專利名稱：制革含鉻革屑的超聲波氧化脫鉻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制革含鉻廢革屑的超聲波氧化脫鉻方法，屬于制革工業(yè)中含鉻革屑廢棄物的回收利用和消除環(huán)境污染領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
廢鉻革屑一般含蛋白質(zhì)約90％(以干基計算)，Cr2O33～6％，廢鉻革屑回收利用的關(guān)鍵是將廢鉻革屑中的Cr3+脫除，常規(guī)的脫鉻方法有酸法、堿法、酸堿交替法和酶法。酸法是使用鹽酸、硫酸、草酸或檸檬酸等處理含鉻廢革屑，使膠原水解，然后通過調(diào)節(jié)pH，使鉻以氫氧化鉻沉淀的形式與膠原水解物分離，但酸法脫鉻Cr3+脫除不盡，且皮膠原水解嚴重，只能得到小分子的水解蛋白；堿法是在堿液中的游離OH進入鉻絡(luò)合物內(nèi)界，將膠原羧基從鉻絡(luò)合物中取代出來，使膠原脫鉻且同時發(fā)生一定程度降解，然后溶于水，鉻則與OH結(jié)合形成Cr(OH)3沉淀。堿法脫鉻對膠原的水解作用要小些，但堿法脫鉻花費的時間長；蘇聯(lián)專利USSR883127報道了酸堿交替法，即先采用硫酸處理，再采用Ca(OH)2交替處理含鉻革屑可加快提取明膠的生產(chǎn)速度，提高明膠質(zhì)量，但操作復(fù)雜，對酸堿材料的耗用量較大；酶法脫鉻能彌補上述各種方法的缺點，但得到的蛋白水解產(chǎn)物分子量較低。M.M.Taylor，E.M.Brown等人在處理含鉻革屑、分離蛋白質(zhì)和回收鉻的研究方面作了很多工作，有美國專利U.S509949946和U.S5271912報道，使回收的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的應(yīng)用領(lǐng)域拓寬，但不能回收酶，成本變高。近年來，美國專利U.S4151161報道了氧化法，氧化法是在弱堿條件下，以醇鈉作助劑，H2O2為氧化劑，獲得了高產(chǎn)率和低含鉻量的優(yōu)質(zhì)明膠，但明膠分子小，工藝復(fù)雜，助劑帶來新的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種制革含鉻革屑的超聲波氧化脫鉻方法。
超聲波是一種能量形式，可以通過它與傳聲媒質(zhì)的相互作用，去影響、改變以至破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。根據(jù)熱點理論，空化泡絕熱崩潰時產(chǎn)生的高溫高壓足以使熱點的物質(zhì)分子解裂成自由基，自由基的最大特點是它的化學(xué)活性強，很容易通過化學(xué)反應(yīng)形成穩(wěn)定的分子，馮若，李化茂.《聲化學(xué)及其應(yīng)用》安徽科學(xué)技術(shù)出版社，P120。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在氧化脫鉻過程中施加超聲波，由于超聲波的空化效應(yīng)，產(chǎn)生了氧自由基，對氧化脫鉻有協(xié)同作用，能明顯提高氧化脫鉻的速度，同時克服了氧化脫鉻不徹底的缺點，使含鉻廢革屑的脫鉻率達到99％以上。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。
制革含鉻革屑的超聲波氧化脫鉻方法，其特點是將含鉻革屑100份，H2O2含量30％3～15份，水50～400份，加入帶有攪拌器的反應(yīng)容器中，用堿調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，于溫度10～40℃，施加功率為50～1200w、頻率為20KHz～400KHz的超聲波，每次作用時間為0.5～3.0小時，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用堿調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波和作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)多次，根據(jù)對含鉻革屑的脫鉻要求選擇脫鉻次數(shù)。
此方法獲得的膠原為白色條狀物，膠原結(jié)構(gòu)和膠原纖維形態(tài)遭受破壞的程度小，分子量大，最終脫鉻率可達99％以上。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、此發(fā)明克服了氧化脫鉻法脫鉻不徹底的缺點，膠原產(chǎn)品的純度高。
2、此方法在處理過程中不使用表面活性劑等助劑，使用的H2O2在堿性條件下分解成水和氧，故不會造成新的污染。
3、脫鉻過程產(chǎn)生的Cr+6經(jīng)還原濃縮后可直接作為鞣劑用于制革。
4、產(chǎn)物的膠原結(jié)構(gòu)受破壞程度小，分子量大，適用范圍廣。
具體實施例方式
下面通過實驗例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是本實施例只是用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
實施例1.將含鉻革屑100kg、H2O2含量30％5kg，H2O的用量為100kg一并加入帶有溫度計和攪拌器的反應(yīng)器中，用CaO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，于溫度20℃，插入超聲波探頭，施加功率200w、頻率為20KHz的超聲波，每次作用時間為0.5小時，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用CaO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波，作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)8次，分別測定脫鉻率詳見表1所示。
2.將含鉻革屑100kg、H2O2含量30％5kg，H2O100kg一并加入帶有溫度計和攪拌器的頻率為40KHz、功率為50W的超聲波清洗器中，用CaO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，于溫度20℃施加超聲波，每次作用時間為1.0小時，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用CaO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波，作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)8次，分別測定脫鉻率詳見表2所示。
3.將含鉻革屑100kg、H2O2含量30％10kg，H2O 150kg一并加入帶有溫度計和攪拌器的反應(yīng)器，用25℃下，用CaO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，插入超聲波探頭，施加功率180w、頻率為40KHz的超聲波，每次作用時間為1.0小時，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用CaO調(diào)節(jié)pH＝9～10，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波，作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)8次，分別測定脫鉻率詳見表3所示。
4.將含鉻革屑100kg、H2O2含量30％12.5kg，H2O 200kg一并加入帶有溫度計和攪拌器的反應(yīng)器中，用MgO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，插入超聲波反應(yīng)器的探頭，開動攪拌器，于溫度30℃，施加功率250w，頻率為40KHz的超聲波，每次作用時間為40分鐘，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用MgO調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波，作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)8次，分別測定脫鉻率詳見表4所示。
表1.為實施例1脫鉻率的比較脫鉻次數(shù)次1 2 3 4 5 6 7 8無超聲波時16.54 30.36 47.20 57.28 61.26 64.37 68.13 71.84脫鉻率％超聲波作用時脫鉻率％ 21.48 44.96 59.52 65.48 69.79 74.15 77.47 80.61
表2.為實施例2鉻率的比較脫鉻次數(shù)次1 2 3 4 5 6 7 8無超聲波時18.05 31.72 49.25 61.27 72.14 75.96 80.83 84.35脫鉻率％超聲波作用時22.38 46.61 64.18 72.82 81.34 89.72 92.84 94.37脫鉻率％表3.為實施例3脫鉻率的比較脫鉻次數(shù)次1 2 3 4 5 6 7 8無超聲波時23.65 41.20 63.32 74.37 82.59 84.60 86.13 89.84脫鉻率％超聲波作用時35.50 58.37 73.21 86.28 90.92 92.46 92.75 95.42脫鉻率％表4.為實施例4脫鉻率的比較脫鉻次數(shù)次1 2 3 4 5 6 7 8無超聲波時15.64 28.76 42.57 54.98 60.16 64.37 68.13 71.84脫鉻率％超聲波作用時 20.48 41.76 54.92 64.58 70.19 75.25 80.53 82.41脫鉻率％
權(quán)利要求
1.制革含鉻革屑的超聲波氧化脫鉻方法，其特征是將含鉻革屑(按重量計)100份，H2O2含量30％，3～15份，水50～400份，加入帶有攪拌器的反應(yīng)容器中，用堿調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，開動攪拌器，于溫度10～40℃，施加功率為50～1200w、頻率為20KHz～400KHz的超聲波，每次作用時間為0.5～3.0小時，用濾布過濾，濾渣用酸堿交替洗滌一次，再用堿調(diào)節(jié)pH＝8.5～11，加入同前用量的H2O2和H2O，施加超聲波和作用時間均按前工藝條件操作，如此反復(fù)多次，根據(jù)含鉻革屑的脫鉻要求選擇脫鉻次數(shù)。
全文摘要
一種制革含鉻革屑的超聲波氧化脫鉻方法，其特點是將含鉻革屑(按重量計)100份，H
文檔編號C14C3/32GK1464072SQ02113818
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者石碧, 孫丹紅 申請人:四川大學(xué)