申请日2018.09.03
公开(公告)日2019.01.04
IPC分类号C02F1/28; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种选择性吸附精对苯二甲酸(PTA)废水中Co(II)/Mn(II)的方法，所述方法使用分子筛吸附剂，将Co(II)/Mn(II)从PTA废水中选择性吸附分离，再通过解吸、回收昂贵的Co(II)/Mn(II)。本方法操作简单、Co(II)/Mn(II)吸附彻底、Co(II)/Mn(II)易解吸回收。
权利要求书
1.一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)使用分子筛吸附剂对PTA废水中的Co(II)/Mn(II)进行选择性吸附;
(2)使用有机酸溶液解析、回收被吸附的Co(II)/Mn(II)。
2.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(1)中吸附剂为孔径小于6埃、骨架Na(I)含量大于150 mg/g的分子筛。
3.根据权利要求2所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：吸附剂为LTA和SOD拓扑结构的分子筛。
4.根据权利要求2或3所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：吸附剂形状为粉末、20-40目颗粒或微球。
5.根据权利要求3所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于： SOD分子筛是质量比为0.25-1：1的NaOH和高岭土经捏合或挤条，后在100-180oC下水热制得。
6.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(1)中PTA废水为PTA生产过程的精制单元废水，不加无机酸进行酸析，仅过滤除去常温下析出的固体颗粒。
7.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(1)中的吸附条件：PTA废水流速为1-30 BV/h，温度为0-40oC。
8.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的有机酸溶液为乙酸溶液。
9.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA 废水 中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的有机酸溶液浓度为0.01-4 mol/L。
10.根据权利要求1所述的一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的解吸条件：使用1-40 BV的有机酸溶液浸泡吸附Co(II)/Mn(II)后的分子筛1-24 h。
说明书
一种选择性吸附精对苯二甲酸废水中Co(II)/Mn(II)的方法
技术领域
本发明涉及一种Co(II)/Mn(II)的分离、回收技术，具体涉及一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法。
背景技术
精对苯二甲酸，简称PTA，是生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯，PET)的重要化工原料。据PTA行业协会统计，2017年中国内地的PTA产量约3000万吨。目前，PTA主要采用AMOCO工艺生产，其主要包含氧化单元和精制两个单元。在精制单元中，需要加入大量水溶解反应物，因此在离心分离PTA产物后产生了3-10倍的废水。该废水中的COD含量约3000 mg/L、Co(II)/Mn(II)浓度分别约30 mg/L。
PTA工厂主要采用包括好氧和厌氧的生物降解法处理废水，以达到COD排放的要求。但Co(II)/Mn(II)无法被生物降解。为了处理废水中的Co(II)/Mn(II)，化学沉淀法、电混凝法得到了研究，但处理过程中使用或产生的沉淀/混凝剂会对废水产生二次污染。吸附法，吸附剂易分离、不产生二次污染，可有效地将低浓度的Co(II)/Mn(II)吸附、浓缩，被吸附、浓缩的Co(II)/Mn(II)可解吸回收，因此得到了重点关注。
树脂、活性炭和分子筛是三种常用的吸附剂。强酸型阳离子交换树脂001×7×7可用于吸附Co(II)/Mn(II)模拟废水，其动态吸附容量为37.9/39.5 mg/g (J. Chem. Eng.Data, 2010, 55(7):2399-2404)。但废弃001×7×7树脂和解吸过程中所使用的H2SO4溶液会对环境产生二次污染。炭材料能同时吸附金属离子和有机物(Chem. Eng. J., 2015,281:379-388)，不利于金属离子的直接回收利用。NaA(J. Hazard. Mater., 2011, 196:228-233)和FAU(Chem. Eng. J., 2017, 308:476-491)拓扑结构的分子筛对Co-60或Mn(II)的吸附容量可达140和177 mg/g。PTA废水不仅含有Co(II)/Mn(II)还含有溶解性芳香酸(AOCs)，如果Co(II)/Mn(II)和AOCs同时被分子筛吸附， 则Co(II)/Mn(II)解吸液中还会含有AOCs，不利于Co(II)/Mn(II)的直接回收利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理PTA废水的选择性吸附方法：只吸附Co(II)/Mn(II)但不吸附AOCs，既避免了废弃吸附剂对环境的污染，又避免了无机酸解吸剂如硫酸、盐酸对直接回收利用Co(II)/Mn(II)的不利影响，从而可有效处理、回收PTA废水中的Co(II)/Mn(II)。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，包括如下步骤：
(1)使用分子筛吸附剂对PTA废水中的Co(II)/Mn(II)进行选择性吸附;
(2)使用有机酸溶液解析、回收被吸附的Co(II)/Mn(II)。
所述的步骤(1)中吸附剂为孔径小于6埃、骨架Na(I)含量大于150 mg/g的分子筛。
所述的步骤(1)中吸附剂优选为LTA和SOD拓扑结构的分子筛。
其中，SOD分子筛是质量比为0.25-1：1的NaOH和高岭土捏合或挤条，后在100-180oC温度下水热制得。
所述的步骤(1)中吸附剂形状为粉末、20-40目或微球。
所述的步骤(1)中PTA废水为PTA生产过程的精制单元废水，不加无机酸进行酸析，仅过滤除去常温下析出的固体颗粒。
所述的步骤(1)中吸附条件：PTA废水流速为1-30 BV/h，温度为0-40 oC。
所述的步骤(2)中的有机酸溶液为乙酸溶液。
所述的步骤(2)中的有机酸溶液浓度为0.01-4 mol/L。
所述的步骤(2)中的解吸条件：使用1-40 BV的有机酸溶液浸泡吸附Co(II)/Mn(II)后的分子筛1-24 h。
本发明提供了一种选择性吸附PTA废水中Co(II)/Mn(II)的方法，具有如下优点：
(1)只吸附PTA废水中的Co(II)/Mn(II)，不吸附AOCs，从而有利于Co(II)/Mn(II)的直接回收利用;
(2)所用的解吸剂为乙酸溶液，可与Co(II)/Mn(II)直接在PTA生产过程的氧化单元中回用;
(3)废弃分子筛易处理，对环境污染小;
(4)一步吸附就可彻底除去Co(II)/Mn(II)，操作简单。
