鋼渣處理含鉻離子廢水技術

　　鋼渣是鋼鐵冶煉過程中產生的固體廢棄物，我國存量已超過千萬噸，而且存量每年還在遞增。大量鋼渣不僅影響土地資源利用，而且會造成破壞大氣、污染土壤等環(huán)境問題。大多數鋼渣未能綜合利用，采用粗放式處理方法，主要利用途徑包括：作為燒結溶劑、工業(yè)回填料、配制水泥添加料和建筑材料。按資源性和有效性評定，我國鋼渣實際利用率只有50%左右，發(fā)達國家利用率可達95%以上，可見我國對鋼渣綜合利用水平不高，應積極探索利用量大、附加值高的應用新途徑。

　　鋼渣不僅具有表面結構疏松多孔、有很多空隙和活性官能團，比表面積大，吸附能力強的特性，而且密度大，沉降速度快，固液分離效果好，性能穩(wěn)定，是一種極具潛力的吸附劑。鋼渣作為吸附劑在重金屬離子廢水、有機染料廢水、化工廢水等廢水處理方面都有較好吸附效果。鋼渣的吸附性能改進已經成為研究熱點，本文針對鋼渣對含鉻離子廢水的吸附性能展開研究，提供一條鋼渣再利用的方法。

　　1、實驗

　　1.1 實驗材料與儀器

　　實驗材料：鋼渣、硫酸、NaoH溶液、蒸餾水、二苯碳酰二肼、重鉻酸鉀。實驗器材：電子天平、pHS-3C系列pH計、HZQ-C水浴振蕩器、Cary60UV-Vis分光光度計、遠紅外快速干燥箱。

　　1.2 實驗方法

　　容量瓶中加入100ml一定初始濃度的鉻離子廢水溶液和鋼渣后，調節(jié)適合吸附的條件，水浴振蕩后。用高錳酸鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法測定廢水中六價鉻離子的濃度并計算其去除率。鉻離子去除率公式：

　　其中：C0：單位mg/L，代表初始濃度，Ce：單位mg/L，代表吸附后溶液濃度。

　　2、結論與分析

　　2.1 鋼渣加入量對吸附率的影響

　　配制60mg/L的鉻離子廢水，分別在100mL的溶液中投加0.20，0.40，0.60，0.80，1.00，1.20，1.40，1.60g鋼渣，即吸附劑投加量為2，4，6，8，10，12，14，16g/L.溶液，經靜態(tài)吸附完成后，測定被吸附溶液的濃度，最后求出吸附率。結果如表1所示。

　　通過表1可見，鋼渣加入量可以在很大程度上影響吸附率，在100mL溶液中，鋼渣的加入量為2～12g/L時，吸附率增大的幅度很大；而當赤泥顆粒的加入量為12～16g/L時，吸附率增幅很小。因為溶液濃度是確定不變的，不斷增加吸附劑赤泥顆粒加入量，固液比加大，影響了赤泥的吸附趨勢，使其逐漸平緩。綜合考慮12g/L的加入量最佳。

　　2.2 吸附時間對吸附率的影響

　　配制一定濃度的鉻離子溶液與鋼渣混合，溫度為室溫，靜態(tài)吸附結束后，測定不同吸附時間后被吸附溶液的濃度，最后求出吸附率。結果見表2。

　　從表2中可看出來，吸附時間與吸附率成正比，即吸附的時間越長，吸附效果也就越好。反應初期，鋼渣吸附鉻離子速度較快，可以明顯看出溶液中絮狀沉淀出現，隨著時間增加，吸附率逐漸增加，吸附時間為6h，吸附率為89.9%，已經達到吸附平衡。吸附時間大于6h，吸附率趨于穩(wěn)定。證明吸附6h后，吸附效果最佳。

　　2.3 吸附溫度對吸附的影響

　　初始濃度60mg/L亞甲基藍溶液與12g/L赤泥顆?；旌?，在10～60℃溫度下靜態(tài)吸附6小時。然后用分光光度計測吸附過后溶液的濃度，最后算出吸附率，結果如表3所示。

　　從表中可見，溫度對吸附影響不大，反應溫度低于20℃時鉻離子去除效果受溫度影響較大，30℃時吸附效果最佳，吸附率達到91.7%，高于30℃后去除率趨于穩(wěn)定。因此選擇30℃為最佳反應溫度。

　　2.4 吸附液的pH對吸附的影響

　　溶液pH值是用吸附法重要影響因素之一，因為氫離子本身是強競爭離子，溶液pH不僅會影響到溶液，也會影響鋼渣表面功能團電離作用。用一定濃度NaOH溶液和HCl溶液調節(jié)60mg/L溶液初始pH后，與12g/L鋼渣混合，靜態(tài)吸附6小時，測余下溶液的濃度，算出吸附率，結果見表4。

　　由表4可知，pH<4時吸附率受初始pH值影響較大，pH=4時，吸附率為91.7%，當pH>4時，吸附率趨于穩(wěn)定。整體看來鋼渣的吸附性能較好。

　　3、結論

　　通過對鋼渣加入量、吸附時間、吸附溫度和吸附初始實驗研究，得出鋼渣對鉻離子廢水的吸附最佳條件：12g/L的加入量，吸附時間6h，溫度30℃，pH=4時，吸附率最佳可達91.7%。(來源：河南科技大學材料學院)