五硫代碳酸钠的合成及在重金属废水处理中的应用.pdf

中文摘要 摘 要 重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，因此如何有 效地处理重金属废水已成为人们关注的问题。针对传统硫化剂和全硫碳酸盐在重金属 废水处理过程中存在的不足，研究发现，五硫代碳酸盐具有更好的处理废水效果。本 文通过全硫碳酸钠溶液和单质硫合成五硫代碳酸钠，研究了离子液体和微波共同作用 对合成反应的影响，并将五硫代碳酸钠用于重金属废水的处理。 论文以全硫碳酸钠(Na CS )和硫(S)为原料，在水溶液中加入离子液体(吡咪硼氟四 2 3 [BMIm]BF )作为相转移催化剂，在微波辐射作用下，合成五硫代碳酸钠(Na CS ) 。结 4 2 5 果表明， n(Na CS ):n(S)=1.0:2.5，微波功率 700 W，反应温度 60 ℃，加入2 mL 离子 2 3 液体([BMIm]BF4) ，反应40 min 后达到平衡，五硫代碳酸钠产率为 83.87 %。论文通过 用丙酮萃取的方法制备出五硫代碳酸钠晶体，并对其进行表征分析。 论文探讨了五硫代碳酸钠处理二价重金属离子(M2+ :如 Pb2+,Co2+,Cu2+-Pb2+等) 。结 2- 2+ 果表明，n(CS ):n(M )=1.2～1.5:1.0，pH 4.5～5.0，反应 10～15 min，重金属离子去除 5 率高达 99 %，残留重金属离子浓度已达到污水综合排放标准(GB8978-96) 。 论文研究了五硫代碳酸钠处理强氧化性重金属离子(Cr(Ⅵ)) 。对于初始浓度为 1039.90 mg/L 的含Cr(Ⅵ)水溶液，溶液初始 pH 值和沉淀阶段溶液 pH 值分别控制在 1.5 2- 2- 和 8.0～8.5, n(Cr O7 ):n(CS )=1:3 ，反应和沉淀时间均为60 min，Cr(Ⅵ)去除率高达99.9% 2 5 以上,残留 Cr(VI)浓度小于 0.041 mg/L，已达到污水综合排放标准，其沉淀物经处理可 制得重要的化工原料 Cr O 。 2 3 论文研究了五硫代碳酸钠处理实际沉钒废水中钒和铬等重金属离子以及沉钒废水 中氨氮的回收，探讨了重金属废水处理后所产生的污泥的处理以及硫酸铝铵结晶法回 收氨氮后结晶物的处理。通过实验分析发现，对于V( Ⅴ)和Cr(VI)初始浓度分别为204.21 和 244.44 mg/L 沉钒废水，初始 pH 值和沉淀阶段溶液的 pH 值分别控制在 1.5 和 8.5， Na CS 的物质的量为理论值的4 倍，反应和沉淀时间均为 60 min，废水经五硫代碳酸 2 5 钠处理后，V( Ⅴ)和 Cr(VI)去除率高达 99 % 以上，残留V( Ⅴ)和 Cr(VI)浓度分别为 0.33 mg/L 和 0.032 mg/L，已达到排放标准。对于氨氮浓度为 6224.87 mg/L 的沉钒废水，当 n((NH ) SO ):n(Al (SO ) ·18H O)=1.0:1.5，pH 1.5 ，反应时间 50 min，反应温度 50 ℃， 4 2 4 2 4 3 2 氨氮回收率已经达 95.85%，当继续提高温度至 90℃时，氨氮的回收率高达 97.75%， 废水中氨氮浓度降至 140.06 mg/L ，可实现废水的循环利用。 关键词：五硫代碳酸钠，全硫代碳酸钠，微波，离子液体，重金属废水 I 英文摘要 ABSTRACT Heavy metal wastewater, one of the industrial wast