CN104016434A - 一种利用硅酸钙净化含重金属污水并回收重金属的方法 - Google Patents

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秦国彤
王淑丽
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Abstract

本发明提供了一种廉价高效的重金属离子富集和水质净化的方法包括：A)将重金属污水和硅酸钙微粉充分接触；B)将富集重金属的硅酸钙微粉和水分离；C)将富集重金属的硅酸钙微粉中的重金属回收。其中硅酸钙微粉中的钙硅摩尔比为0.9-1.1，充分接触方法为间隙反应器吸附法或者固定床吸附法。富集重金属的硅酸钙微粉由硅酸钙转化为重金属的硅酸盐。步骤A）和B）在常温下进行。

Description

一种利用硅酸钙净化含重金属污水并回收重金属的方法
发明领域
本发明属于环境保护领域，提供一种利用廉价原料净化含有重金属的污水并回收重金属的方法。
背景技术
含有重金属的污水对环境安全和人类健康有着很大的威胁，目前净化含重金属污水的主要方法包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、胶束增强超滤法、聚合物络合超滤法和电化学方法等。化学沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法，其中最常用的是中和沉淀法，通过调整污水的pH值至碱性，加入沉淀剂将重金属离子沉淀下来。吸附法常采用活性炭、沸石、粘土等吸附剂吸附水中的重金属离子。离子交换法采用离子交换树脂，通过重金属离子与树脂上的可交换离子进行离子交换，去除水中的重金属离子，效果较好。胶束增强超滤法通过向废水中加入表面活性剂形成胶束，增加对重金属离子的去除效果，但引入的表面活性剂容易形成新的污染物。聚合物络合超滤法通过向废水中加入大分子络合剂络合重金属离子，然后超滤去除大分子，成熟度不高。电化学方法是利用电解的方法回收水中的重金属离子并净化污水。另外，为了提高效率，还发展了络合-超滤-电解技术，生物吸附法等方法。含重金属污水处理的目的是从水中去除并回收重金属离子，同时得到洁净的水。降低成本，减少重金属排放，提高水质质量一直是新技术和新方法追求的目标。
硅酸钙是一种粉煤灰提取氧化铝的伴生产品，随着粉煤灰提取氧化铝产业的发展，每年将有大量的硅酸钙微粉产出，将其高附加值利用将提高粉煤灰提取氧化铝产业的整体经济效益和社会效益。硅酸钙微粉具有大的比表面积和很强的低浓度下富集重金属离子能力。利用这一特性可以将其用于重金属污水处理。
发明内容
本发明提供了一种廉价高效的重金属离子富集和水质净化的方法。其特征在于包括
A）将重金属污水和硅酸钙微粉充分接触。
B）将富集重金属的硅酸钙微粉和水分离。
C）将富集重金属的硅酸钙微粉中的重金属回收。
根据本发明的一个进一步的方面，上述方法的特征在于上述步骤A）中的硅酸钙微粉中的钙硅摩尔比为0.9-1.1。
根据本发明的一个进一步的方面，上述方法的特征在于上述步骤A）中的充分接触方法为间隙反应器吸附法或者固定床吸附法。
根据本发明的一个进一步的方面，上述方法的特征在于富集重金属的硅酸钙微粉已经有硅酸钙转化为重金属的硅酸盐。
根据本发明的一个进一步的方面，上述方法的特征在于上述步骤A）和B）在常温下进行。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例，提供了一种廉价高效的重金属离子富集和水质净化的方法包括：
A）将重金属污水和硅酸钙微粉充分接触。
B）将富集重金属的硅酸钙微粉和水分离。
C）将富集重金属的硅酸钙微粉中的重金属回收。
根据本发明的一个实施例，上述方法中的硅酸钙微粉中的钙硅摩尔比为0.9-1.1。
根据本发明的一个实施例，上述方法中的充分接触方法为间隙反应器吸附法或者固定床吸附法。
根据本发明的一个实施例，上述方法中的富集重金属的硅酸钙微粉已经由硅酸钙转化为重金属的硅酸盐。
根据本发明的一个实施例，上述方法中的步骤A）和B）在常温下进行。
实施例1
用去离子水溶解Ni(NO3)2·6H2O（分析纯）配制镍离子浓度为1000mg/L的Ni(NO3)2纯溶液，再用该溶液配制浓度为200、400、600、800、900、1000mg/l各100ml，向其中各加入0.100g硅酸钙粉，磁力搅拌，反应4h取样，采用丁二酮肟分光光度法（GB11910-89）对水中镍离子进行测试，浓度200mg/l的溶液经过处理后检测不到镍离子存在。对于镍离子原始浓度为400、600、800、900、1000mg/l的测得平衡吸附量分别为383.17、402.04、416.56、399.36、421.46mg/g，处理后水中镍离子浓度分别为16.83、197.96、383.14、500.64mg/l。通过吸附等温线计算得到硅酸钙微粉对镍离子的饱和吸附量为423mg/g。
实施例2
用去离子水溶解Zn(NO3)2·6H2O（分析纯）配制锌离子浓度为1000mg/L的Zn(NO3)2纯溶液，再用该溶液配制浓度为100、200、400、600、800、1000mg/l各100ml，向其中各加入0.050g硅酸钙粉，磁力搅拌，反应1h取样，测试此时C(Zn2+)，再重新配制不同浓度原液各100ml，反应2h取样测试C（Zn2+)，以此类推，分别测试反应1、2、3、4、5、6h后锌离子浓度，计算出粉末对不同浓度原液的平衡吸附量，做吸附等温线，得到硅酸钙微粉对锌离子的饱和吸附量为246mg/g。
实施例3
用去离子水溶解CoCl2·6H2O（分析纯）配制铜离子浓度为1000mg/L的CoCl2纯溶液，再用该溶液配制浓度为100、200、300、400、500、600、700mg/L各100ml，向其中各加入0.10g硅酸钙粉，磁力搅拌，反应1h取样，测试此时C(Co2+)，再重新配制不同浓度原液各100ml，反应2h取样测试C（Co2+)，以此类推，分别测试反应1、2、3、4、5、6h后钴离子浓度，计算出粉末对不同浓度原液的平衡吸附量，做吸附等温线，得到硅酸钙微粉对钴离子的饱和吸附量为229mg/g。
实施例4
用硅酸钙微粉装填一吸附柱，处理硝酸镍溶液，柱高1cm、流量9ml/min、柱内径1.5cm、流速5.1cm/min、镍离子浓度193mg/l，在50分钟连续处理中，镍离子去除率大于99%。

Claims (5)

1.本发明提供了一种利用硅酸钙微粉为原料，进行重金属离子富集和水质净化的方法，其特征在于包括：
A）将重金属污水和硅酸钙微粉充分接触。
B）将富集重金属的硅酸钙微粉和水分离。
C）将富集重金属的硅酸钙微粉中的重金属回收。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于A)中的硅酸钙微粉中的钙硅摩尔比为0.9-1.1。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于A)中的充分接触方法为间隙反应器吸附法或者固定床吸附法。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤B)和C)中的富集重金属的硅酸钙微粉已经由硅酸钙转化为重金属的硅酸盐。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤A）和B）在常温下进行。
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