申请日2015.04.29
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F1/00; C02F1/28; C02F1/58
摘要
本发明公开了一种从含锌废水中提取锌盐的工艺，首先将N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水混合，调节混合废水的pH值至碱性，加吸附剂搅拌、反应后过滤得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ;将滤渣Ⅰ与酸性溶液混合，并调节得到的混合液至酸性，再经过滤后得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ;再将滤液Ⅱ与氨水混合，并调节pH值至碱性，过滤后得到滤液Ⅲ和滤渣Ⅲ，滤液Ⅲ经后处理得到锌盐。本发明以上述三种混合废水为原料，利用废水中的有机物相互作用生成不溶物来去除有机污染物;同时回收溶液中的锌。实现污水资源化处理。
权利要求书
1.一种从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特征在于，包括如下 步骤：
(1)将N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废 水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水混合，调节混合废水至碱性，加吸附 剂搅拌反应后过滤，得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ;
(2)将滤渣Ⅰ与酸性溶液混合，并将得到的混合液调节至酸性， 再经过滤后得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ;
(3)将滤液Ⅱ与氨水混合，并调节至碱性，过滤后得到滤液Ⅲ 和滤渣Ⅲ，滤液Ⅲ经后处理得到锌盐。
2.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(1)中，所述的N-氰乙基-N-苄基苯胺废水为碱性， N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废水为中性，N-乙基-N-氰乙基苯胺废水为酸 性。
3.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(1)中，所述的N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙 基-N-羟乙基苯胺废水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水的体积比为1:1:1。
4.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(1)中，通过加入固体氢氧化钠、氢氧化钠溶液或氢 氧化钾溶液来调节混合废水的pH值至8～9。
5.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(1)中，所述的吸附剂为活性炭、膨润土、硅藻土中 的至少一种。
6.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(1)中，滤液Ⅰ依次经铁碳微电解处理、絮凝过滤后， 再经浓缩处理回收氯化钠或氯化钾。
7.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(2)中，所述的酸性溶液为盐酸、硫酸或硝酸。
8.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(2)中，将滤渣Ⅰ与酸性溶液混合，调节得到的混合 液的pH值小于3。
9.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(2)中，所述的滤渣Ⅱ可循环到步骤(1)中做吸附剂 使用。
10.根据权利要求1所述的从含锌废水中提取锌盐的工艺，其特 征在于，步骤(3)中，将滤液Ⅱ与氨水混合后调节pH值至9～13。
说明书
一种从含锌废水中提取锌盐的工艺
技术领域
本发明涉及工业生产废水的处理领域，具体涉及一种从含锌废水 中提取锌盐的工艺。
背景技术
锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储 量居世界第二位，锌资源被广泛应用于现代工业生产中，如冶炼、制 药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的元素，广泛存在于人体 肌肉及骨骼中，但含量甚微，如果超量就会发生严重后果。含锌废水 的排放对人体健康和工农业活动具有严重危害，具有持久性、毒性大、 污染严重等特点，一旦进入环境后不能被生物降解，大多数参与食物 链循环，最终在生物体内积累，破坏生物体正常生理代谢活动，危害 人体健康。
氰乙基苯胺类有机物是一种重要的染料中间体，锌盐是这类染料 中间体生产中常用的催化剂。这些锌盐若随废水排除，将会造成水体 重金属污染。目前，这类含锌废水的处理方法一般是加碱或硫化物等 将锌离子从溶液中沉淀出来，然后作为固废处理。但这样会造成资源 的浪费，且存在固废难处理的问题。
N-氰乙基-N-苄基苯胺是一种重要有机中间体，广泛用于染料和 农药的合成。它是由N-氰乙基苯胺与氯化苄缩合得到。其中，N-氰 乙基苯胺由苯胺和丙烯腈在酸性条件下，以氯化锌作催化剂，反应制 得。
N-氰乙基-N-羟乙基苯胺是一种重要有机中间体，其常用生产工 艺为：N-氰乙基苯胺与环氧乙烷缩合制得。N-氰乙基苯胺的合成方法 如上。
N-乙基-N-氰乙基苯胺是一种重要有机中间体，主要用于合成偶 氮分散染料，其常用生产工艺为：N-乙基苯胺与丙烯腈以氯化锌为催 化剂的条件下，缩合制得。N-乙基苯胺由苯胺与乙醇以氯化磷为催化 剂，在酸性条件下反应生成。
发明内容
本发明公开了一种从氰乙基苯胺类有机物生产废水中提取锌盐 的工艺。以N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废水、 N-乙基-N-氰乙基苯胺废水组成的混合废水为原料，利用废水中的有 机物相互作用生成不溶物来去除有机污染物;同时回收溶液中的锌。 实现污水资源化处理。
一种从含锌废水中提取锌盐的工艺，包括如下步骤：
(1)将N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废 水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水混合，调节混合废水至碱性，加吸附 剂搅拌反应后过滤得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ;
(2)将滤渣Ⅰ与酸性溶液混合，并将得到的混合液调节至酸性， 再经过滤后得到滤液Ⅱ和滤渣Ⅱ;
(3)将滤液Ⅱ与氨水混合，并调节至碱性，过滤后得到滤液Ⅲ 和滤渣Ⅲ，滤液Ⅲ经处理后得到锌盐。
本发明中所采用的N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙 基苯胺废水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水组成的混合废水中锌盐的质 量百分含量为0.01～15%(以废水质量为基准)。
作为优选，步骤(1)中，所述的N-氰乙基-N-苄基苯胺废水为 碱性，N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废水为中性，N-乙基-N-氰乙基苯胺废 水为酸性。
通过将上述三种废水混合处理，不仅减少了中和耗费酸碱的量， 而且在碱性环境中，有机物发生缩合反应，生成不溶性化合物析出; 同时锌盐全部转化为沉淀。通过过滤-分离，得到锌盐沉淀和不溶性 有机缩合物。滤液中残留了少量有机物和其他杂质，含盐量8～17% (以滤液的质量为基准)，可以与下一批废水混合调节废水的pH， 直到有机物达到一定含量后集中处理;或者简单处理后进行浓缩回收 无机盐。
作为优选，步骤(1)中，所述的N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、 N-氰乙基-N-羟乙基苯胺废水和N-乙基-N-氰乙基苯胺废水的体积比 为1:1:1。当上述三中废水按体积比1:1:1混合时，产生的沉淀最多， 得到的滤液含杂质最少、处理简单。
氢氧化锌为两性化合物，碱性条件性生成锌酸盐，酸性条件下生 成锌盐。氢氧化锌与酸和碱反应的方程式如下：
Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2H2O
Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O
作为优选，步骤(1)中，通过加入固体氢氧化钠、氢氧化钠溶 液或氢氧化钾溶液来调节混合废水的pH值至8～9。只有将混合废水 的pH值控制在该较窄的范围内，才能保证废水中锌盐的去除完全。
吸附剂除吸附脱色作用外，还起助滤作用。作为优选，步骤(1) 中，所述的吸附剂为新鲜活性炭、废活性炭、膨润土、硅藻土中的一 种或几种，以废水质量为基准，吸附剂的投加质量百分比为 0.01～10%。加入吸附剂后，搅拌反应0.5～2h后，再进行过滤。
作为优选，步骤(1)得到的滤液Ⅰ依次经铁碳微电解处理、絮 凝过滤后，再经浓缩处理回收氯化钠或氯化钾。
作为优选，步骤(2)中，所述的酸性溶液为盐酸、硫酸或硝酸。
作为优选，步骤(2)中，将滤渣Ⅰ与酸性溶液混合，调节得到 的混合液的pH值小于3，再经搅拌反应0.5～2h后过滤。
步骤(2)中，加酸溶解时，滤渣Ⅰ中的大部分有机物和沉淀锌 溶解后重新回到溶液中，少量有机物不溶解，经过过滤转移至滤渣Ⅱ 中。
作为优选，步骤(2)中，所述的滤渣Ⅱ可循环到步骤(1)中做 吸附剂使用。
作为优选，步骤(3)中，将滤液Ⅱ与氨水混合后调节pH值至 9～13。
向滤液Ⅱ中加入过量氨水后，溶解态锌与氨水络合，得到含锌铵 络合物的水溶液，即为滤液Ⅲ，溶解态的有机物与氨反应再次形成沉 淀(滤渣Ⅲ)而被除去。锌铵络合物经加热、电解或加碱反应后，得 到干净的无机锌盐，循环利用到氰乙基苯胺类产品的生产中。滤渣Ⅲ 为有机物，经测纯度较高，经过简单分离后可以循环利用。
与现有技术相比，本发明的创新点在于：
1、本发明结合N-氰乙基-N-苄基苯胺废水、N-氰乙基-N-羟乙基 苯胺废水、N-乙基-N-氰乙基苯胺废水的来源、所含成分以及生产量 的具体情况，将它们1:1:1混合，使其相互作用，生成有利于后续处 理的白色沉淀有机物。既节约资源，避免额外添加其他试剂及吸附剂; 又经济环保，生成的白色沉淀有机物可回收利用。
2、本发明根据锌离子在不同条件下存在的状态不同，巧妙分离 锌和有机物，从而达到回收锌的目的。
3、本发明将三股拥有相似工艺的废水混合处理，不仅回收锌， 还可以去除废水中难降解有机物，降低废水处理难度，便于回收其中 的无机盐。
4、本发明回收干净的锌盐，回用于产品生产工艺;处理废水的 同时回收其中的无机盐，降低生产成本。
5、本发明所述工艺流程简洁，操作简单，条件温和，易工业化。