CN101830537B - 一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，它是在可见光下以共沉淀法制得的粉末状Bi2O3为光催化剂降解硫化矿选矿废水中的有机成分。具体是：先将选矿废水引入圆柱形石英反应器中，按0.33～2g/l废水的比例加入光催化剂Bi2O3，再开启磁力搅拌器进行搅拌，使Bi2O3呈悬浮状态，然后接通光源，照射30～60分钟，利用Bi2O3光催化降解废水中的有机成分，废水经降解完成后再生水从主反应器上部引入沉淀池，在沉淀池中通过自然沉降将再生水带出的光催化剂与再生水进行分离。本发明具有工艺反应速度快，去除污染物效果显著，且不产生二次污染等优点。

Description

一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法
技术领域
本发明涉及一种处理选矿废水的方法，特别涉及对硫化矿选矿废水的处理方法。
背景技术
随着矿业的发展，浮选药剂的用量越来越大，同时浮选药剂带来的环境污染也越来越严重。由于浮选药剂用量大、效率低、高毒、高污染，选矿废水中的药剂残余量较大，致使许多矿区生态环境不断恶化，水体与土壤受到严重污染，对人身健康、农业生产和渔业都造成了很大危害。因此，寻求一种有效、合理的治理选矿废水的技术是人们亟待解决的重大难题。
近年来，利用半导体材料光催化降解有害污染污染物已成为比较热门的研究课题之一。光催化技术不仅能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染，且可有效地将有机污染物转化为无机小分子，达到完全无机化的目的。目前使用较多的光催化活性高、稳定性好的TiO2，但由于其带隙较宽，只能吸收λ≤387nm的紫外光，光能的利用率低，因此，人们逐渐把目光转移到具有窄禁带宽度的半导体光催化剂。Bi2O3就是一种窄禁带宽度的半导体，可以吸收λ≥442.9nm的太阳光，因此对太阳能的利用率较高，大大降低了处理成本。目前，还没有利用氧化铋光催化处理选矿废水的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将光催化法用于降解硫化矿选矿废水中有机成分，从而解决硫化矿选矿废水中有机物降解难以及选矿废水会用影响选矿指标的问题。该方法采用Bi2O3悬浮体系作为光催化剂，在可见光的照射下降解硫化矿选矿废水。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：先将选矿废水引入圆柱形石英反应器中，按0.33～2g/l废水的比例加入光催化剂Bi2O3，再用磁力搅拌器进行搅拌，使Bi2O3呈悬浮状态，然后接通光源，照射30～60分钟，利用Bi2O3光催化降解废水中的有机成分，废水经降解完成后再生水从主反应器上部流出，在沉淀池中通过自然沉降将再生水带出的光催化剂与再生水进行分离。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
①去除污染物效果显著，降解速度快，且催化剂制造工艺简单，成本较低，促进光催化反应进一步推向实用化。
②污染物的治理以可见光为辐射能源，充分利用自然资源，因此大大降低处理成本，是一种节能技术。
③将污染物最终降解成无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而避免了二次污染的产生。
④经降解后的废水可达标排放或回用。
附图说明
图1为光催化反应系统图。
图2为光催化剂制备流程图。
图中：1.圆柱形石英反应器；2.光源；3.磁力搅拌器；4.石英冷阱；5.沉淀池。
具体实施方式
本发明提供的可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，该方法是：参见图1，先将选矿废水引入圆柱形石英反应器1中，按0.33～2g/l废水的比例加入光催化剂Bi2O3，再开启磁力搅拌器3进行搅拌，使Bi2O3呈悬浮状态，然后接通光源2，照射30～60分钟，利用Bi2O3光催化降解废水中的有机成分，废水降解完成后所得再生水从圆柱形石英反应器1上部流出，在沉淀池5中通过自然沉降将再生水带出的光催化剂与再生水进行分离。
所述光源可以采用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯，该氙灯用于模拟可见光。
参见图1，所述中压氙灯置于石英冷阱4内，该冷阱固定在圆柱形石英反应器中央，冷阱内的夹层中通有冷却水，通过调节冷却水的流量来消除中压氙灯的热效应，使圆柱形石英反应器内溶液温度恒定，因此整个反应过程中要求保持冷却水的流通。
所用光催化剂Bi2O3的制备流程参见图2，其制备步骤包括：
①前驱体的制备：将五水硝酸铋、浓硝酸(质量分数浓度为68％)、去离子水按照摩尔比为1∶3.04∶111.2于聚四氟乙烯容器中混匀，然后慢慢滴加KOH溶液至pH呈中性，边滴加边搅拌，反应1h后得到固体沉淀；最后将沉淀滤出后烘干(120℃)、磨碎，得到前驱体粉末；
②光催化剂Bi2O3的制备：将前驱体粉末于303℃～800℃中煅烧6h，得到粒径为1.8～5.9μm(优选1.8～1.9μm)Bi2O3粉末。
下面结合处理含丁黄药废水和含乙硫氮废水的实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实例1：
本实施方式处理含丁黄药废水方法步骤如下：先将30ml浓度为39.818mg/l丁黄药模拟废水加入圆柱形石英反应器中，分别加入10mg、30mg、60mg烧结温度为303℃的Bi2O3，磁力搅拌使光催化剂一直处于悬浮状态，然后用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯作为光源进行照射，光照60min后丁黄药浓度随时间变化情况如表1所示。
由表1可知随着Bi2O3用量的增加，丁黄药的降解率逐渐上升，但起初上升较快，随后上升幅度逐渐减缓。
实例2：
本实施方式处理含丁黄药废水方法步骤如下：先将30ml浓度为20mg/l丁黄药模拟废水加入圆柱形石英反应器中，加入30mg烧结温度为303℃的Bi2O3，磁力搅拌使光催化剂一直处于悬浮状态，然后用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯作为光源进行照射，光照30min后，废水中丁黄药的的浓度为0.078mg/l，降解率可达99.61％。
实例3：
本实施方式处理含丁黄药废水方法步骤如下：先将30ml浓度为39.818mg/l丁黄药模拟废水加入圆柱形石英反应器中，分别加入30mg烧结温度为303℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃的Bi2O3，磁力搅拌使光催化剂一直处于悬浮状态，然后用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯作为光源进行照射，光照30min后丁黄药浓度随时间变化情况如表2所示。
实例4：
本实施方式处理含乙硫氮废水方法步骤如下：将30ml浓度为40mg/l乙硫氮模拟废水加入圆柱形石英反应器中，加入30mg烧结温度为303℃的光催化剂Bi2O3，开启磁力搅拌器进行搅拌，使光催化剂一直处于悬浮状态，用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯作为光源进行照射，光照30min后，废水中乙硫氮的浓度为1.576mg/l，降解率可达96.06％。
实例5：
本实施方式中光催化剂Bi2O3的制备的具体步骤如下：
a.将0.05mol五水硝酸铋、10ml浓硝酸(质量分数浓度为68％)和100ml去离子水加入聚四氟乙烯容器中，搅拌至溶解均匀为止；
b.配制浓度为2mol/l的KOH 200ml；
c.将溶液b逐滴加入溶液a中，边滴加边搅拌，至pH呈中性；
d.反应1h后，将得到的固体沉淀滤出，滤饼于120℃烘箱干燥，烘干后用玛瑙研钵磨碎即得前驱体粉末；
e.将前驱体粉末放入瓷坩埚，置于马弗炉中从室温加热至303℃，保温6h，自然降至室温即可得到粒径为1.87μm的光催化剂Bi2O3。
附表
表1
Figure GSA00000063344700031
表2
Figure GSA00000063344700032

Claims (5)

1.一种可见光催化降解硫化矿选矿废水中有机成分的方法，其特征在于：先将选矿废水引入圆柱形石英反应器中，按0.33～2g/l废水的比例加入光催化剂Bi2O3，再用磁力搅拌器进行搅拌，使Bi2O3呈悬浮状态，然后接通光源，照射30～60分钟，利用Bi2O3光催化降解废水中的有机成分，废水经降解完成后所得再生水从主反应器上部流出，在沉淀池中通过自然沉降将再生水带出的光催化剂与再生水进行分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用光催化剂Bi2O3的制备步骤包括：
①前驱体的制备：将五水硝酸铋、浓硝酸、去离子水按照摩尔比为1∶3.04∶111.2于聚四氟乙烯容器中混匀，然后慢慢滴加KOH溶液至pH呈中性，边滴加边搅拌，反应1h后得到固体沉淀；最后将沉淀滤出后烘干、磨碎，得到前驱体粉末；
②光催化剂Bi2O3的制备：将前驱体粉末于303℃～800℃中煅烧6h，得到粒径为1.8～5.9μm的Bi2O3粉末。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：得到粒径为1.8～1.9μm的Bi2O3粉末。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光源采用能够滤掉≤420nm紫外光的500W中压氙灯，该氙灯用于模拟可见光。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述中压氙灯置于石英冷阱内，该冷阱固定在圆柱形石英反应器中央，冷阱内的夹层中通有冷却水，通过调节冷却水的流量来消除中压氙灯的热效应，使圆柱形石英反应器内溶液温度恒定，因此，整个反应过程中要求保持冷却水的流通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102806082A (zh) * 2012-07-16 2012-12-05 湖北工业大学 降解硫化矿选矿有机废水的可见光催化剂制备方法
CN106957078B (zh) * 2017-02-17 2020-06-12 湖南有色金属研究院 一种基于铁氧化细菌的光催化半导体硫化矿降解选矿废水残余药剂的方法
CN108585108A (zh) * 2018-05-11 2018-09-28 南京工业大学 一种光催化处理含砷废水的装置
CN110282689B (zh) * 2019-06-05 2022-08-19 北京矿冶科技集团有限公司 一种选矿废水的处理方法
CN110216019B (zh) * 2019-06-21 2020-12-04 北京矿冶科技集团有限公司 一种光降解型感光分子硫化矿抑制剂及其制备方法与应用
CN113788504B (zh) * 2021-09-30 2022-10-04 中国矿业大学 一种基于钨酸铋的光催化反应器及选矿废水降解系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962478A (zh) * 2006-11-22 2007-05-16 哈尔滨工业大学 用氧化铋薄膜光催化降解含罗丹明b污水的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001070802A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Toshiba Corp 光触媒膜およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962478A (zh) * 2006-11-22 2007-05-16 哈尔滨工业大学 用氧化铋薄膜光催化降解含罗丹明b污水的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李卫等.化学沉淀法合成纳米Bi2O3 粉末.《功能材料》.2005,第36卷(第2期), *
李明晓等.光催化降解选矿废水的初步研究.《矿产保护与利用》.2008,(第4期), *

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