EDTA絡(luò)合回收模擬含錳廢水中錳的研究

1、    edta絡(luò)合回收模擬含錳廢水中錳的研究    張貞發(fā)楊斌吳鑫李發(fā)林【摘 要】為了回收模擬含錳廢水中的錳元素，以edta二鈉鹽為絡(luò)合劑，采用原子吸收分光光度法（aas）檢測(cè)廢水中的錳含量。當(dāng)溶液的ph值為12.0左右呈現(xiàn)出堿性，edta用量達(dá)到廢水量的0.9，攪拌10min后，edta對(duì)錳元素的回收率達(dá)到78.0%?！娟P(guān)鍵詞】edta；回收；錳【abstract】edta was used as a chelating agent to recycle the manganese in the wastewater. the manganese c

2、ontent was detected by atomic absorption spectroscopy（aas）. when edta dosage is 0.9 ，the recovery of manganese is 78.0% after stirring 10min.【key words】edta； recycle； manganese在錳礦的開(kāi)采和深加工過(guò)程中，由于設(shè)備和技術(shù)等各方面的影響，造成含錳廢料和含錳廢水中含有大量的錳，污染較為嚴(yán)重1。工廠中的含錳廢水和含錳廢渣往往會(huì)集中堆放在工廠內(nèi)，既占用了大量場(chǎng)地，又容易遇到雨水沖刷等原因而伴隨地表徑流進(jìn)入江河湖泊，造成重金屬元素的

3、污染2。過(guò)量的錳元素進(jìn)入人體內(nèi)會(huì)引起中毒，對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、肝臟、肺和心血管有危害，甚至引起急性錳中毒3和慢性錳中毒，表現(xiàn)出輕度精神障礙和自主神經(jīng)功能紊亂，甚至造成錐體外系損害，還可能會(huì)伴隨精神癥狀4。因此，控制排放的工業(yè)廢水中的錳含量，回收廢水中含的錳元素，有利于環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康。回收含錳廢水中錳的方法主要有離子交換法、化學(xué)沉淀法、微生物法等5-7。在含錳廢水中加入常用的edta（乙二胺四乙酸二鈉）絡(luò)合劑，與錳離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，有效降低水中錳含量，并且成本相抵比較低。1 材料與方法1.1 材料與儀器模擬含錳廢水（自制，錳含量為50mg·l-1），乙二胺四乙酸二鈉（分析純）

4、，硝酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），去離子水（自制）。tas-990型原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司），79-1型磁力攪拌器（江蘇金壇醫(yī)療儀器廠），phs-3c型實(shí)驗(yàn)室ph計(jì)（上海今邁儀器儀表有限公司），其他常用玻璃儀器。1.2 方法1.2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程用移液管移取模擬含錳廢水樣品25ml，置于50 ml小燒杯中，滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)到所需要的ph值，加入設(shè)計(jì)量的乙二胺四乙酸二鈉鹽，放在磁力攪拌器上攪拌達(dá)到設(shè)計(jì)的時(shí)間后，過(guò)濾，用3 ml去離子水洗滌濾渣三次，將濾液轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶中，定容，檢測(cè)錳含量，計(jì)算回收率。1.2.2 檢測(cè)條件和標(biāo)準(zhǔn)曲線采用原子吸收分光光度法檢測(cè)廢水

5、中的錳含量。燈電流：2.0ma，光譜帶寬：0.2 nm，火焰類(lèi)型：乙炔-空氣火焰，乙炔流量：1700ml·min-1，檢測(cè)波長(zhǎng)：279.5nm。配制錳元素標(biāo)準(zhǔn)使用液，濃度分別為0 mg·l-1、0.5 mg·l-1、1.0 mg·l-1、2.0 mg·l-1、3.0 mg·l-1、4.0 mg·l-1，裝于聚乙烯瓶中低溫儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?.2.3 方法以回收率判斷廢水中錳元素的回收效果。vx為處理后水樣的體積（l）；cx為處理后濾液定容后錳元素的濃度（mg·l-1），超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度上限（4.0 mg·l-1）

6、應(yīng)稀釋后重新檢測(cè)；v0為處理前所取水樣的體積（l）；c0為處理前所取廢水樣中錳元素的濃度（mg·l-1）。2 結(jié)果與分析2.1 edta用量對(duì)回收率的影響取含錳廢水樣品25ml，分別加入占廢水質(zhì)量0.5、0.7、0.9、1.1、1.3量的edta，此時(shí)溶液的ph值為2.0左右，攪拌30min后，抽濾，分別用3 ml去離子水洗滌濾渣三次，收集濾液，轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，定容，檢測(cè)，計(jì)算回收率。結(jié)果如表1.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，edta的用量對(duì)回收率有一定的影響。當(dāng)edta的量增加時(shí)，回收率隨著增加，當(dāng)edta的用量增加到超過(guò)廢水質(zhì)量的0.9時(shí)，繼續(xù)增加edta用量，回收率不會(huì)顯著增加。說(shuō)

7、明edta的用量并不是越多越好，超過(guò)了0.9后，繼續(xù)增大用量對(duì)回收率的增加影響不大，同時(shí)還會(huì)增加成本。2.2 攪拌時(shí)間對(duì)回收率的影響取含錳廢水樣品25ml，加入占廢水質(zhì)量0.9的量的乙二胺四乙酸二鈉，此時(shí)溶液的ph值為2.0左右，分別攪拌10min、20min、30min、40min、50min后，過(guò)濾，用3 ml去離子水洗滌濾渣三次，收集濾液，轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，定容，檢測(cè)，計(jì)算回收率。結(jié)果表明，當(dāng)攪拌時(shí)間為5分鐘時(shí)，回收率達(dá)到57.9%，繼續(xù)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，當(dāng)攪拌時(shí)間為10min時(shí)，回收率達(dá)到71.1%，再繼續(xù)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，回收率基本穩(wěn)定。這可能是由于錳離子與edta發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)的反

8、應(yīng)速率較快，只要混合均勻，反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)基本達(dá)到平衡，延長(zhǎng)時(shí)間并不能有效的提高錳元素的回收率。2.3 ph值對(duì)回收率的影響取含錳廢水樣品25ml，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至所需要的ph值分別為2.5，4.5，6.5，8.5，10.5，12.0，之后加入占廢水質(zhì)量0.9的乙二胺四乙酸二鈉，分別攪拌10min后，過(guò)濾，用3ml去離子水洗滌濾渣三次，收集濾液，轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，定容，檢測(cè)，計(jì)算回收率。由表中可以看出，當(dāng)溶液呈現(xiàn)出堿性時(shí)，回收率較高，當(dāng)溶液呈現(xiàn)出酸性時(shí)，回收率較低。說(shuō)明edta回收錳的絡(luò)合反應(yīng)適合在堿性條件下進(jìn)行?？赡苁怯捎阱i離子與edta形成的絡(luò)合物在堿性條件下溶解度降低，成為含錳

9、量比較高的固體狀態(tài)的濾渣，濾渣被過(guò)濾后，從而降低濾液中的錳含量，達(dá)到較好的回收效果。當(dāng)溶液ph值為12.0，回收率達(dá)到78.0%，但是濾液的ph值比較高，排放時(shí)需要進(jìn)行中和處理。不然也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害污染水體及水中的生物。3 結(jié)論edta由于具有絡(luò)合作用，可以和錳離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)回收廢水中的錳，在不同的ph值情況下，絡(luò)合物的溶解性能和穩(wěn)定常數(shù)有所不同。當(dāng)ph比較大時(shí)，溶解度較低，通過(guò)過(guò)濾出去含錳量較高的絡(luò)合物固體濾渣，可有效降低廢水中的錳含量。edta與廢水中的錳離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的速度快，所需時(shí)間短。廢水的ph值對(duì)錳的回收率有較大影響。當(dāng)溶液ph值為12.0，edta用量超過(guò)廢水量的0.9，充分?jǐn)嚢?0min后，對(duì)錳的回收率達(dá)到78.0%?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1孟君.含錳廢水控制與治理研究進(jìn)展j.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（32）：14273-14274.2任伯幟，劉斌全，鄭諧，周義.錳礦區(qū)土-水界面污染流中重金屬來(lái)源分析j.環(huán)境污染與防治，2014，36（12）：6-10.3荊俊杰，謝吉民.微量元素錳污染對(duì)人體的危害j.廣東微量元素科學(xué)，2008，15（2）：6-9.4張瑞丹，檀國(guó)軍，郭力，等.慢性錳中毒致神經(jīng)系統(tǒng)受損4例臨床分析j.中國(guó)神經(jīng)精神疾病雜志，2014，40（11）：662-665.5冒愛(ài)榮，錢(qián)曉榮，陳亮，等.陽(yáng)離子淀粉對(duì)含錳（）廢水的絮凝