申请日2017.05.23
公开(公告)日2017.07.28
IPC分类号C02F1/28; C07C303/44; C07C309/35; C02F101/34
摘要
本发明涉及2‑萘磺酸废水的处理技术领域，特别公开了一种载铁铝大孔树脂分离废水中2‑萘磺酸的方法。该载铁铝大孔树脂分离废水中2‑萘磺酸的方法，其特征为：取预处理后的大孔树脂与氯化铁、氯化铝充分混合，再加入氯化钠和盐酸浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤至溶液呈中性，取出大孔树脂烘干备用;将载铁铝树脂与2‑萘磺酸废水混合进行吸附分离;以氢氧化钠溶液为洗脱剂，将吸附的2‑萘磺酸洗脱下来，得到2‑萘磺酸钠产品。本发明分离效率高、效果好，且制备的载铁铝大孔树脂具有吸附容量大、选择性高，处理效果好，操作简便的特点;树脂可以再生，实现重复使用，且废水处理成本低。
权利要求书
1.一种载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征为，包括如下步骤：(1)取预处理后的大孔树脂与氯化铁溶液、氯化铝溶液充分混合，再加入氯化钠溶液和盐酸溶液浸泡，并放在摇床上振荡24h后，用氯化钠溶液和氨水溶液浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤至溶液呈中性，取出大孔树脂放于干燥箱内，在20-50℃下放置5-20h，得到载铁铝树脂，烘干备用;(2)将载铁铝树脂与2-萘磺酸废水混合进行静态吸附分离，或是将将载铁铝树脂装柱进行动态吸附分离;(3)以0.1-1mol/L的氢氧化钠溶液为洗脱剂，在温度为10-40℃，流速为0.2-1.0BV/h条件下，将吸附的2-萘磺酸洗脱下来，得到2-萘磺酸钠产品。
2.根据权利要求1所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(1)中，取预处理后的D301大孔树脂与浓度均为0-1.0mol/L的氯化铁溶液、氯化铝溶液充分混合，再加入浓度为0-1.0mol/L的氯化钠溶液和质量浓度为1-10%的盐酸溶液浸泡。
3.根据权利要求1所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(1)中，大孔树脂在摇床上振荡后，用浓度为0.1-0.9mol/L的氯化钠溶液和浓度为1-10mol/L的氨水溶液浸泡。
4.根据权利要求1所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(2)中，将载铁铝树脂与2-萘磺酸废水充分混合进行静态吸附分离，2-萘磺酸的初始浓度为0.1-1.0g/L，温度为20-40℃，pH为1-7。
5.根据权利要求1所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(2)中，将载铁铝树脂用质量浓度为95%的乙醇溶液浸泡24h，再用蒸馏水洗净后装柱进行动态吸附分离;在初始浓度0.1-1.5g/L，流速为1-7BV/h，床层高度5-15cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱，将2-萘磺酸吸附到床层中。
6.根据权利要求1所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(3)中，以0.5mol/L的氢氧化钠溶液为洗脱剂进行洗脱。
7.根据权利要求2所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(1)中，取预处理后的D301大孔树脂与浓度均为0.2mol/L的氯化铁溶液、氯化铝溶液充分混合，再加入浓度为0.5mol/L的氯化钠溶液和质量浓度为5.3%的盐酸溶液浸泡。
8.根据权利要求3所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(1)中，大孔树脂在摇床上振荡后，用浓度为0.68mol/L的氯化钠溶液和浓度为2.1399mol/L的氨水溶液浸泡。
9.根据权利要求4所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(2)中，将载铁铝树脂与2-萘磺酸废水充分混合进行静态吸附分离，2-萘磺酸的温度为30℃，pH为2.9-3。
10.根据权利要求5所述的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，其特征在于：步骤(2)中，在初始浓度1.0g/L，流速为3BV/h，床层高度10cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱，将2-萘磺酸吸附到床层中。
说明书
一种载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法
(一)技术领域
本发明涉及萘磺酸废水处理技术领域，特别涉及一种载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法。
(二)背景技术
在染料中间体β-盐生产过程中，产生大量的含2-萘磺酸废水，废水对生态环境和人类健康造成极大危害，同时2-萘磺酸又是有重要经济价值的化工原料。该废水属极难处理的有机工业废水之一，因此开发一种2-萘磺酸废水高效综合利用处理技术，分离回收2-萘磺酸产品，实现废水的资源化利用，在水体污染日益严重和淡水资源短缺的背景下，具有重要的环境效益和经济效益。
(三)发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作简便、选择性高、分离效果好的载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种载铁铝大孔树脂分离废水中2-萘磺酸的方法，包括如下步骤：
(1)取预处理后的大孔树脂与氯化铁溶液、氯化铝溶液充分混合，再加入氯化钠溶液和盐酸溶液浸泡，并放在摇床上振荡24h后，用氯化钠溶液和氨水溶液浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤至溶液呈中性，取出大孔树脂放于干燥箱内，在20-50℃下放置5-20h，得到载铁铝树脂，烘干备用;
(2)将载铁铝树脂与2-萘磺酸废水混合进行静态吸附分离，或是将将载铁铝树脂装柱进行动态吸附分离;
(3)以0.1-1mol/L的氢氧化钠溶液为洗脱剂，在温度为10-40℃，流速为0.2-1.0BV/h条件下，将吸附的2-萘磺酸洗脱下来，得到2-萘磺酸钠产品，树脂再生率100%。
本发明的更优技术方案为：
步骤(1)中，取预处理后的D301大孔树脂与浓度均为0-1.0mol/L的氯化铁溶液、氯化铝溶液充分混合，再加入浓度为0-1.0mol/L的氯化钠溶液和质量浓度为1-10%的盐酸溶液浸泡;其中，氯化铁溶液和氯化铝溶液的优选浓度为0.2mol/L，氯化钠溶液的优选浓度为0.68mol/L，氨水溶液的优选浓度为2.1399mol/L。
大孔树脂在摇床上振荡后，用浓度为0.1-0.9mol/L的氯化钠溶液和浓度为1-10mol/L的氨水溶液浸泡;其中，优选浓度为0.68mol/L的氯化钠溶液和浓度为2.1399mol/L的氨水溶液。
步骤(2)中，将载铁铝树脂与2-萘磺酸废水充分混合进行静态吸附分离，2-萘磺酸的初始浓度为0.1-1.0g/L，温度为20-40℃，优选30℃;pH为1-7，优选2.9-3;
或是将载铁铝树脂用质量浓度为95%的乙醇溶液浸泡24h，使其充分膨胀，再用蒸馏水洗净后装柱进行动态吸附分离;在初始浓度0.1-1.5g/L，流速为1-7BV/h，床层高度5-15cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱，将2-萘磺酸吸附到床层中，优选初始浓度1.0g/L，流速为3BV/h，床层高度10cm。
步骤(3)中，以0.5mol/L的氢氧化钠溶液为洗脱剂进行洗脱。
本发明可有效实现工业废水中2-萘磺酸的分离，分离效率高、效果好，且制备的载铁铝大孔树脂具有吸附容量大、选择性高，处理效果好，操作简便的特点;树脂可以再生，实现重复使用，且废水处理成本低。
本发明不仅可以用于β-盐母液中2-萘磺酸分离，也可用于其他含酸废水的资源化综合利用处理和高附加值酸的浓缩和提纯，分离效果好、应用领域广、应用前景好。
(四)具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：
(1)取预处理后的树脂与0.2mol/L FeCl3+0.2mol/L AlCl3+0.5mol/L NaCl+5.3%盐酸溶液，浸泡预处理好的D301树脂，并放在摇床上振荡24h后，用0.68mol/LNaCl+2.1399mol/L氨水溶液浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤直至溶液呈中性，取出树脂放于干燥箱内在30℃下放置10h，烘干以备使用;
(2)在2-萘磺酸的初始浓度为1.0g/L、温度为30℃、pH为2.93条件下，将0.05g载铁铝后的大孔树脂与2-萘磺酸废水充分混合至平衡后，树脂吸附容量达到914.87mg/g，处理后废水剩余2-萘磺酸浓度低于0.1g/L;
(3)取干燥后的载铁铝大孔树脂以95%乙醇溶液浸泡24h，使其充分膨胀，用蒸馏水洗净后装柱进行动态吸附分离。在初始浓度1.0g/L，流速为3BV/h，床层高度10cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱， 将2-萘磺酸换吸附到床层中，出水pH为6-7，2-萘磺酸含量为0，穿透时间为8360min，其相应穿透点的出水体积为418BV。
在温度为35℃，流速0.5BV/h，以浓度0.5mol/L NaOH将已吸附2-萘磺酸洗脱下来，得到2-萘磺酸钠产品，树脂再生率100%。将树脂经多次吸附、洗脱再生循环，重复使用10次，树脂总交换吸附容量910mg/g。
实施例2：
(1)取预处理后的树脂与0.6mol/L FeCl3+0.6mol/L AlCl3+0.6mol/L NaCl+8%盐酸溶液，浸泡预处理好的D301树脂，并放在摇床上振荡24h后，用0.8mol/L NaCl+7mol/L氨水溶液浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤直至溶液呈中性，取出树脂放于干燥箱内在40℃下放置15h，烘干以备使用;
(2)在2-萘磺酸的初始浓度为0.8g/L、温度为20℃、pH为4条件下，将0.05g载铁铝后的大孔树脂与2-萘磺酸废水充分混合至平衡后，树脂吸附容量达到789.45mg/g，处理后废水剩余2-萘磺酸浓度低于0.12g/L;
(3)取干燥后的载铁铝大孔树脂以95%乙醇溶液浸泡24h，使其充分膨胀，用蒸馏水洗净后装柱进行动态吸附分离。在初始浓度1.0g/L，流速为4BV/h，床层高度8cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱， 将2-萘磺酸换吸附到床层中，出水pH为6-7，2-萘磺酸含量为0，穿透时间为5360min，其相应穿透点的出水体积为317BV。
在温度为30℃，流速0.7BV/h，以浓度0.3mol/LNaOH将已吸附2-萘磺酸洗脱下来，得到2-萘磺酸钠产品，树脂再生率95%。将树脂经多次吸附、洗脱再生循环，重复使用10次，树脂总交换吸附容量780mg/g。
实施例3：
(1)取预处理后的树脂与0.1mol/L FeCl3+0.1mol/L AlCl3+0.3mol/L NaCl+4.2%盐酸溶液，浸泡预处理好的D301树脂，并放在摇床上振荡24 h后，用0.53mol/L NaCl+1.86546mol/L氨水溶液浸泡，然后用无水乙醇清洗至无色，随后用去离子水洗涤直至溶液呈中性，取出树脂放于干燥箱内在25℃下放置12h，烘干以备使用;
(2)在2-萘磺酸的初始浓度为0.6g/L、温度为40℃、pH为1.538条件下，将0.05g载铁铝后的大孔树脂与2-萘磺酸废水充分混合至平衡后，树脂吸附容量达到1033mg/g，处理后废水剩余2-萘磺酸浓度低于0.008g/L;
(3)取干燥后的载铁铝大孔树脂以95%乙醇溶液浸泡24h，使其充分膨胀，用蒸馏水洗净后装柱进行动态吸附分离。在初始浓度1.0g/L，流速为2BV/h，床层高度6cm条件下，使2-萘磺酸废水流经吸附柱， 将2-萘磺酸换吸附到床层中，出水pH为6-7，2-萘磺酸含量为0，穿透时间为6789min，其相应穿透点的出水体积为367BV。
在温度为40℃，流速0.4BV/h，以浓度0.7mol/L NaOH将已吸附2-萘磺酸洗脱下来，得到2-萘磺酸钠产品，树脂再生率100%。将树脂经多次吸附、洗脱再生循环，重复使用10次，树脂总交换吸附容量1015mg/g。
