将分离出的白色沉淀放在表面皿里移至烘箱烘干，焙烧。取废水上清液，利用铬天青ｓ分光光度法测量废水中的铝离子，计算废水中铝的去除率。

加入，使得晶核继续增长，最终形成粒径较大的丝钠铝石沉淀。而反过来滴加时，由于碳酸氢钠初始量

很少，只有加人到一定质量浓度时，才可以生成丝钠

铝石，此时成核数量多，但是粒径较小，难以过滤。把废水滴加到碳酸氢钠中时，不仅铝的去除率高而且产生的沉淀易分离。因此，此实验选取的是将废水滴加到饱和的碳酸氢钠中。

２．３废水ｐＨ对废水中铝去除率的影响

２结果及讨论

２．１铝标准曲线及线性范围

按照１．２测定步骤，绘制吸光度与铝质量浓度的标准曲线，如图１所示。

从图１可以得到，线性方程为Ｙ＝２．２８５

砰＝０．９９６７。结果表明，铝质量浓度在０～０．３２

８Ｘ，ｍｇ／Ｌ

调节废水ｐＨ为８、９、１０、１１、１２，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：

／７，（Ａ１）＝１０：１，反应温度为６０℃，水浴时间为４ｈ，实

验结果如图２所示。从图２可以看出，随着废水ｐＨ的增加，废水中铝的去除率增大。当ｐＨ为１１时，

范围内，线性关系良好。

（上接第８１页）

和收率上都明显强于９５％乙醇和其他常用溶剂，具有很强的经济价值，适合用于１４０。Ｃ胆固醇和１４７。Ｃ

胆固醇的进一步精制。

［２］刘莉莉．羊毛脂及其衍生物［Ｊ］．四川日化，１９９４，（１）：５２—５４．［３］Ｒｅｓｈｅｄａ

ｍｅｎｔ

Ｈａｇｅｎ，ＯａｋＲｉｄｇｅ．Ｌａｎｏｌｉｎ／ｌａｎｏｌｉｎａｃｉｄ

ｅｓｔｅｒ

ｓｋｉｎｔｒｅａｄ．

ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＵＳ，５６４１８０９［Ｐ］．１９９７—０６—２４。

［４］刘勇．从粗羊毛脂中提取胆固醇的研究［Ｄ］．四川：四川Ｉ大学硕

士学位论文，２００６．

［５］陈远飞．胆固醇［Ｊ］．生物学通报，１９９２（４）：１ｌ—１２．

［６］林吉文．甾体化学基础［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９８９：２１．

参考文献

［１］沈一丁，李小瑞，任庆海．改性羊毛脂加脂剂的制备及性能［Ｊ］

精细化工，１９９６。１３（２）：１２—１５．

［７］崔杨棣．油脂中甾醇资源开发及其在甾体药物工业中的应用

［Ｊ］．粮食与油脂，１９９７，４（４０）：２５—３１．■

・８４・

现代４／２，工第３４卷第９期

ｐＨ

水浴温度／气：

图２

不同初始溶液ｐＨ对废水中

铝离子去除率的影响

图４反应温度对废水中铝离子去除率的影响２．６反应时间对废水中铝去除率的影响

反应温度为６０℃，废水ｐＨ为１１，凡（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）＝１０：１时，考察反应时间为１、２、３、４、５、６ｈ时废水中铝的去除率，结果如图５所示。从图５可以看出，随着反应时间的增加，废水中铝的去除率也随之增加。当反应时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。这是由于有机酸铝向丝钠铝

石转化是一个相当复杂的过程，需要一定的反应时

铝的去除率可以达到９７％以上。这是由于随着ｐＨ的增加，促进了Ａ１Ｃｉｔ向ｍ（ＯＨ）４一转化，从而促进总反应向右移动，有利于丝钠铝石沉淀的生成。然而，随着ｐＨ的增加，消耗的氢氧化钠量也随之增加，因此综合考虑各因素确定废水初始ｐＨ为１１时最佳。

２．４碳酸氢钠用量对废水中铝去除率的影响

反应温度为６０℃，废水ｐＨ为１１，水浴时间为

４

ｈ，考察Ｉｔ（ＮａＨＣ０３）：Ｉｔ（Ａ１）＝４：１、６：１、８：１、１０：１、

间才可以达到最终反应平衡，因此考虑各种因素，最终选择反应时间为４

ｈ。

１２：１时铝去除率，实验结果如图３所示。从图３可以看出，随着碳酸氢钠与铝摩尔比的增加，铝的去除率越来越高，这一现象符合化学平衡移动的规律，碳

酸氢钠的加入可以促进反应向右移动，有利于丝钠

铝石的生成。然而过量的碳酸氢钠不能完全与废水中的铝反应，白白浪费掉。因此碳酸氢钠的用量并不是越多越好，当摩尔比为１０：１时，废水中铝的去除率可以达到９５％左右。所以选取摩尔比为１０：１最佳。

图５

水浴时间，ｈ

水浴时间对废水中铝离子去除率的影响

３结论

采用化学沉淀法，以丝钠铝石为目的产物，通过对反应条件进行分析及优化，成功得到去除废水中铝离子的最佳条件，可以达到排放所需要求。实验

ｎ（ＮａＨＣＯ］）：ｎ（ＡＩ）

图３

Ｉｔ（ＮａＨＣＯ，）：Ｉｔ（Ａ１）对废水中

铝离子去除率的影响

表明，当初始废水ｐＨ为１１，反应温度为６０℃，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）＝１０：１，水浴时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。同时，处理前后废水中有机酸根的残留率可以达到５０％左右，可以实现废水的循环利用。

参考文献

［１］梁海宁，刘欣梅．炼油废催化剂的处理和利用［Ｊ］．炼油技术与

工程，２０１０，４０（１）：２—３．

［２］钮因健，万平玉，等．一种利用有机酸铝生产制备氧化铝的方法：

中国，ＺＬ２００８１０１２６４９１４［Ｐ］．２００７—１２—２６．［３］Ｙｕ

ＺＬ，ＬｖＹ

２．５温度对废水中铝去除率的影响

控制反应温度分别为４５、５０、５５、６０、６５、７０℃，

废水ｐＨ为１１，见（ＮａＨＣＯ，）：／ｒ／，（Ａ１）＝１０：１，反应时间为４ｈ，考察反应温度对废水中铝的去除率的影响，结果如图４所示。由图４可以看出，随着温度的

升高，废水中铝的去除率随之增加，这是由于Ａ１Ｃｉｔ

在碱性介质中解离为Ａｌ（ＯＨ）ｆ的反应为吸热过

Ｊ，ＣｈｅｎＹＭ，ｅｔａ１．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｎ

ｔｈｅｐｒｅｐａｒａ—

程，因此适当提高温度有利于平衡向生成丝钠铝石的方向移动，而且丝钠铝石的析出与反应动力学有关，温度越高越有利于丝钠铝石的生成ＭＪ。当水浴温度为６０℃时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。ｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｏｆａｌｕｍｉｎａＥｎｇＣｈｅｍ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｆｒｏｍａｌｕｍｉｎｕｍｃｉｔｒａｔｅ［Ｊ］．Ｉｎｄ

Ｒｅｓ，２０１０，４９（４）：１８３２—１８３６．

［４］苟中入．高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解的机理和工艺［Ｄ］．长

沙：中南大学有色金属冶金专业，２００２：９—１０．

［５］谭洁艳，冯毅明．铬天青分光光度法测定铝材工业废水中的铝

［Ｊ］．环境，２００６，（ｓ１）：５２—５３．■

ＳｅＩ，，２０１＇４・８２・

现代化工

ＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｃａｌＴｎ小州ｎ

第３４卷第９期２０１４年９月

化学沉淀法处理含铝有机酸废水

耿春香，曹春萍，张丙华，李世霞

（中国石油大学（华东），山东青岛２６６５５５）

摘要：针对某生产过程中产生的大量难处理的有机酸铝配合物，利用化学沉淀的方法，以丝钠铝石为产物，在保留水中有机酸根的前提条件下，把废水中的铝离子以沉淀的形式分离出来。实验结果表明，当废水初始ｐＨ为１１，反应温度为６０。Ｃ，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（ＡＪ）＝１０：１，水浴时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。该方法不仅可以很好的降低水中铝离子浓度，同时可以将白色沉淀焙烧，以氧化铝的形式回收水中的铝离子，同时废水中的有机酸根会保留在废水中，残留率为５０％左右，实现资源循环利用。

关键词：化学沉淀；有机酸铝；丝钠铝石中图分类号：Ｘ７０３．５文献标志码：Ａ

文章编号：０２５３—４３２０（２０１４）０９—００８２—０３

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ

ｏｆ

ａｌｕｍｉｎｕｍ

ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙ

ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ

ＧＥＮＧＣｈｕｎ—ｘｉａｎｇ．ＣＡＯＣｈｕｎ－ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＢｉｎｇ—ｈｕａ，ＬＩＳｈｉ—ｘｉａ

（ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（ＥａｓｔＣｈｉｎａ），Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）

ｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｔｒａｃｔａｂｌｅｏｒｇａｎｉｃａｌｕｍｉｎｕｍｃｏｍｐｌｅｘｅｓ，ｉｔｒａｉｓｅｓｔｈａｔａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｉｎｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｓｅｐａｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｂｙｕｓｉｎｇｏｆｃｈｅｍｉｃａｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｏｄｕｃｉｎｇｄａｗｓｏｎｉｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｒｏｏｔｗａｔｅｒｒｅｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ

ａ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ

ａ

９６％ｕｎｄｅｒ山ｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：１１ｏｆｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐＨｖａｌｕｅｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，

６０℃ｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ。１０：１ｏｆｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）ａｎｄ４ｈｏｕｒｓｏｆｂａｔｈｔｉｍｅ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｗｅｌｌａｌｕｍｉｎｕｍｒｅｍｏｖａｌ

ｃａｎ

ｒｅａｃｈｍｏｒｅ

ｔｈａｎ

ｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｗｈｉｔｅ

ｒｅｓｏｕｒｃｅ

ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ．卟ｅ

ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ．

ｏｒｇａｎｉｃ

ｔＩｌｅａｌｕｍｉｎｕｍｉｏｎｓｉｎｆｏｒｍｏｆａｌｕｍｉｎａｂｙｃａｌｃｉｎｉｎｇ

ａｃｉｄｗｉｌｌｂｅｒｅｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．ａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｒａｔｅｉｓａｂｏｕｔ５０％ｔｏｒｅａｃｈ

ｒｅｃｏｖｅｒ

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｏｒｇａｎｉｃａｌｕｍｉｎｕｍｄａｗｓｏｎｉｔｅ

随着石化工业的迅速发展，原油的二次加工能

力逐渐提高，这使得炼油催化剂的报废量逐年增加。因此废催化剂的重复利用便成为当今社会关注和研究的重点问题。废催化剂中含有大量的金属离子，如Ａｌ、Ｎｉ、Ｖ等，因此处理过程中会产生大量的含铝有机酸废水。水中过量的铝离子危害动植物以及人类的健康，因此有效处理含铝废水具有重要的现实

意义…。

以使有机酸根和铝离子分离¨Ｊ，反应方程式如下：

Ａ１Ｃｉｔ＋４０Ｈ—Ｆ＝Ａｌ（０Ｈ）４＋Ｃｉｔ３一（１）

ＡＩ（ＯＨ）ｊ＋２ＨＣＯ；＋Ｎａ＋＃一

ＮａＡＩ（ＯＨ）２Ｃ０３（ｓ）＋２Ｈ２０＋ｃｏ｝总反应方程式为：

（２）

Ａ１Ｃｉｔ＋２ＮａＨＣ０３＋４ＮａＯＨ车

ＮａＡＩ（ＯＨ）２Ｃ０３（ｓ）＋２Ｈ２０＋Ｎａ２Ｃ０３＋Ｎａ３Ｃｉｔ

（３）

从反应原理可以看出，在碱性条件下，有机酸铝中铝离子与有机酸根分离并与废水中的ＯＨ一反应，生成Ａ１（ＯＨ）４一；加入的碳酸氢根离子可以与之反应生成丝钠铝石沉淀。因此笔者以某公司含铝有机酸废水为处理对象，研究碳酸氢钠与废水的投加顺序、废水初始ｐＨ、碳酸氢钠的投加量、反应的水浴温度以及反应水浴时间对废水中铝去除率的影响。

１

从原理上看，在强碱条件下，废水中的铝离子可

以与ＯＨ一反应生成白色氢氧化铝沉淀，通过离心、

过滤可以分离出白色沉淀，达到除铝的效果。然而，废催化剂复活工艺过程中加入的有机酸与水中的铝发生络合反应，生成稳定的有机酸络合铝，在有机酸根的影响下，加碱调解废水ｐＨ至碱性条件也不可能生成氢氧化铝沉淀。针对这一难题笔者提出有机酸铝一丝钠铝石一氧化铝生产工艺，以丝钠铝石为产物，通过利用有机酸铝制备丝钠铝石来实现有机酸与铝离子分离，达到废水除铝的效果。同时，该工艺可以使有机酸保留在废水中，使有机酸溶液循环

利用‘２—３｜。

实验

１．１试剂和仪器

某公司含有机酸废水、氢氧化钠（ＮａＯＨ）、碳酸

氢钠（ＮａＨＣＯ，）。

溴甲酚绿、氨水、盐酸、硫脲、抗坏血酸、铬天青

Ｓ；乙酸一乙酸钠缓冲溶液（ｐＨ一６．０）：醋酸钠

在强碱条件下，低浓度的丝钠铝石作为产物可

收稿日期：２０１４—０５—０６

作者简介：耿春香（１９６８一），女，硕士，副教授，研究方向为环境污染防治，ｃｈｘｇｅｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ。

２（１１４年９月

５４．６

耿春香等：化学沉淀法处理含铝有机酸废水

・８３・

ｇ，加入１ｍｏｌ／Ｌ醋酸溶液２０ｍＬ溶解后，加水

ｍＬ。

稀释至５００

铝标准储备液：准确称量８．７９２ｇ硫酸铝钾溶于水中，定容至５００ｍＬ，此溶液ＡＪ的质量浓度为

１．０

ｇ／Ｌ，使用时稀释２５０倍。

实验室中所配用的溶液均使用去离子水。电热恒温水浴锅，ＤＫ一￥２８型；低速台式大容量

离心机，ＴＤＬ－５Ａ型；ｐＨ计；７２２分光光度计。

１．２铝标准曲线的绘制

取铝标准液０、０．５、１．０、２．５、３．０、４．０ｍＬ，分别置于５０ｍＬ比色管中，加人０．１ｇ／Ｌ溴甲酚绿１滴，

图１

铝标准曲线

２．２物料投加顺序对废水中铝去除率的影响

在其他条件完全相同的条件下，研究投加顺序

对水中铝的去除效果，结果如表１所示。

表１不同物料投加顺序对铝去除率的影响

滴加顺序

废水滴加到碳酸氢钠中碳酸氢钠滴加到废水中

９５．６０

９０．６５

滴加氨水（１：４）至溶液成蓝色，用盐酸（１：４）调至蓝

色刚好消失，加入５０∥Ｌ硫脲６ｍＬ，混匀，放置

５

ｍｉｎ，加入１０ｇ／Ｌ抗坏血酸２ｍＬ，加水至３０ｍＬ左

铝的去除彰％

右，加入０．５ｇ／Ｌ铬天青ｓ溶液５．０ｍＬ，加入乙酸一乙酸钠缓冲液８．０ｍＬ，静置２０ｍｉｎ后，用７２２分光光度计测吸光度（用试剂空白为参比液），波长为

５７４ｎｍ，ｌ

从表１可以看出，当废水滴加到碳酸氢钠中时，得到易过滤的白色沉淀，同时铝的去除率为９５．６０％；当把碳酸氢钠滴加到废水中时，得到的是难过滤的白色胶状溶液，同时，铝的去除率为９０．６５％。因此，把废水滴加到碳酸氢钠中时，可以达到最佳的除铝效果。这是由于当把废水滴加到碳酸氢钠中时，废水中的有机酸铝可以与过量的

ＮａＨＣＯ，反应生成丝钠铝石晶核，随着有机酸铝的

ｅｍ比色管ＫＪ。

１．３实验步骤

取４０ｍＬ废水于烧杯中，用ｌｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ

溶液调节其ｐＨ，在恒温水浴锅中，将调节ｐＨ的废水逐滴加入到饱和碳酸氢钠溶液中，边滴加边搅拌，搅拌一段时间，烧杯底部有白色沉淀产生，静止过夜。离心过滤，将分离出的白色沉淀放在表面皿里移至烘箱烘干，焙烧。取废水上清液，利用铬天青ｓ分光光度法测量废水中的铝离子，计算废水中铝的去除率。

加入，使得晶核继续增长，最终形成粒径较大的丝钠铝石沉淀。而反过来滴加时，由于碳酸氢钠初始量

很少，只有加人到一定质量浓度时，才可以生成丝钠

铝石，此时成核数量多，但是粒径较小，难以过滤。把废水滴加到碳酸氢钠中时，不仅铝的去除率高而且产生的沉淀易分离。因此，此实验选取的是将废水滴加到饱和的碳酸氢钠中。

２．３废水ｐＨ对废水中铝去除率的影响

２结果及讨论

２．１铝标准曲线及线性范围

按照１．２测定步骤，绘制吸光度与铝质量浓度的标准曲线，如图１所示。

从图１可以得到，线性方程为Ｙ＝２．２８５

砰＝０．９９６７。结果表明，铝质量浓度在０～０．３２

８Ｘ，ｍｇ／Ｌ

调节废水ｐＨ为８、９、１０、１１、１２，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：

／７，（Ａ１）＝１０：１，反应温度为６０℃，水浴时间为４ｈ，实

验结果如图２所示。从图２可以看出，随着废水ｐＨ的增加，废水中铝的去除率增大。当ｐＨ为１１时，

范围内，线性关系良好。

（上接第８１页）

和收率上都明显强于９５％乙醇和其他常用溶剂，具有很强的经济价值，适合用于１４０。Ｃ胆固醇和１４７。Ｃ

胆固醇的进一步精制。

［２］刘莉莉．羊毛脂及其衍生物［Ｊ］．四川日化，１９９４，（１）：５２—５４．［３］Ｒｅｓｈｅｄａ

ｍｅｎｔ

Ｈａｇｅｎ，ＯａｋＲｉｄｇｅ．Ｌａｎｏｌｉｎ／ｌａｎｏｌｉｎａｃｉｄ

ｅｓｔｅｒ

ｓｋｉｎｔｒｅａｄ．

ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＵＳ，５６４１８０９［Ｐ］．１９９７—０６—２４。

［４］刘勇．从粗羊毛脂中提取胆固醇的研究［Ｄ］．四川：四川Ｉ大学硕

士学位论文，２００６．

［５］陈远飞．胆固醇［Ｊ］．生物学通报，１９９２（４）：１ｌ—１２．

［６］林吉文．甾体化学基础［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９８９：２１．

参考文献

［１］沈一丁，李小瑞，任庆海．改性羊毛脂加脂剂的制备及性能［Ｊ］

精细化工，１９９６。１３（２）：１２—１５．

［７］崔杨棣．油脂中甾醇资源开发及其在甾体药物工业中的应用

［Ｊ］．粮食与油脂，１９９７，４（４０）：２５—３１．■

・８４・

现代４／２，工第３４卷第９期

ｐＨ

水浴温度／气：

图２

不同初始溶液ｐＨ对废水中

铝离子去除率的影响

图４反应温度对废水中铝离子去除率的影响２．６反应时间对废水中铝去除率的影响

反应温度为６０℃，废水ｐＨ为１１，凡（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）＝１０：１时，考察反应时间为１、２、３、４、５、６ｈ时废水中铝的去除率，结果如图５所示。从图５可以看出，随着反应时间的增加，废水中铝的去除率也随之增加。当反应时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。这是由于有机酸铝向丝钠铝

石转化是一个相当复杂的过程，需要一定的反应时

铝的去除率可以达到９７％以上。这是由于随着ｐＨ的增加，促进了Ａ１Ｃｉｔ向ｍ（ＯＨ）４一转化，从而促进总反应向右移动，有利于丝钠铝石沉淀的生成。然而，随着ｐＨ的增加，消耗的氢氧化钠量也随之增加，因此综合考虑各因素确定废水初始ｐＨ为１１时最佳。

２．４碳酸氢钠用量对废水中铝去除率的影响

反应温度为６０℃，废水ｐＨ为１１，水浴时间为

４

ｈ，考察Ｉｔ（ＮａＨＣ０３）：Ｉｔ（Ａ１）＝４：１、６：１、８：１、１０：１、

间才可以达到最终反应平衡，因此考虑各种因素，最终选择反应时间为４

ｈ。

１２：１时铝去除率，实验结果如图３所示。从图３可以看出，随着碳酸氢钠与铝摩尔比的增加，铝的去除率越来越高，这一现象符合化学平衡移动的规律，碳

酸氢钠的加入可以促进反应向右移动，有利于丝钠

铝石的生成。然而过量的碳酸氢钠不能完全与废水中的铝反应，白白浪费掉。因此碳酸氢钠的用量并不是越多越好，当摩尔比为１０：１时，废水中铝的去除率可以达到９５％左右。所以选取摩尔比为１０：１最佳。

图５

水浴时间，ｈ

水浴时间对废水中铝离子去除率的影响

３结论

采用化学沉淀法，以丝钠铝石为目的产物，通过对反应条件进行分析及优化，成功得到去除废水中铝离子的最佳条件，可以达到排放所需要求。实验

ｎ（ＮａＨＣＯ］）：ｎ（ＡＩ）

图３

Ｉｔ（ＮａＨＣＯ，）：Ｉｔ（Ａ１）对废水中

铝离子去除率的影响

表明，当初始废水ｐＨ为１１，反应温度为６０℃，ｎ（ＮａＨＣＯ，）：ｎ（Ａ１）＝１０：１，水浴时间为４ｈ时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。同时，处理前后废水中有机酸根的残留率可以达到５０％左右，可以实现废水的循环利用。

参考文献

［１］梁海宁，刘欣梅．炼油废催化剂的处理和利用［Ｊ］．炼油技术与

工程，２０１０，４０（１）：２—３．

［２］钮因健，万平玉，等．一种利用有机酸铝生产制备氧化铝的方法：

中国，ＺＬ２００８１０１２６４９１４［Ｐ］．２００７—１２—２６．［３］Ｙｕ

ＺＬ，ＬｖＹ

２．５温度对废水中铝去除率的影响

控制反应温度分别为４５、５０、５５、６０、６５、７０℃，

废水ｐＨ为１１，见（ＮａＨＣＯ，）：／ｒ／，（Ａ１）＝１０：１，反应时间为４ｈ，考察反应温度对废水中铝的去除率的影响，结果如图４所示。由图４可以看出，随着温度的

升高，废水中铝的去除率随之增加，这是由于Ａ１Ｃｉｔ

在碱性介质中解离为Ａｌ（ＯＨ）ｆ的反应为吸热过

Ｊ，ＣｈｅｎＹＭ，ｅｔａ１．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｎ

ｔｈｅｐｒｅｐａｒａ—

程，因此适当提高温度有利于平衡向生成丝钠铝石的方向移动，而且丝钠铝石的析出与反应动力学有关，温度越高越有利于丝钠铝石的生成ＭＪ。当水浴温度为６０℃时，废水中铝的去除率可以达到９６％以上。ｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｏｆａｌｕｍｉｎａＥｎｇＣｈｅｍ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｆｒｏｍａｌｕｍｉｎｕｍｃｉｔｒａｔｅ［Ｊ］．Ｉｎｄ

Ｒｅｓ，２０１０，４９（４）：１８３２—１８３６．

［４］苟中入．高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解的机理和工艺［Ｄ］．长

沙：中南大学有色金属冶金专业，２００２：９—１０．

［５］谭洁艳，冯毅明．铬天青分光光度法测定铝材工业废水中的铝

［Ｊ］．环境，２００６，（ｓ１）：５２—５３．■