一种固化废液中钴离子的方法技术

本发明专利技术涉及废液中钴离子的处理技术领域，尤其是涉及一种固化废液中钴离子的方法。包括以下步骤：(1)向含钴废液中加入硅酸盐和铝盐，混合均匀，并调节pH值为7

【技术实现步骤摘要】
一种固化废液中钴离子的方法


[0001]本专利技术涉及废液中钴离子的处理
，尤其是涉及一种固化废液中钴离子的方法。

技术介绍

[0002]钴(Co)是具有光泽的钢灰色金属，位于周期表第4周期，原子序数为27，在自然界中，钴主要以二价和三价形式存在，属于过渡金属，目前主要应用于电路、航天、新能源电池、冶金及环保等领域。随着近些年来新能源锂电池的迅猛发展，钴酸锂作为锂电池的主要正极材料，随着含钴电极材料的生产和退役，未来将会产生大量涉钴废水。
[0003]由于钴盐具有易溶、不可生物降解的特性，并且可以在整个水介质中以Co
2+
的形式迁移，所以极易积累在水生动植物体内，可通过食物链富集到人体内，Co
2+
不能被身体代谢，会对健康造成极大危害。鉴于钴的生物累积性、难降解性和潜在毒性，控制废水中的钴污染变得尤为重要。
[0004]目前，国内外聚焦于吸附、离子交换和化学沉淀法，有效去除水体中的Co
2+
，主要策略是调控工艺参数和吸附剂特性以提高去除率，目的是将水体中易迁移的Co
2+
转移到惰性固相固化，减缓其在环境中的迁移活性，但是转移到固相后的稳定性鲜有关注。钴离子在环境不会自然消亡，未经稳定化固化的钴离子存在浸出的二次污染风险，因此，探索水溶液中钴离子稳定化固化的策略，将是规避其环境污染风险的有效途径。
[0005]鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种固化废液中钴离子的方法，该方法能够对废液中的钴离子进行高效固封，形成的钴固化体稳定性高，浸出率低。
[0007]本专利技术提供一种固化废液中钴离子的方法，包括以下步骤：
[0008](1)向含钴废液中加入硅酸盐和铝盐，混合均匀，并调节pH值为7
‑
11，得到混合物；
[0009](2)将步骤(1)中的混合物置于反应釜中，在恒温条件下反应；
[0010](3)反应结束，冷却至室温，分离悬浮液，得到钴固化体和不含钴的废液，实现钴的固化。
[0011]优选地，步骤(1)中所述混合物中硅、铝、钴的摩尔比为(0.1
‑
4):(0.1
‑
4):(1
‑
16)。
[0012]优选地，步骤(1)中所述混合物中硅、铝、钴的摩尔比为2:1:1。
[0013]优选地，步骤(1)中所述含钴废液中Co
2+
的浓度为1
‑
16mmol/L。
[0014]优选地，步骤(1)中所述含钴废液中Co
2+
的浓度为8mmol/L。
[0015]优选地，步骤(2)中的反应温度为25
‑
200℃，反应时间为22
‑
24小时。更优选为，反应温度为200℃，反应时间为24小时。
[0016]优选地，步骤(1)中所述硅酸盐为九水合硅酸钠。
[0017]优选地，步骤(1)中所述铝盐为硝酸铝。
[0018]优选地，步骤(1)中调节pH值采用的试剂为氢氧化钠溶液和硝酸溶液。
[0019]优选地，步骤(3)中采用离心的方式分离悬浮液。
[0020]综上所述，本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0021]本专利技术的技术方案通过利用硅酸盐和铝盐在水热条件下实现对钴的固化，钴离子通过电位平衡作用参与硅铝酸盐聚合物三维网络的形成，且在加热过程中，部分钴通过取代硅铝酸盐中硅原子或铝原子的位置，进入聚合物结构并被逐步稳定在硅铝酸盐聚合物中。因此，本专利技术提供的方法通过电位平衡、参与聚合反应及三维网络的包容作用，实现了对钴离子非常高效的固封，固定率最高可达100％；形成的钴固化体稳定性高，浸出率低至0.25％。本专利技术提供的固化方法工艺流程简单，反应条件易控制，可操作性强，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术中不同温度下废液中钴离子的固定效率柱状图；
[0024]图2为本专利技术中不同温度下钴固化体的钴离子浸出率柱状图；
[0025]图3为本专利技术中混合物中硅、铝、钴摩尔比为2:1:(1
‑
16)时的pH
‑
固定率折线图；
[0026]图4为本专利技术中混合物中硅、铝、钴摩尔比为(0
‑
4):1:8时的pH
‑
固定率折线图；
[0027]图5为本专利技术中混合物物中硅、铝、钴摩尔比为2:(0
‑
4):8时的pH
‑
固定率折线图。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]称取0.233g六水合硝酸钴固体溶解在纯水中，进行充分搅拌，待其完全溶解后转移到100mL的容量瓶中定容，得到8mmol/L的含钴废水。
[0032]实施例1
[0033]一种固化废液中钴离子的方法，具体过程如下：
[0034](1)向含钴离子浓度为8mmol/L的废水中加入九水合硅酸钠和硝酸铝，混合均匀，并用氢氧化钠溶液和硝酸溶液调节pH值至7，得到混合物，混合物中硅、铝、钴元素的摩尔比为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化废液中钴离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向含钴废液中加入硅酸盐和铝盐，混合均匀，并调节pH值为7
‑
11，得到混合物；(2)将步骤(1)中的混合物置于反应釜中，在恒温条件下反应；(3)反应结束，冷却至室温，分离悬浮液，得到钴固化体和不含钴的废水，实现钴的固化。2.根据权利要求1所述的固化废液中钴离子的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合物中硅、铝、钴的摩尔比为(0.1
‑
4):(0.1
‑
4):(1
‑
16)。3.根据权利要求2所述的固化废液中钴离子的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合物中硅、铝、钴的摩尔比为2:1:1。4.根据权利要求1所述的固化废液中钴离子的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含钴废液中Co
2+
的浓度为1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令军，程漫路，章桑宜，陈迪云，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：