公布日：2023.09.29
申請日：2023.08.30
分類號：C02F1/28(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;B01J20/26(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種半導體工業生產廢水處理工藝，屬于廢水處理技術領域，包括如下步驟：第一步、在氮氣保護條件下，將氨基功能化4A沸石和無水甲醇混合，超聲分散，加入無水硫酸鈉，加熱回流，加入水楊醛，回流反應，得到改性4A沸石；取改性4A沸石浸泡在氯化鈣溶液中，取出后干燥；在室溫條件下，將改性4A沸石、檸檬酸三鈉溶液混合，干燥即可得到吸附材料；第二步、向廢水中加入液堿調節pH值為8‑9；第三步、向調節好pH的廢水中加入吸附材料，靜置沉降1.5‑2h后，固液分離。本發明中提供了一種吸附材料，不僅具有良好的吸附性能，而且能處理含氟廢水中少量的重金屬離子的情況。
權利要求書
1.一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：第一步、制備吸附材料：在氮氣保護條件下，將氨基功能化4A沸石和無水甲醇混合，超聲分散，加入無水硫酸鈉，加熱回流攪拌，加入水楊醛，回流反應12h，反應結束后，經過水洗、乙醚洗滌，干燥，得到改性4A沸石；取改性4A沸石浸泡在氯化鈣溶液中，取出后干燥；在室溫條件下，將改性4A沸石、檸檬酸三鈉溶液混合，干燥即可得到吸附材料；第二步、向廢水中加入液堿調節pH值為8-9；第三步、向調節好pH的廢水中加入吸附材料，靜置沉降1.5-2h后，固液分離。
2.根據權利要求1所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，第一步中氨基功能化4A沸石、無水硫酸鈉和水楊醛的用量比為30g：2g：4g。
3.根據權利要求1所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，所述液堿的質量分數為10-15%。
4.根據權利要求1所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，所述氯化鈣溶液的濃度為300-400g/L，檸檬酸三鈉溶液的質量分數為0.4%，改性4A沸石、檸檬酸三鈉溶液的用量比為30-32g：5-6mL。
5.根據權利要求1所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，改性4A沸石浸泡在氯化鈣溶液的浸泡時間為40-50h。
6.根據權利要求1所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，所述氨基功能化4A沸石通過如下步驟制備：在氮氣保護條件下，將偶聯劑預處理4A沸石和支化聚乙烯亞胺，加入質量分數50%的甲醇水溶液中，加熱回流反應30-48h，反應結束后，經過離心、洗滌、干燥，得到氨基功能化4A沸石。
7.根據權利要求6所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，所述偶聯劑預處理4A沸石通過如下步驟制備：將三氯（甲基）硅烷和3-氯丙基三氯硅烷加入正己烷中攪拌混合，得到處理液，將4A沸石和正己烷混合，攪拌分散后，在室溫、氮氣保護條件下，滴加處理液，攪拌反應24h，經過離心分離、干燥，得到偶聯劑預處理4A沸石。
8.根據權利要求7所述的一種半導體工業生產廢水處理工藝，其特征在于，所述三氯（甲基）硅烷、3-氯丙基三氯硅烷、4A沸石的用量比為10mmol：1mmol：5g。
發明內容
本發明的目的在于提供一種半導體工業生產廢水處理工藝，以應對低濃度含氟廢水中少量的重金屬離子的情況以及解決含氟廢水處理效率低，很難低于排放標準的問題。
本發明的目的可以通過以下技術方案實現：
一種半導體工業生產廢水處理工藝，包括如下步驟：
第一步、制備吸附材料：
在氮氣保護條件下，將氨基功能化4A沸石和無水甲醇混合，超聲分散，加入無水硫酸鈉，設置溫度為64℃，加熱回流攪拌10min，加入水楊醛，回流反應12h，反應結束后，經過水洗、乙醚洗滌，干燥，得到改性4A沸石；
取改性4A沸石浸泡在氯化鈣溶液中，取出后干燥；在室溫條件下，將改性4A沸石、檸檬酸三鈉溶液混合，干燥即可得到吸附材料；
第二步、向廢水中加入液堿調節pH值為8-9；
第三步、向調節好pH的廢水中加入吸附材料，靜置沉降1.5-2h后，固液分離。
進一步地，第一步中氨基功能化4A沸石、無水硫酸鈉和水楊醛的用量比為30g：2g：4g。
進一步地，所述液堿的質量分數為10-15%。
進一步地，所述氯化鈣溶液的濃度為300-400g/L，檸檬酸三鈉溶液的質量分數為0.4%，改性4A沸石、檸檬酸三鈉溶液的用量比為30-32g：5-6mL。
進一步地，所述沸石浸泡在氯化鈣溶液的浸泡時間為40-50h。
進一步地，所述氨基功能化4A沸石通過如下步驟制備：
在氮氣保護條件下，將偶聯劑預處理4A沸石和支化聚乙烯亞胺，加入質量分數50%的甲醇水溶液中，加熱回流反應30-48h，反應結束后，經過離心、洗滌、干燥，得到氨基功能化4A沸石。
進一步地，所述偶聯劑預處理4A沸石通過如下步驟制備：
將三氯（甲基）硅烷和3-氯丙基三氯硅烷加入正己烷中攪拌混合，得到處理液，將4A沸石和正己烷混合，攪拌分散后，在室溫、氮氣保護條件下，滴加處理液，攪拌反應24h，經過離心分離、干燥，得到偶聯劑預處理4A沸石。
進一步地，所述三氯（甲基）硅烷、3-氯丙基三氯硅烷、4A沸石的用量比為10mmol：1mmol：5g。
本發明的有益效果：
本發明提供了一種半導體工業生產廢水處理工藝，在半導體工業廢水中含氟廢水大多以氫氟酸形態存在，但也含有少量的重金屬Pb2+、Zn2+等，現有技術中一般通過投加氯化鈣和并配合絮凝劑等輔助添加劑滿足生產需求，本發明中提供了一種吸附材料，不僅具有良好的吸附性能，而且能應對低濃度含氟廢水中少量的重金屬離子的情況。
本發明中的吸附材料是以沸石為載體，在沸石表面進行多次修飾，提高其吸附容量，并滿足不同類型的廢水處理。經過處理后的沸石能吸附更多的氯化鈣溶液中的鈣離子，并且由于沸石的晶體結構中主要的Si、Al、O骨架結構、骨架結構外的金屬陽離子與可被置換的陽離子一起組成催化活性中心，這些可置換的陽離子處于高度分散狀態，鈣離子吸附后會在一定時間內緩慢釋放，并且可以維持一定的濃度，可以形成一個穩定、持續的吸附過程。
本發明在對沸石進行處理的過程中，以支化聚乙烯亞胺為接枝單體的氨基功能化4A沸石，并通過與水楊醛反應形成超支化大分子橋聯水楊醛結構，可以金屬離子發生螯合，最后經過靜置沉降，進行分離。
本發明中的一種半導體工業生產廢水處理工藝中使用的吸附材料，使用方法簡單，便于工業化生產，含氟廢水處理效率高。
（發明人：孫文成;徐占營）
