一种高效六价铬去除剂配方及制备方法步骤

铬是一种重要的战略性资源，铬盐系列产品作为化工-轻工-高级合金材料的基础原料，应用及其广泛，涉及国民经济15％的商品品种。大量铬的开发利用一方面提高了国民的生活水平，另一方面也造成了大量铬渣和含铬废气的产生。自1958年开始，中国已积存填埋600多万吨高毒性铬渣，且每年新增60万吨。铬渣的处理被认为是铬盐行业老大难问题，也是世界性环保难题，至今还没找到一个真正经济有效的铬渣处理技术。铬渣中主要的有害物质是铬酸钙和水溶性六价铬，在铬渣堆放场没有完全符合“无渗漏、无扬散、无流失”的要求的情况下，六价铬很容易经雨水的淋滤作用进入地下水，进而污染附近含水层。对于人体而言，六价铬具有刺激性、腐蚀性以及致突变、致畸、致癌的三致效应。我国在“生活饮用水卫生标准”(GB 5749-2006)将饮用水的六价铬限值定为0.05mg/L；美国EPA在1977年便将六价铬列入到了“水中优先监测及控制的污染物”；2011年，国际环境健康风险评估机构Blacksmith Institute根据污染物污染范围的大小和潜在受害人群的数量，对全球毒性污染事件进行了量化评估并排序，研究显示发展中国家有数百万人群暴露于铬污染的环境中。因此，对于六价铬的治理刻不容缓。

目前对于水中六价铬的治理主要是通过氧化还原作用使高毒性、高迁移性的六价铬还原成低毒性、难迁移的三价铬1。常常使用纳米零价铁、铁屑、硫酸亚铁、硫化物等相对低廉的还原剂作为修复材料，可以直接加入到污染场地的水或土壤中，是一种操作简单快捷的方法。但是目前流行的纳米零价铁会有在空气中被氧化、团聚失活等现象，因此研究人员往往把将纳米铁负载在高分子材料上，这往往导致制备过程较为复杂。一些硫化物还原剂也有可能发生二次污染。因此，实际条件对上述材料进行水中六价铬污染物的去除影响较大。海绵铁作为一种人工合成的零价铁金属炉料，不光具有优良的氧化还原性能，还具有具有疏松多孔、比表面积大等特点。可以既对水中的六价铬进行化学还原，又进行物理吸附，是一种理想的处理水中六价铬材料。吴继锋对海绵铁去除Cr6+进行了总结，认为在酸性条件下Fe和Fe2+可作为电子供体，六价铬的络合阴离子作为电子受体发生微电解反应。随着微电解反应的进行，水中氢离子不断消耗，溶液pH和OH-浓度逐渐增加，溶液中将产生难溶的氢氧化铁和氢氧化铬等絮凝沉淀，从而脱除水中铬离子。Hamid Reza Zafarani在温度为27℃，pH为3.7，5.5g海绵铁在15分钟时就可以将25mL的10mg/L CrO3溶液还原80％以上2，可见这是一种优良的六价铬去除剂。从国内外研究现状来看，对于水中六价铬的修复方法主要有化学沉淀、物理吸附、化学清洗法、微生物修复法、离子交换、膜分离、超滤技术、化学还原法等。化学沉淀法3是通过向含有重金属的溶液中加入石灰、EDTA等物质，使重金属离子发生絮凝沉淀。这种方法虽然操作简单，但往往极大地改变水体pH值，并引入新的污染物，实际的应用中需要二次处理。物理吸附法4是采用活性炭、膨胀石墨等高孔隙度和比表面积的材料进行物理吸附，这种吸附很难有选择性，处理含有较多杂质的水溶液往往会降低使用效果。化学清洗法5是利用水力压力推动清洗液经过污染场地而将污染清洗出去，随后再对含有铬的清洗，清洗液既可以是某种络合剂，也可能就是清水。但这种方法的处理效果往往取决于土壤pH值，使用限制较大。微生物修复法6、7是一种环保、简单的原位处理方法，场地微生物经过驯化就可应用于场地修复。法国Rhone-Alpes土壤中六价铬含量达到1800mg/g，微生物在加入营养成分后就可以进行还原反应，显示出了巨大的修复潜力。这种方法虽然前景广阔，但仍然常常受到实际场地菌落种群难以驯化和需要投加营养物质的限制。离子交换8、9、10往往是使用离子树脂或易于降解的有机物通过离子交换的方法进行水质修复。膜分离11技术主要是利用渗透压进行离子交换，将重金属离子留在半透膜的一侧，将干净的水渗透到另一侧。超滤技术12主要是利用可以主动吸附重金属的材料吸附六价铬，从而达到净化水质的目的。这些三种研究刚刚起步，虽然往往具有去除效率高的特点，但成本过高、速度过慢限制了其广泛使用。现有的修复技术往往存在成本高昂、操作复杂、难于保存、处理效果较慢、没有针对性和产生二次污染等一个或几个缺点，难以对水中的六价铬进行有效的处理。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种高效六价铬去除剂配方及制备方法步骤，该技术方案的有益效果如下：本去除剂克服了以往修复材料的易团聚、易失活及反应速度慢、去除效率低的情况，同时无二次污染，提高了处理后的水质安全性。在较大颗粒(1～3mm)作为主要成分的去除剂中，只有本发明的去除剂可以在0.5h内将30mg/L的六价铬废水完全去除。并且因为其主要由大颗粒构成，使得操作简单、容易保管，该技术将在含有重金属的水处理中发挥重要的作用。含有六价铬的废水在经过该技术的高效去除剂后，能够有效地使六价铬浓度达标或者完全去除，操作简单安全，降低了以往对水中六价铬的处理成本。该技术还避免了杂质影响、修复材料失活或者产生二次污染的情况，是一种高效、经济、生态安全性好的新型复配六价铬去除剂，现将该一种高效六价铬去除剂配方及制备方法步骤及技术方案实施例介绍如下供研究交流参考：（611511  237532）

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，鉴于技术配方的特殊性不接受退款，请根据需要斟酌后支付，谢谢。