CN103896367B - 利用离子交换纤维去除选矿废水中有害金属离子的工艺 - Google Patents

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Abstract

一种利用离子交换纤维去除选矿废水中有害金属离子的工艺，其步骤为：a.将离子交换纤维经过编织定型，包裹于载体之外，构成吸附单元；b.待处理的选矿废水进行至少24小时的自然沉降，以初步去除其中的固体颗粒和杂质；c.将所述吸附单元载体置于经过自然沉降的选矿废水中，以200～400r/min的转速充分搅拌0.5～1小时，然后静置2～4小时；d.将吸附单元取出，用0.05mol/L盐酸溶液洗涤2次，再以0.1mol/L的盐酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脱，以回收吸附单元；经过吸附处理后的选矿废水进入其他废水处理流程。本发明工艺操作简单，吸附效率高，操作时间短，容易实现多级组合，具有高效、经济和对环境友好的优势，有利于我国选矿废水的有效处理和循环利用。

Description

利用离子交换纤维去除选矿废水中有害金属离子的工艺
技术领域
本发明属于湿法冶金技术研究领域，具体地说，涉及到一种利用弱碱性离子交换纤维对选矿工业废水中的有害金属离子进行吸附去除，以保证选矿废水循环回用的方法。
背景技术
浮选工艺目前广泛应用于我国的各有色金属矿山，以铅锌矿山为例，该类矿山多为复杂共生矿，浮选时由于矿石性质不同，造成选矿流程、选矿药剂种类的复杂多变，使得选矿过程中所产生的选矿废水难以循环使用，绝大部分废水伴随尾矿以尾矿浆的形式从选矿厂排出。选矿废水包括选矿排出的精矿浓缩和过滤产生的废水、尾矿水、主厂房冲洗地面和设备的废水，有时还有中矿浓密溢流水和选矿过程中脱药排水等。根据我国铅锌矿山的规模，每年采矿与选矿耗水量达12～15亿吨，占有色金属工业耗水量的30%左右。
国内常用的选矿废水处理手段包括自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等，废水回用率相对较低，资源化利用程度不高。目前我国有色选矿行业废水回用率仅为76%，距离行业标准85%差距很大，其原因主要是缺乏先进、实用、经济的废水处理及回用技术和工程示范的带动。如何合理地利用选厂废水，是国内选矿厂亟待解决的一个重要课题。
离子交换纤维是近年来发展起来的新型配位聚合物，它是一种纤维状的表面吸附和分离材料，由许多粗细均匀的单丝构成，单丝直径范围在20～300μm之间。离子交换纤维的功能主要体现在纤维（或纤维状多聚物）表面活性基团离解出的可交换离子与某些同性离子相交换，达到吸附和分离该同性离子的目的。作为一种离子交换材料，与传统的离子交换树脂相比，其直径比球状离子交换脂小1～2个数量级，比表面大百余倍，因此具有吸附容量大、吸附速度与洗脱速度更快、化学稳定性较高、能耗低、流体阻力小、开发应用形式多样化等诸多优点。它可以以各种形式如纤维、纱线、织物、无纺布等形态付诸于应用，适用于各种方式的离子交换过程，如于纯水制备、生物制剂制备、工业污水处理、有毒和恶臭气体吸附、催化剂再生、贵重金属回收、海洋稀有金属采集等。
发明内容
本发明的目的是应用弱碱性离子交换纤维对选矿工业废水中的有害金属离子进行去除，以保证选矿废水的循环回用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用离子交换纤维去除选矿废水中有害金属离子的工艺，其特征在于：
a.将离子交换纤维经过编织定型，包裹于载体之外，构成吸附单元；
b.待处理的选矿废水进行至少24小时的自然沉降，以初步去除其中的固体颗粒和杂质；
c.将所述吸附单元载体置于经过自然沉降的选矿废水中，以200～400r/min的转速充分搅拌0.5～1小时，然后静置2～4小时；
d.将负载了选矿废水中的有害金属离子的吸附单元取出，用0.05mol/L盐酸溶液洗涤2次，再以0.1mol/L的盐酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脱，以回收所述吸附单元，供循环使用；经过吸附处理后的选矿废水进入其他废水处理流程。
如上所述的工艺，优选地，所述离子交换纤维为弱碱性离子交换纤维。
如上所述的工艺，优选地，所述载体为耐酸耐碱的刚性无机载体。
如上所述的工艺，优选地，所述载体材料为硅胶或高强度塑料。
如上所述的工艺，优选地，所述离子交换纤维的功能基团为-NH+(CH3)2Cl-、物理形态为淡黄色纤维状固体、含水率15%～20%、pH范围0～14、交换容量大于6.60mmol/g、成份为聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到产品。
如上所述的工艺，优选地，所述离子交换纤维为桂林正翰科技开发有限责任公司的ZB-6弱碱性阴离子交换纤维。
如上所述的工艺，优选地，将所述弱碱性离子交换纤维织成10cm×10cm的织物，选用直径为1.5cm，密度为1.012kg/m3的球状塑料载体，将该织物包裹于该载体之上，形成吸附单元。
本发明的优点是：工艺操作简单，提取效率高，操作时间短，容易实现多级组合，具有高效、经济和对环境友好的优势。
附图说明
图1为本发明工艺流程框图。
具体实施方式
本发明涉及的弱碱性离子交换纤维是一种以纤维素为骨架的离子交换剂。其基体主要是各种化学合成纤维，如聚丙烯腈、聚氯乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚酚醛、聚酰胺、聚烯烃等，其交换基团有强酸、弱酸、强碱、弱碱、两性等多种形式。
本发明将弱碱性离子交换纤维制成织物形式，包裹于具有一定重量的载体之外，得到弱碱性离子交换纤维吸附单元。本发明所用的该载体要求耐酸、碱，且具有一定的机械强度。将经过24小时自然澄清的选矿废水与离子交换纤维吸附单元相接触，常温下进行一定强度、一定时间条件下的金属离子吸附，去除选矿废水中的有害金属离子（如Pb2+、Cu2+、Zn2+等），然后用一定浓度的盐酸和硫脲溶液对负载吸附单元进行搅拌洗脱回收。回收后的吸附单元在一定时间内可反复利用。
本发明中所应用的弱碱性离子交换纤维不溶于水，微溶于有机溶剂，该产品可购自市场有售的成品，例如桂林正翰科技开发有限责任公司的ZB-6弱碱性阴离子交换纤维。
参见如图1所示的工艺流程，为保证金属离子去除过程的顺利进行，本发明的工艺采用如下技术方案：
（1）如工序1所示，将弱碱性离子交换纤维编织定型成织物形式，选用硅胶或高强度塑料材质的无机载体，将由弱碱性离子交换纤维构成的织物包裹于该无机载体之外，形成吸附单元。
（2）如工序2所示，将吸附单元浸渍于经24小时自然沉降的选矿废水中，充分搅拌0.5～1小时，搅拌转速为200～400r/min，然后静置2～4小时，得到负载了金属离子的吸附单元。
（3）如工序3所示，吸附过程结束后，选矿废水中所含部分有害金属离子已部分富集于吸附单元中。此时可取出负载有害金属离子的吸附单元，放入一定浓度的盐酸和硫脲溶液中。经过解吸过程，使金属离子进入水相，达到回收该吸附单元的目的。
实施例1
试验所采用的离子交换纤维为弱碱性阴离子交换纤维，其基本性能参数为：功能基团-NH+(CH3)2Cl-、物理形态为淡黄色纤维状固体、含水率15%～20%、pH范围0～14、交换容量大于6.60mmol/g、成份为聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到产品、能正常工作于强酸和强碱等无机溶液中。将该弱碱性离子交换纤维织成10cm×10cm的织物，选用直径为1.5cm，密度为1.012kg/m3的球状塑料载体，将该织物包裹于载体之上，形成弱碱性离子交换纤维吸附单元。
选用经自然沉降24小时后的铅锌矿选矿废水2000mL，该选矿废水中主要有害金属离子为二价铅、铜和锌离子。在该选矿废水中加入吸附单元体，在六联搅拌器上以转速250r/min搅拌30min，自然澄清120min，测定废水中有害金属离子浓度。
采用ICP-AES法分析自然沉降后和经吸附处理后的选矿废水中金属离子含量，计算吸附单元中负载金属离子量。试验结果列于表1。
表1试验结果
计算可知金属离子吸附率分别为铅：Pb2+：98.03%；Cu2+：91.38%；；Zn2+：99.47%。
然后用少量0.05mol/L盐酸溶液洗涤取出的负载了有害金属离子的吸附单元2次，于50mL容量瓶中定容，用ICP-AES测定，得到离子交换纤维对有害金属离子的吸附率。然后再以0.1mol/L的盐酸和0.05mol/L的硫脲混合溶液洗脱，收集洗脱液，定容，用ICP-AES测定，得到有害金属离子回收率。
分析洗脱液中金属离子浓度，计算金属离子的洗脱率，分别为：Pb2+：96.05%；Cu2+：90.77%；Zn2+：94.23%。金属离子总体回收率分别为：Pb2+：94.41%；Cu2+：82.95%；Zn2+：93.73%。
经吸附处理后的选矿废水仍进入废水处理流程，调节废水的酸碱度，进行混凝处理，但所需药剂量明显减少。
本发明的效果是：通过弱碱性离子交换纤维与选矿废水之间的吸附作用，使选矿废水中的Pb2+、Cu2+、Zn2+等金属离子得到去除，有利于选矿废水的回用和外排。

Claims (4)

1.一种利用离子交换纤维去除选矿废水中有害金属离子的工艺，其特征在于：
a.将弱碱性离子交换纤维经过编织定型，包裹于耐酸耐碱的刚性无机载体之外，构成吸附单元；
b.待处理的选矿废水进行至少24小时的自然沉降，以初步去除其中的固体颗粒和杂质；
c.将所述吸附单元载体置于经过自然沉降的选矿废水中，以200～400r/min的转速充分搅拌0.5～1小时，然后静置2～4小时；
d.将负载了选矿废水中的有害金属离子的吸附单元取出，用0.05mol/L盐酸溶液洗涤2次，再以0.1mol/L的盐酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脱，以回收所述吸附单元；经过吸附处理后的选矿废水进入其他废水处理流程。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述载体材料为硅胶或高强度塑料。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述弱碱性离子交换纤维的功能基团为-NH+(CH3)2Cl-、物理形态为淡黄色纤维状固体、含水率15％～20％、pH范围0～14、交换容量大于6.60mmol/g、成份为聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到产品。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，将所述弱碱性离子交换纤维织成10cm×10cm的织物，选用直径为1.5cm，密度为1.012kg/m3的球状塑料载体，将该织物包裹于该载体之上，形成吸附单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104628087B (zh) * 2015-01-06 2017-01-18 河北钢铁股份有限公司承德分公司 一种利用离子交换纤维处理钒铬废水的方法
CN106830185A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 江苏开放大学 一种基于离子交换/螯合纤维吸附的便携式河道重金属污染应急预处理装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125486A (en) * 1976-07-05 1978-11-14 Nitivy Co., Ltd. Partially polyenized polyvinyl alcohol fibers with ion-exchange capacity and process for the production thereof
CN1396001A (zh) * 2002-07-17 2003-02-12 中国石油化工股份有限公司 一种离子交换纤维及其制造方法
CN101543795A (zh) * 2008-03-26 2009-09-30 财团法人工业技术研究院 具吸附功能的离子交换材料与使用该材料过滤重金属离子的方法
CN101746906A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 五邑大学 一种含重金属离子电镀废水的处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125486A (en) * 1976-07-05 1978-11-14 Nitivy Co., Ltd. Partially polyenized polyvinyl alcohol fibers with ion-exchange capacity and process for the production thereof
CN1396001A (zh) * 2002-07-17 2003-02-12 中国石油化工股份有限公司 一种离子交换纤维及其制造方法
CN101543795A (zh) * 2008-03-26 2009-09-30 财团法人工业技术研究院 具吸附功能的离子交换材料与使用该材料过滤重金属离子的方法
CN101746906A (zh) * 2008-12-03 2010-06-23 五邑大学 一种含重金属离子电镀废水的处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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弱碱性离子交换纤维对六价铬吸附性能的研究;代立波等;《高校化学工程学报》;20120831;第26卷(第4期);第674-678页 *

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