本发明涉及一种重金属捕捉剂，具体涉及一种重捕剂及制备方法和处理电镀废水中三价铬的方法。
背景技术：
随着电镀行业的飞速发展，电镀含铬(ⅲ)离子废水的产生量日益增加，铬(ⅲ)离子污染会对对人类的健康，生活以及生存造成严重威胁。为了缓解和解决这一问题，世界各地的环保者为此投入了大量研究，其中化学沉淀法由于成本低廉，设备要求简单而成为治理重金属废水的主要手段之一。
目前市场上重金属捕捉剂使用范围广，对低浓度的重金属效果并不佳，且针对性不强，对于高浓度废水，一次性处理不能达标，需循环处理才能达到排放标准。同时市面上现有重捕剂存在处理时单位用量多的情况。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中的重金属捕捉剂使用范围广，但对含低浓度三价铬离子的电镀废水的处理效果并不佳，且针对性不强；而对于含高浓度三价铬离子的电镀废水，一次性处理不能达标，需循环处理才能达到排放标准；
2、现有技术中的重捕剂存在处理时单位用量多的情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种重捕剂及制备方法和处理废水中铅离子的方法，以解决现有技术中的重金属捕捉剂使用范围广，但对含低浓度三价铬离子的电镀废水的处理效果并不佳，且针对性不强；而对于含高浓度三价铬离子的电镀废水，一次性处理不能达标，需循环处理才能达到排放标准的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂，其制备包括下述重量份的组分：乙二胺2-9份；醇类10-25份；二硫化碳9-28份；氢氧化物6-11份；磺酸盐0.05-0.6份；硬脂酸盐0.06-0.5份；水38-66份。
进一步的，各组分的重量份分别为：乙二胺4-7份；醇类15-20份；二硫化碳15-20份；氢氧化物7-9份；磺酸盐0.2-0.4份；硬脂酸盐0.1-0.3份；水45-56.5份。
进一步的，各组分的重量份分别为：乙二胺5份；醇类18份；二硫化碳18份；氢氧化物8份；磺酸盐0.3份；硬脂酸盐0.2份；水51份。
进一步的，所述醇类为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙醇、异丙醇中的任意一种或任意几种的混合物。
进一步的，所述氢氧化物为碱金属的氢氧化物和碱土金属的氢氧化物中的任意一种或任意几种的混合物。
进一步的，所述磺酸盐为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和木质磺酸钠中的任意一种或任意几种的混合物。
进一步的，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸镁和硬脂酸锉中的任意一种或任意几种的混合物。
本发明提供的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为20％-60％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为15％-40％的氢氧化物溶液；
(2)在常温下，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌15-20min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至4-10℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳；滴加完毕后保持温度为4-10℃继续搅拌15-20min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至30-35℃，搅拌反应40-60min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应90-120min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌10-15min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
本发明提供的一种处理电镀废水中三价铬离子的方法，应用上述制备方法制备的重捕剂进行电镀废水中三价铬离子的处理。
进一步的，向需要处理的电镀废水中加入上述制备方法中制备的重捕剂。
进一步的，以10％固含量的重捕剂用量参考，当三价铬离子浓度为1mg/l时，10％固含量的重捕剂使用量为24ml/l。
本发明的制备原理为：
①rnh2+cs2+moh→rnhcs2m+h2o
②roh+cs2+moh→rocs2m+h2o
首先乙二胺与己二胺结构相似但不相同，故跟同种离子作用后形成螯合物的空间结构有所差异，乙二胺(链短)制备出的重捕剂跟铬离子(三价)形成螯合物较容易，且空间结构较己二胺(链长)合成的重捕剂螯合物稳定。硬脂酸盐的加入有助于抑制副反应②的产物生成。
本发明中重捕剂的作用机理是：重捕剂能与三价铬形成稳定环螯合物，其结构如下式(1)，从而达到清除铬离子的效果。
(1)、
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂及制备方法，制备出的重捕剂能与三价铬形成稳定环螯合物，其对含低浓度三价铬离子的电镀废水和含高浓度三价铬离子的电镀废水均具有良好的处理效果，处理针对性强，经过一次性处理就能达到排放标准；并且处理时单位用量少，可以降低废水处理的成本。
(2)本发明提供的一种处理电镀废水中三价铬离子的方法，是应用本发明中制备出的重捕剂进行电镀废水中三价铬离子的处理，其对含低浓度三价铬离子的电镀废水和含高浓度三价铬离子的电镀废水均具有良好的处理效果，经过一次性处理就能达到排放标准；并且处理时单位用量少，可以降低废水处理的成本。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一、制备实施例：
实施例1：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
1.1原料，原料用量如下表1所示：
表1实施例1原料表：
1.2制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为40％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为25％的氢氧化物溶液；
(2)在室温25℃，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌18min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至5℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳,15min滴加完毕；滴加完毕后保持温度为5℃继续搅拌18min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至30℃，搅拌反应45min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应90min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌10min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
实施例2：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
2.1原料，原料用量如下表2所示：
表2实施例2原料表：
2.2制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为60％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为15％的氢氧化物溶液；
(2)在室温25℃，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌15min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至10℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳,15min滴加完毕；滴加完毕后保持温度为10℃继续搅拌15min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至35℃，搅拌反应50min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应90min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌10min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
实施例3：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
3.1原料，原料用量如下表3所示：
表3实施例3原料表：
3.2制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为20％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为40％的氢氧化物溶液；
(2)在常温下，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌18min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至7℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳；滴加完毕后保持温度为7℃继续搅拌18min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至32℃，搅拌反应50min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应105min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌12min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
实施例4：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
4.1原料，原料用量如下表4所示：
表4实施例4原料表：
4.2制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为30％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为30％的氢氧化物溶液；
(2)在常温下，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌20min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至10℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳；滴加完毕后保持温度为10℃继续搅拌20min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至35℃，搅拌反应60min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应120min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌15min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
实施例5：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
5.1原料，原料用量如下表5所示：
表5实施例5原料表：
5.2制备方法，包括下述步骤：
(1)将醇类用水配制成质量浓度为50％的醇类溶液；将氢氧化物用水配置成质量浓度为20％的氢氧化物溶液；
(2)在常温下，将己二胺和步骤(1)配制的醇类溶液加入反应容器中，并混合搅拌15min，得混合溶液a；
(3)将反应容器内混合溶液a的温度降温至4℃，在搅拌的状态下向反应容器中匀速滴加二硫化碳；滴加完毕后保持温度为4℃继续搅拌15min,得混合溶液b；
(4)将反应容器内混合溶液b的温度升温至30℃，搅拌反应40min；
(5)在搅拌的状态下向反应容器中加入步骤(1)中配制的氢氧化物溶液，继续搅拌反应110min；
(6)在搅拌的状态下向反应容器中加入磺酸盐和硬脂酸盐搅拌10min，即得处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂成品。
实施例6：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
6.1原料，原料用量如下表6所示：
表6实施例6原料表：
6.2制备方法：
与实施例3不同的是，将醇类用水配制成质量浓度为40％的醇类溶液；将碱类用水配置成质量浓度为20％的碱类溶液；其余同实施例3。
实施例7：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
7.1原料，原料用量如下表7所示：
表7实施例7原料表：
7.2制备方法：
与实施例3不同的是，将醇类用水配制成质量浓度为50％的醇类溶液；将碱类用水配置成质量浓度为40％的碱类溶液；其余同实施例3。
实施例8：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
8.1原料，原料用量如下表8所示：
表8实施例8原料表：
8.2制备方法：
与实施例3不同的是，将醇类用水配制成质量浓度为50％的醇类溶液；将碱类用水配置成质量浓度为30％的碱类溶液；其余同实施例3。
实施例9：
采用500g的带温度控制的小型密闭反应釜，制备处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂：
9.1原料，原料用量如下表9所示：
表9实施例9原料表：
9.2制备方法：
与实施例3不同的是，将醇类用水配制成质量浓度为40％的醇类溶液；将碱类用水配置成质量浓度为30％的碱类溶液；其余同实施例3。
二、实验例
将实施例1～实施例9中制备的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂、市售dtc、市售tmt进行对比实验：
1、处理高含量cr3+
实验方法：配制cr3+浓度为500mg/l的废水，使用原子吸收分光光度计实测cr3+浓度含量为512.045mg/l。取出等量的几份，应用本发明实施例1～实施例9中制备的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂、市售dtc、市售tmt分别在3种用量下进行处理，处理后使用原子吸收分光光度检测cr3+残余浓度，结果如下表10所示：
表10处理高含量三价铬离子对比实验结果
2、处理低含量cr3+
实验方法：配制cr3+浓度为50mg/l的废水，使用原子吸收分光光度计实测cr3+浓度含量为50.446mg/l。取出等量的几份，应用本发明实施例1～实施例9中制备的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂、市售dtc、市售tmt分别在3种用量下进行处理，处理后使用原子吸收分光光度检测cr3+残余浓度，结果如下表11所示：
表11处理低含量三价铬离子对比实验结果
由表10和表11可以看出，本发明实施例1-9中制备的处理电镀废水中三价铬离子的重捕剂，在处理含低浓度三价铬离子的电镀废水和含高浓度三价铬离子的电镀废水均具有良好的处理效果，处理针对性强，经过一次性处理就能达到排放标准；并且处理时单位用量少，废水处理的成本低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。