專利名稱：含鉈廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水的處理方法，更具體地說，是一種含鉈廢水的處理方法。
鉈和鉈化物是劇毒物質(zhì)，在生產(chǎn)NaI(Tl)晶體中會產(chǎn)生含鉈的廢水，其含鉈量一般為2～15mg/l，甚至有的達(dá)100mg/ml。根據(jù)我國規(guī)定的有毒重金屬廢水排放的最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)(如汞)應(yīng)為≤0.05mg/l。因此，含鉈廢水的含鉈量大大超過了該標(biāo)準(zhǔn)。為了防止和避免含鉈廢水對環(huán)境的污染，必須降低含鉈廢水中的鉈含量，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
目前，分離鉈的方法有離子交換法、萃取法、自然蒸發(fā)法和沉淀法。離子交換法需洗脫，對洗脫后的濃縮液還需進(jìn)一步處理。萃取法有萃取和反萃取過程，反萃取出的濃縮液也需進(jìn)一步處理，其過程較復(fù)雜。自然蒸發(fā)法占地多，含鉈廢水又曝露在外，對人畜皆不安全。沉淀法較上述方法都簡單，它分有機(jī)沉淀和無機(jī)沉淀兩種。有機(jī)沉淀法所用的沉淀劑價格貴，不宜作工業(yè)含鉈廢水的處理，這些試劑有硫脲、巰乙酰替萘胺、8-巰基喹啉、甲基橙、乙二胺、四苯硼酸鈉……等。無機(jī)沉淀法有硫離子沉淀鉈(《Removal of metals from wastewater.Neutralization and Precipitation》，Cushnic.G.C.1984)，該方法除鉈效果較好，因為Tl S溶度積為5×10-21，沉淀劑價格也便宜，但該方法加入硫，最后在被處理廢水中含硫量＞1mg/l，仍不能排放，否則需進(jìn)一步除硫。
本發(fā)明目的是提供一種不引入有害物質(zhì)，除鉈效果好的含鉈廢水的處理方法。
本發(fā)明是這樣來實(shí)施的。采用Tl(OH)3沉淀法。Tl(OH)3為難溶化合物，其溶度積為6.3×10-46。自然界及廢水中的鉈為Tl+。為沉淀鉈，需把鉈氧化成Tl3+，Tl+→Tl3+的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E0＝1.26，只要氧化劑的氧化性強(qiáng)E0＞1.26，就可以將Tl+→Tl3+。但是作為工業(yè)用廢鉈液處理，加入的氧化劑必須是價廉、易得、適用，可選用的氧化劑有NaClO、Cl2、雙氧水、溴水…等。在加入氧化劑之前，先要使含鉈液酸化再氧化，如下式所示
所用的酸為無機(jī)酸，有H2SO4、HNO3、HCl。待Tl3+生成后，加入堿，即生成Tl(OH)3沉淀。為使Tl(OH)3沉淀得完全，尚需加入共沉淀劑，所加入的共沉淀劑也必須是便宜易得的，首先是Ca2+，其次是Al3+，如CaCl2、Ca(OH)2、AlCl3·6H2O、NH3Al(SO4)2·12H2O、KAl(SO4)2·12H2O、Al2(SO4)3·18H2O等。加入的沉淀劑可以是NaOH、NH3OH。氧化劑的加入量，以摩爾量計，應(yīng)為Tl+的15倍以上為好，當(dāng)廢水中含鉈量≤40mg/l時，加入的近飽和氯氣的NaClO液量為0.5～2ml/l，加入的酸量以pH＝2～5即可。加入的共沉淀劑量為0.5～1g/l。當(dāng)廢水中鉈含量再高時，則加入試劑量相應(yīng)增加。加入酸、氧化劑、共沉淀劑的同時要充分?jǐn)嚢?，使氧化充分完成。加入的堿量依次加入共沉淀劑的種類而定，當(dāng)共沉淀劑為Ca2+時，則堿的加入量以溶液pH≥11為準(zhǔn)，共沉淀劑為Al3+時，以pH＝7～8為準(zhǔn)。
本發(fā)明的方法按如下步驟進(jìn)行(1)在含鉈廢水中加入無機(jī)酸，調(diào)pH至2-5，(2)加入氧化劑，有次氯酸鈉溶液(NaClO)、雙氧水(H2O2)、溴水或氯氣。加入NaClO液或雙氧水的量為0.5～1ml/l，溴水量以廢水呈深黃色為準(zhǔn)，通入氯氣量以溶液變清為準(zhǔn)。
(3)加入共沉淀劑Ca2+或Al3+，加入量為0.5～1g/l。
(4)加入堿，使pH＝7～8(當(dāng)共沉淀劑為Al3+時)，或≥11(當(dāng)共沉淀劑為Ca2+時)。
(5)沉淀液放置1～6小時或過夜，除沉淀，上清液即為除鉈的廢水，可排放。
經(jīng)過上述處理的含鉈廢水，其含鉈量≤0.05mg/l，完全達(dá)到國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)，并且在廢水中未引入對環(huán)境污染的有害物質(zhì)。
實(shí)施例1。(1)將含鉈量為9.68mg/l的廢水250l，泵入處理槽中，加入H2SO4，使pH＝3，攪拌，
(2)加入近飽和氯氣的NaClO液250l，攪拌，(3)加入CaCl2150g，攪拌30分鐘，(4)加入NaOH，至pH＝12，攪拌30分鐘，(5)放置過液，排放上清液，濾除Tl(OH)3、Ca(OH)2和Mg(OH)2的共沉淀待處理。
上清液經(jīng)分析，其含鉈量為0.011mg/l。
實(shí)施例2。
(1)將含鉈量為36mg/l的廢水250l泵入處理槽中，加入H2SO4使pH＝3，攪拌，(2)加入近飽和氯氣的NaClO液400ml，攪拌，(3)加入CaCl2150g，攪拌30分鐘，(4)加入NaOH使pH＝12，攪拌1.5小時，Tl(OH)3沉淀完全，(5)放置過夜過濾，排放上清液，濾除Tl(OH)3、Ca(OH)2和Mg(OH)2的共沉淀待處理。
上清液經(jīng)分析，其含鉈量為0.013mg/l。
實(shí)施例3。
(1)將含鉈量為8mg/l的廢水250l泵入處理槽中，加入H2SO4使pH＝3，攪拌，(2)加入近飽和氯氣的NaClO液250ml，攪拌，(3)加入AlCl3·6H2O 130克，攪拌30分鐘，(4)加入NaOH使pH＝7.5，攪拌1.5小時，(5)沉淀溶液放置過夜過濾，排放上清液，濾除共沉淀待處理。
上清液分析，含鉈量為0.012mg/l。
實(shí)施例4。
(1)將含鉈量為9.3mg/l的廢水250l泵入處理槽中，在攪拌下加入H2SO4使pH＝2.5，(2)加入近飽和的NaClO液250ml，攪拌，(3)加入NH3AlSO4·12H2O 100g，攪拌30分鐘，(4)加入NH4OH使pH＝7.5，
(5)沉淀液放置7小時，過濾，排放上清液，除去濾渣待處理。
上清液經(jīng)分析，含鉈量為0.011mg/l。
實(shí)施例5。
(1)將含鉈量為6.8mg/l的廢水250l，泵入處理槽中，在攪拌情況下加入H2SO4，調(diào)pH＝2，(2)加入30%雙氧水120ml，攪拌，(3)加入AlCl3·6H2O 120g，攪拌30分鐘，(4)加入NaOH調(diào)pH＝7.2，攪拌1小時，(5)沉淀液停放過夜過濾，排放上清液，去除濾渣待處理。
分析上清液，含鉈量為0.01mg/l。
實(shí)施例6。
(1)在含鉈量為16mg/l的10l廢水中，加入H2SO4，使pH＝2.5，攪拌，(2)加入溴水使溶液呈深黃色，攪拌，(3)加入KAlSO4·12H2O 6g，攪拌溶融，(4)加NaOH溶液使pH＝7.2，(5)沉淀液放置6小時后，過濾，排放上清液，除去濾渣待處理。
分析上清液，含鉈量為0.005mg/l。
實(shí)施例7。
(1)在20l鉈含量為20.5mg/l的廢水中加入H2SO4，使pH＝5，攪拌，(2)通入氯氣至溶液變清，攪拌，(3)加CaCl210g，攪拌，(4)加入NaOH，調(diào)pH＝11.5，攪拌，(5)沉淀液放置過夜過濾，排放上清液，除去濾渣待處理。
分析上清液，含鉈量為0.0005mg/l。
從上述眾多實(shí)施例看，本發(fā)明方法簡易，操作簡便，所需試劑便宜，來源方便，所得結(jié)果理想，含鉈量均達(dá)國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)，也達(dá)到了美國國家規(guī)定的環(huán)境水域鉈含量的標(biāo)準(zhǔn)(13μg/l，為對各種生物標(biāo)準(zhǔn);48μg/l，為對水生生物標(biāo)準(zhǔn))。
權(quán)利要求
1.一種含鉈廢水的處理方法，該方法是用沉淀法除鉈，其特征在于按如下步驟進(jìn)行(1)在含鉈廢水中加入無機(jī)酸，調(diào)pH至2～5，(2)加入使Tl+→Tl3+的氧化還原電位E0＞1.26的氧化劑，(3)加入Ca2+或Al3+共沉淀劑，(4)加堿調(diào)pH至7～8(共沉淀劑為Al3+時)或≥11(沉淀劑為Ca2+時)，(5)沉淀液放置1～6小時或過夜過濾，排放上清液，除去濾渣。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于步驟(1)中加入的無機(jī)酸為H2SO4、HCl、HNO3。
3.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于步驟(2)中的氧化劑為NaClO、H2O2、溴水、氯氣，NaClO液或H2O2加入量為鉈的15倍(摩爾量計)，溴水加入量以廢水液呈深黃色為準(zhǔn)，氯氣加入量以廢水變清為準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于步驟(3)中加入共沉淀劑為CaCl2、Ca(OH)2、AlCl3、NH3AlSO4·12H2O、KAlSO4·12H2O、Al2(SO4)3·18H2O。
5.如權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于步驟(4)中加入的堿為NaOH、NH3(OH)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沉淀處理含鉈廢水的方法，該方法用酸調(diào)廢水的pH至2～5，然后用氧化劑(NaClO，H
文檔編號C02F1/62GK1067229SQ9210576
公開日1992年12月23日 申請日期1992年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月15日
發(fā)明者梁保勝, 馬啟明, 呂素秀, 楊德華 申請人:中國核工業(yè)總公司北京核儀器廠