專利名稱：堿減量廢水中對苯二甲酸的回收方法及對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及堿減量廢水中對苯二甲酸的回收方法及對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法和應用
背景技術：
晶須是指在人工控制條件下以高純度單晶形式生長成的一種纖維，因此具有優異的力學性能。由于其院子結構排列高度有序，結構完整難以容納大晶體中長存的缺陷，所以機械強度近似等于原子間價鍵力的理論強度，是十分優異的新型復合材料補強增韌材料。隨著我國聚酯化纖工業的迅猛發展，堿減量技術已被廣泛用于仿真絲、超細合成革等產品的生產中，由此而產生的堿減量廢水已成為有害、難處理的工業廢水之一。堿減量廢水含大量對苯二甲酸(約60%)、纖維降解副產物和燒堿，一般pH > 13，CODcr在2000 80000mg/L，不可生物降解的溶解性COD在600 1000mg/L。此類廢水的特點是堿度大、 污染物含量高、生化降解性差，屬于高濃度難降解有機廢水，僅靠生物法處理解決問題幾乎是不可能的，靠物化降低廢水的COD會帶來大量的泥渣，給環境造成二次污染。因此，探索實用、經濟的堿減量廢水處理工藝迫在眉睫。目前常用的方法是先將堿減量廢水進行預處理，回收對苯二甲酸之后再進行生化處理。盡管回收對苯二甲酸的方法很多，但幾大部分是基于直接酸析法，該法雖有一定的利用價值，但回收的對苯二甲酸含雜質較多，含量一般在75%左右，純度較低，直接導致其應用領域和范圍受限。因此，需要提供一種既經濟實用又可有效回收對苯二甲酸的工藝，才能滿足廢水資源回收利用的要求。目前研究對苯二甲酸回收純化的工藝已經有很多公開號為CN1680262的中國發明專利申請公開了一種一體化堿減量廢水回收對苯二甲酸的方法及裝置，該發明主要采用的是堿減量廢水和硫酸分別同時從罐體頂部入口連續加入，控制器最初生成混合物溶液的pH值為4-7，再將適量的硫酸從罐體中部補充加入，使溶液PH到2-3，然后將混合物溶液從罐低放入離心機進行分離，制得粗對苯二甲酸。公開號為CN1680261的中國發明專利公開了一種粗對苯二甲酸的提純方法，該方法是采用CN1680262的裝置，將得到的粗對苯二甲酸進一步烘干球磨篩分，而后在60°C 100°C下，浸于水中，攪拌澄清，爾后下懸浮液進行離心分離，將離心脫水的對苯二甲酸在 80°C 105°C下烘干，可制得純度較高的對苯二甲酸成品，可作為合成滌綸切片的原料。公開號為CN101244857A的中國發明專利公開了一種堿減量廢水的處理方法，該方法是將堿減量廢水的的PH值調節至6. 5 7，進行酸析得到含有對苯二甲酸的溶液，將所得對苯二甲酸在甲醇存在下進行酯化反應，得到對苯二甲酸二甲酯粗產品。但是這些專利所回收得到的對苯二甲酸基本都用于作為合成滌綸切片的原料或者生產對苯二甲酸二甲酯，且由于回收得到的產品純度不高等原因，導致這些工藝沒有得到工業化應用。技術內容
本發明要解決的技術問題是現有堿減量廢水處理方法提取的對苯二甲酸純度低， 應用領域受限制。本發明的一個目的在于獲得使對苯二甲酸能成為良好再生資源的方法，該方法從堿減量廢水中回收對苯二甲酸，使得廢水的CODcr值下降75%以上，且獲得的粗對苯二甲酸純度可達95%。本發明的另一個目的在于獲得一種對苯二甲酸金屬鹽的生產方法，該方法能以堿減量廢水中回收的對苯二甲酸為原料制備得到晶須狀的對苯二甲酸金屬鹽，可以作為橡膠的活性填料，增強橡膠制品性能。本發明的第一部分內容，提供了一種堿減量廢水的處理方法，包括如下步驟調節廢水的pH值至10 11，投加占廢水質量5% 20%的堿式氯化鋁，后廢水先經過350-550轉/分，5-10min的快速攪拌，后經80-120轉/分、5_10min的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入10% 30%的活性炭，吸附 5 IOmin后,再經一層廢煤洛層過濾掉活性炭，以80轉/分 150轉/分、5_10min攪拌廢水，同時往廢水中加入稀硫酸或鹽酸，待廢水pH值降至3 4，在陳化池陳化I 5h，得到的粗對苯二甲酸的純度可達95 %。本發明的第二部分內容，提供了一種對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法，包括如下步驟將所得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節pH值在6 8，加入多元醇型非離子表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性鈣鹽(如CaCl2等)，攪拌，陳化I 5h，可獲得對苯二甲酸金屬鹽晶須。生產對苯二甲酸金屬鹽晶須的粗對苯二甲酸是堿減量廢水中回收的對苯二甲酸。本發明的技術效果是有效解決了堿減量廢水難以生物處理和由于堿減量廢水的原因造成的印染綜合廢水變化莫測、處理變數加大的難題，同時又解決了物化處理堿減量廢水而產生的大量泥渣對環境產生的“二次污染”作用，將只能填埋或焚燒的泥渣變廢為寶，成為工業上可再用的原料，創造一定的經濟效益。一方面可以使回收的AT原料再次利用，另一方面可降低剩余廢水的處理負荷，解決處理費用高的問題，環境效益和經濟效益兼顧，同時提高處理效率，減少環境污染。另一方面本發明制備了一種對苯二甲酸金屬鹽的晶須，該晶須加入橡膠塑料材料后對其機械性能有很大的提高。


圖I實施例I的SEM2實施例I的XRD3實施例5的SEM4實施例6的SEM圖具體實施例及附圖實施例I :調節廢水的pH值至11，投加20%的堿式氯化招，后廢水先經過500轉/ 分、6min的快速攪拌，后經100轉/分、6min的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入30%的活性炭，吸附IOmin后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以150轉/分、6min攪拌廢水，同時往廢水中加入稀硫酸，待廢水pH值降至3，在陳化池陳化5h，得到的粗對苯二甲酸。經檢測，其中對苯二甲酸的純度達95 %。將實施實例I得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節pH值在8，加入聚乙二醇非離子表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性金屬鹽CaCl2，攪拌，陳化5h，可獲得對苯二甲酸鈣晶須。從圖I和2中可以看出，本發明方法制備得到的對苯二甲酸金屬鹽均為纖維結構的晶須。實施例2 :調節廢水的pH值至10，投加5%的堿式氯化鋁，后廢水先經過350轉/ 分、IOmin的快速攪拌，后經120轉/分、5min的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入10%的活性炭，吸附5后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以80轉/分、IOmin攪拌廢水，同時往廢水中加入鹽酸，待廢水pH值降至3，在陳化池陳化I，得到的粗對苯二甲酸的純度可達95%。將所得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節pH值在6，加入聚氧乙烯型非離子表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性金屬鹽MgCl2，攪拌，陳化I，可獲得對苯二甲酸鎂晶須。實施例3 :調節廢水的pH值至10，投加13%的堿式氯化鋁，后廢水先經過550轉/ 分、5min的快速攪拌，后經80轉/分、IOmin的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入20 %的活性炭，吸附Smin后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以130轉/分、5min攪拌廢水，同時往廢水中加入鹽酸，待廢水pH值降至3，在陳化池陳化3h，得到的粗對苯二甲酸的純度可達95 %。將所得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節pH值在7，加入聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性金屬鹽ZnCl2,攪拌，陳化3h，可獲得對苯二甲酸鋅晶須。實施例4 :調節廢水的pH值至11，投加20%的堿式氯化鋁，后廢水先經過300轉 /分、6min的攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入30%的活性炭，吸附IOmin后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以150轉/分、6min攪拌廢水，同時往廢水中加入濃度為IOppm的稀硫酸，待廢水pH值降至3，得到粗對苯二甲酸。經檢測， 其中對苯二甲酸的純度達80%。實施例5 :將實施實例I得到的粗對苯二甲酸用燒堿溶解后，加入可溶性金屬鹽 CaCl2，得到的沉淀過濾烘干。圖3表明采用該工藝制備得到的對苯二甲酸金屬鹽為很普通的顆粒狀結晶，而非晶須。實施實例6 :將實施實例I所得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節pH 值在7，加入非離子氟碳表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性金屬鹽ZnCl2,攪拌，陳化3h， 獲得對苯二甲酸鈣。圖4表明采用該工藝制備得到的對苯二甲酸金屬鹽為很普通的顆粒狀結晶，而非晶須。實施例7 :將實施例1-3所得的晶須材料(實驗1-3)、傳統的填充材料CaCO3 (實驗 4)、實施例5所得對苯二甲酸鈣(實驗5)與高密度聚乙烯HDPE共混，質量比為30%: 70%， 制成塑料薄片，進行相關檢測。各個性能參數測定方法所依據的國家標準具體如下拉伸強度按GB/T 1701-2001測定，斷裂伸長率按GB/T 1701-2001測定，色澤、異味、異嗅、異物采用目測法，老化變化率按GB/T 16585-1996測定。檢測數據如下表I :表I
權利要求
1.一種堿減量廢水的處理方法，包括如下步驟調節廢水的PH值至10 11，投加占廢水質量5 % 20 %的堿式氯化鋁，后廢水先經過350-550轉/分，5-10min的快速攪拌，后經80-120轉/分、5_10min的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入10% 30%的活性炭，吸附5 IOmin后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以80轉/分 150轉/分、5_10min攪拌廢水， 同時往廢水中加入稀硫酸或鹽酸，待廢水PH值降至3 4，在陳化池陳化I 5h，得到的粗對苯二甲酸的純度可達95%。
2.一種對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法，包括如下步驟將所得到的粗對苯二甲酸加入燒堿溶液再次溶解，調節PH值在6 8，加入多元醇型非離子表面活性劑，攪拌混勻，再加入可溶性鈣鹽，攪拌，陳化I 5h，可獲得對苯二甲酸金屬鹽晶須。
3.權利要求2所述的對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法，其特征是粗對苯二甲酸是堿減量廢水中回收的對苯二甲酸。
4.對苯二甲酸金屬鹽晶須的應用作為橡膠的活性填料。
全文摘要
本發明涉及一種堿減量廢水中對苯二甲酸的回收方法及對苯二甲酸金屬鹽晶須的生產方法和應用。調節廢水的pH值至10～11，投加堿式氯化鋁，后廢水先經過350-550轉/分，5-10min的快速攪拌，后經80-120轉/分、5-10min的慢速攪拌，得到含絮凝物的廢水經廢煤渣過濾沉淀物，之后再往廢水中加入活性炭，吸附5～10min后，再經一層廢煤渣層過濾掉活性炭，以80轉/分～150轉/分、5-10min攪拌廢水，同時往廢水中加入稀硫酸或鹽酸，待廢水pH值降至3～4，在陳化池陳化1～5h，得到的粗對苯二甲酸的純度可達95％。以堿減量廢水中回收的對苯二甲酸為原料制備得到晶須狀的對苯二甲酸金屬鹽，可以作為橡膠的活性填料，增強橡膠制品性能。
文檔編號C30B29/62GK102583813SQ201210008919
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者丁玉蘭, 方春平 申請人:江蘇愛特恩高分子材料有限公司