CN105948201A - 一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法。所述方法包括如下步骤：（1）在室温条件下称取一定重量的一氯醋酸在水中进行溶解，配制成重量浓度为20%的水溶液；（2）称取一定重量的硫脲在水中进行溶解，配制成重量浓度为10%的水溶液；（3）按照一氯醋酸：硫脲=1:1.5的重量比，将硫脲水溶液加入一氯醋酸水溶液中，加热至90℃反应60分钟，然后静置24小时，固液分离，获得白色粉状晶体；（4）将白色粉状晶体与氢氧化钠按照5:1的重量比配制成5%的水溶液使用。通过所述方法制备的捕集剂能直接用于酸性重金属废水的处理，并且具有重金属去除率高、多金属离子同时去除、沉淀物稳定性好等优点，能够实现废水中铜、铅、锌、镉和汞的高效处理。

Description

一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法

技术领域

本发明属于化学选矿技术领域，具体涉及一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法，适用于含铜、铅、锌、镉和汞等重金属的选矿尾矿废水处理。

背景技术

金属矿既是资源集中地，又是生态环境污染源。随着国家对矿山环保的日益重视，近年来，化工领域颁布了新的金属选矿废水排放标准。矿山尾矿废水重金属污染的主要来源是尾矿中的含重金属矿物。有色金属矿都含有重金属，矿石经过破碎、磨矿和选别作业后，颗粒粒度比较细，表面容易发生氧化作用，导致矿物中的金属离子溶出而进入水体，因此经过选矿处理的有色金属尾矿的废水中一般都存在含量较高的重金属离子。选矿废水中的重金属离子对矿物具有一定的活化或抑制作用，影响矿物分选指标，甚至恶化浮选过程。如铜离子能够活化闪锌矿，在铅锌矿物浮选分离中会导致铅精矿中的锌含量增加，严重时甚至导致铅锌矿物无法分离；铅离子不仅能够活化锑矿物和铅矿物，同时还会和黄药类捕收剂发生反应，消耗捕收剂，因此不经过处理的含铅废水对铅锑金属矿物的回收率和药剂消耗影响较大；锌离子则是锌矿物的最常用抑制剂，在铅锌分离和铜锌分离中广泛使用，当废水中锌离子浓度过大，直接返回使用时会对锌矿物的回收造成困难，降低锌金属回收率。其它的重金属离子，如砷、镉等也会对选矿指标造成不利影响。更重要的是选矿废水中的重金属离子不经过处理直接排放，会对水体和土壤产生污染，并不断富集，最终会以动植物食物的方式进入人体，从而引发疾病造成生命危害。因此去除选矿废水中的重金属离子不仅能够有利于废水的循环使用，节约水资源，同时对保护周边生态环境具有重要的意义。

选矿废水重金属的处理有中和法、吸附法、硫化法、生化法等。吸附法是用固体吸附剂来吸附废水中的金属离子，从而达到去除重金属的目的；根据吸附剂类型不同可分为材料吸附法和生物吸附法，材料吸附主要是利用活性炭等吸附剂去除废水中的金属离子，而生物吸附法则是利用微生物去除废水中的金属离子，吸附法主要针对废水中的金属离子和有机物，具有易操作、运行简单、处理效果好等特点，适用于废水处理的深度净化，缺点是吸附剂需要二次回收和再生。硫化物沉淀法是利用硫化剂将废水中的金属离子转化为不溶或难溶的硫化物沉淀而被去除的方法，常用的硫化剂有硫化氢、硫化钠等；此方法处理效果好，对金属的去除率高，沉淀渣中金属品位高，便于回收利用。但硫化物价高，产生的硫化氢有恶臭，使用不当会造成污染。混凝法是根据选矿废水中存在沉降速度很慢的悬浮固体颗粒和部分微量的可溶性重金属离子和有机物，采用不同的混凝剂进行沉降分离。此方法是将无机凝聚剂的电性中和作用和压缩双电子层作用，以及高分子絮凝剂的吸附作用、桥联作用和卷带作用结合起来，使废水中的悬浮物颗粒及部分重金属离子、有机物形成沉淀析出，从而完成对废水的处理，该方法只对部分重金属离子有效，去除率相对较低。生化法又称为微生物降解法，是利用微生物来完成废水处理的一种方法。微生物通过其正常生命的新陈代谢而将废水中的化合物分解或使重金属被细菌吸附，最终使废水得到净化；经生物法处理的废水，其中氰化物、硫氰化物、重金属和氨的残留浓度都很低；但是该方法抗冲击负荷能力差，因此有待进一步研究和改进。中和法主要针对金属选矿废水中的重金属污染，是目前处理酸性废水中重金属离子比较成熟的方法，中和法通过投加相应的化学试剂使废水中的金属离子转化为可提取的氢氧化物沉淀，从而达到去除回收重金属离子的目的。由于石灰相对便宜，处理成本低，效果好，目前我国大部分矿山采用中和沉淀法处理重金属离子。中和沉淀法通过加入大量的石灰将废水pH值控制在10以上，废水中的重金属离子与氢氧根反应生成难溶于水的氢氧化物沉淀，从而达到去除重金属离子的效果。在一定pH范围内，中和法的碱度越高，重金属沉淀越彻底，废水中存留的重金属离子越少，同时废水pH也越高。石灰中和法也存在明显的缺点，首先中和处理完毕后需要将废水的pH值调节到中性或弱碱性才能达到排放标准，通常需要加入硫酸来调pH，而浓硫酸属于腐蚀性危险品，对其管理、运输和添加都有一个要求，这不仅增加了选矿废水的处理成本，同时部分在碱性介质中生成的金属氢氧化物沉淀会随着pH 值的降低产生复溶现象, 形成二次污染，降低了石灰中和法的重金属去除效果。其次选矿尾矿废水中一般含有铜、铅、锌、镉、铬等多种金属元素, 各种金属离子的沉淀pH不同，在沉淀过程中金属离子相互之间容易产生干扰, 需严格控制pH 值，若实行分步沉淀的方法，其工艺复杂，操作难度大，处理成本增加。采用有机捕集剂去除重金属离子的方法能够克服中和的缺点，具有反应快，重金属离子去除率高，能够同时捕集多种金属离子，重金属离子沉淀物稳定等优点，并且还可以直接用于酸性废水中重金属离子的处理，是目前发展比较快和应用较多的重金属离子去除技术。

发明内容

为了解决选矿废水重金属离子捕集方法存在的pH值控制复杂，工艺难度、成本高以及重金属捕集度低的问题，本发明提供一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法。通过所述方法制备的捕集剂能直接用于酸性重金属废水的处理，并且具有重金属去除率高、多金属离子同时去除、沉淀物稳定性好等优点，能够实现废水中铜、铅、锌、镉和汞的高效处理。

为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在室温条件下称取一定重量的一氯醋酸在水中进行溶解，配制成重量浓度为20%的水溶液；

（2）称取一定重量的硫脲在水中进行溶解，配制成重量浓度为10%的水溶液；

（3）按照一氯醋酸：硫脲=1:1.5的重量比，将硫脲水溶液加入一氯醋酸水溶液中，加热至90℃反应60分钟，然后静置24小时，固液分离，获得白色粉状晶体；

（4）将白色粉状晶体与氢氧化钠按照5:1的重量比配制成5%的水溶液使用。

本发明的优点和有益效果为：

（1）对尾矿废水的碱度具有较强的适应性，能够在较宽的 pH范围（pH 5-12）内实现铜、铅、锌、汞和镉重金属离子的捕集作用；

（2）能够对多种重金属离子同时进行捕集作用，不存在重金属离子之间的相互干扰作用。

具体实施方式

实施例

本发明所述的含砷硫化矿物抑制剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在室温条件下称取一定重量的一氯醋酸在水中进行溶解，配制成重量浓度为20%的水溶液；

（2）称取一定重量的硫脲在水中进行溶解，配制成重量浓度为10%的水溶液；

（3）按照一氯醋酸：硫脲=1:1.5的重量比，将硫脲水溶液加入一氯醋酸水溶液中，加热至90℃反应60分钟，然后静置24小时，固液分离，获得白色粉状晶体；

（4）将白色粉状晶体与氢氧化钠按照5:1的重量比配制成5%的水溶液使用。

应用实例 1

（1）废水性质：广西某铅锌矿浮选尾矿废水，废水中含铅1.25mg/L、锌15mg/L，铜0.65mg/L、镉0.12mg/L，废水pH 6.5。

（2） 操作条件：加入本发明所述的重金属捕集剂，投加量为50mg/L，搅拌反应20分钟，加入适量硫酸铝絮凝剂反应5分钟后，静置沉降，处理后废水含铅降至0.35mg/L，锌降至1.25mg/L，铜降至0.14mg/L、镉降至0.02mg/L，处理后的水达到铅锌工业污染物排放标准。

应用实例 2

（1）废水性质：云南某铜铅锌矿尾矿废水，废水中含铅0.95mg/L、锌12mg/L，铜0.83mg/L，汞0.12mg/L，废水pH 8.5。

（2）操作条件：加入本发明所述的重金属捕集剂，投加量为65mg/L，搅拌反应30分钟，加入适量硫酸铝絮凝剂反应5分钟后，静置沉降，处理后废水含铅降至0.24mg/L、锌降至0.85mg/L，铜降至0.34mg/L，汞降至0.08mg/L，处理后的水达到铅锌工业污染物排放标准。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）在室温条件下称取一定重量的一氯醋酸在水中进行溶解，配制成重量浓度为20%的水溶液；

（2）称取一定重量的硫脲在水中进行溶解，配制成重量浓度为10%的水溶液；

（3）按照一氯醋酸：硫脲=1:1.5的重量比，将硫脲水溶液加入一氯醋酸水溶液中，加热至90℃反应60分钟，然后静置24小时，固液分离，获得白色粉状晶体；

（4）将白色粉状晶体与氢氧化钠按照5:1的重量比配制成5%的水溶液使用。