CN107828969A - 一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法，先得氧化铁胶体，将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，反应得到氧化铁覆膜陶瓷；将含铅废水放入搅拌池中；向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH值；向废水中加入氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将得到的废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应一段时间，过滤，得到初级溶液，将所述初级溶液进行萃取、反萃、蒸发结晶；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，最终得到金属铅。本发明工艺流程绿色环保，能耗小，易于实现工业化规模生产。

Description

一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理的环保领域，具体为一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法。
背景技术
随着工业和其他行业的迅速发展，铅的大量使用，铅污染已经从职业环境向水、大气、食品、医药、及我们日常生活环境扩展。铅是分布广、有蓄积性的环境污染物。铅的性质稳定，对人体极为有害的重金属元素，同时还严重危害儿童的健康。
铅及其化合物可经消化道、呼吸道进入人体，烷基铅还能通过皮肤吸收。铅在体内半衰期长对许多个器官系统和生理作用均产生危害。神经系统是铅中毒作用的靶组织，铅具有神经行为毒性。入侵体内的铅随着血流如脑组织，损伤小脑和大脑皮质细胞，干扰代谢活动，造成贫血和脑水肿。贫血是铅中毒的早期症状之一，铅可抑制血红素合成过程中许多酶的活性；铅中毒可致血管痉挛、腹绞痛、视网膜小动脉痉挛和高血压可能都是小动脉痉挛引起，时常导致细小动脉硬化。铅的肾损害常表现为间质性肾炎或萎缩性肾炎等病变肾小管重吸收功能下降是早期的症状，铅接触还可能影响生殖功能，接触铅的女工不孕症、流产及死胎发生率增多，铅可通过胎盘转移到胎儿身上。经口铅中毒者肝脏为主要受损器官之一，可引起肝肿大，呈现黄疽，甚至肝硬变或肝坏死。肝损害也可能是肝内小动脉痉挛引起局部缺血所致。铅引起小动脉痉挛是由于卟啉代谢障碍、抑制含琉基酶，干扰植物神经。铅对儿童危害的最主要方面是对儿童脑发育的影响。国内外的研究都已经发现，在环境铅污染越严重的地方，儿童智力低下的发病率越高；儿童的血铅水平每上升100μg/L，其智商(IQ)要下降6～8分。研究还发现，儿童血铅过高还和小儿多动症、注意力不集中、学习困难、攻击性行为、以及成年后的犯罪行为有密切关系。儿童的体格生长也受到铅的影响。据国内外的研究报道，高血铅的儿童，其身材矮小的可能性增大。高血铅儿童的身材往往低于正常的儿童。此外，严重的儿童铅中毒还导致贫血等。
废水中的铅主要来自铅矿的开采、冶炼以及工业生产的排放，汽车排放的尾气是空气中铅污染的主要来源，也可造成水污染。水中铅浓度很高时，可以抑制水体的自净作用。铅污染给人体和环境带来的巨大危害已经引起了人们的高度重视。因此，废水除铅已经成为各个领域所面对的紧迫向题。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种绿色的、成本低的含铅废水处理方法。
本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法，包括以下步骤：
(1)将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入氧化剂，制得氧化铁胶体；
(2)将陶瓷颗粒放入步骤(1)制得的所述氧化铁胶体溶液中，并加热一段时间，然后过滤、洗涤、烘干，得到氧化铁覆膜陶瓷；
(3)将含铅废水放入搅拌池中；
(4)向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH值；
(5)向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；
(6)将步骤(5)得到的废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被抽走；
(7)将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应一段时间，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回步骤(2)中进行氧化铁覆膜陶瓷的制备；
(8)将所述初级溶液进行萃取，得到萃取液；
(9)将所述萃取液进行反萃，得到反萃液；
(10)将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；
(11)将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
作为优选，步骤(1)中所述氧化剂为双氧水。
作为优选，步骤(2)中加热温度为40～45℃，高压加热1～2小时，所述陶瓷颗粒粒径为1～4mm。
作为进一步优选，步骤(2)中烘干温度为30～40℃，烘干时间为24～32小时。
作为优选，步骤(3)中所述废水的铅含量为950～1000mg/L。
作为优选，步骤(4)中调节pH值到7～9。
作为优选，步骤(6)中废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走。
作为优选，步骤(7)中反应时间为1～2小时。
作为优选，步骤(8)中萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯。
作为优选，步骤(9)中反萃剂为稀硫酸。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明工艺简单，反应条件容易达到，反应也易控制，处理废水量大；本发明采用自制的氧化铁覆膜陶瓷来处理污染物，其效果好、来源广、成本低，且在处理废水时不会带来新的污染物；自制氧化铁覆膜陶瓷工艺简单，制得的氧化铁覆膜陶瓷形貌好，粒径大小合适，在弱碱性下对铅的吸附效果较好，还可以重复利用，这样大大降低了成本；本发明通过萃取来提纯铅，然后火法冶金，还原铅，最终金属铅的纯度较高；本发明工艺流程绿色环保，能耗小，易于实现工业化规模生产。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入双氧水作为氧化剂，制得氧化铁胶体；将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，并在温度为40℃下高压加热1小时，然后过滤、洗涤、烘干，烘干温度为30℃，烘干时间为24小时，然后得到氧化铁覆膜陶瓷，其粒径为1～4mm。将铅含量为950mg/L的含铅废水放入搅拌池中，向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH＝7；向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将再废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应1小时，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回进行氧化铁覆膜陶瓷的制备。将所述初级溶液进行萃取，萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯，得到萃取液；将所述萃取液进行反萃，反萃剂为稀硫酸，得到反萃液；将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
实施例2：
将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入双氧水作为氧化剂，制得氧化铁胶体；将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，并在温度为43℃下高压加热2小时，然后过滤、洗涤、烘干，烘干温度为33℃，烘干时间为28小时，然后得到氧化铁覆膜陶瓷，其粒径为1～4mm。将铅含量为980mg/L的含铅废水放入搅拌池中，向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH＝8；向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将再废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应1.5小时，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回进行氧化铁覆膜陶瓷的制备。将所述初级溶液进行萃取，萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯，得到萃取液；将所述萃取液进行反萃，反萃剂为稀硫酸，得到反萃液；将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
实施例3：
将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入双氧水作为氧化剂，制得氧化铁胶体；将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，并在温度为45℃下高压加热1.5小时，然后过滤、洗涤、烘干，烘干温度为40℃，烘干时间为32小时，然后得到氧化铁覆膜陶瓷，其粒径为1～4mm。将铅含量为1000mg/L的含铅废水放入搅拌池中，向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH＝9；向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将再废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应2小时，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回进行氧化铁覆膜陶瓷的制备。将所述初级溶液进行萃取，萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯，得到萃取液；将所述萃取液进行反萃，反萃剂为稀硫酸，得到反萃液；将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
实施例4：
将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入双氧水作为氧化剂，制得氧化铁胶体；将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，并在温度为44℃下高压加热2小时，然后过滤、洗涤、烘干，烘干温度为40℃，烘干时间为30小时，然后得到氧化铁覆膜陶瓷，其粒径为1～4mm。将铅含量为990mg/L的含铅废水放入搅拌池中，向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH＝9；向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将再废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应2小时，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回进行氧化铁覆膜陶瓷的制备。将所述初级溶液进行萃取，萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯，得到萃取液；将所述萃取液进行反萃，反萃剂为稀硫酸，得到反萃液；将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
实施例5：
将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入双氧水作为氧化剂，制得氧化铁胶体；将陶瓷颗粒放入制得的所述氧化铁胶体溶液中，并在温度为42℃下高压加热2小时，然后过滤、洗涤、烘干，烘干温度为40℃，烘干时间为26小时，然后得到氧化铁覆膜陶瓷，其粒径为1～4mm。将铅含量为960mg/L的含铅废水放入搅拌池中，向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH＝8；向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；将再废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走；将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应2小时，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回进行氧化铁覆膜陶瓷的制备。将所述初级溶液进行萃取，萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯，得到萃取液；将所述萃取液进行反萃，反萃剂为稀硫酸，得到反萃液；将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
在本发明中，氧化铁覆膜陶瓷的制备较为关键，本发明工艺可使得氧化铁胶体有效的包裹在陶瓷上，对后期废水中的铅处理效果较佳；经过搅拌池和沉淀池中双重吸附，处理效率较高。本发明工艺流程绿色环保，能耗小，易于实现工业化规模生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种氧化铁吸附处理含铅废水的方法，包括以下步骤：
(1)将氯化铁加入到氢氧化钠溶液中，得到氢氧化铁沉淀，然后再通入氧化剂，制得氧化铁胶体；
(2)将陶瓷颗粒放入步骤(1)制得的所述氧化铁胶体溶液中，并加热一段时间，然后过滤、洗涤、烘干，得到氧化铁覆膜陶瓷；
(3)将含铅废水放入搅拌池中；
(4)向所述搅拌池中加入氨水进行调节pH值；
(5)向废水中加入所述氧化铁覆膜陶瓷，并用电动搅拌机进行搅拌；
(6)将步骤(5)得到的废水通入沉淀池中进行沉淀，沉淀池底部铺满所述氧化铁覆膜陶瓷，废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被抽走；
(7)将所述搅拌池和沉淀池中的氧化铁覆膜陶瓷放入稀硫酸溶液中，反应一段时间，过滤，得到初级溶液，陶瓷再返回步骤(2)中进行氧化铁覆膜陶瓷的制备；
(8)将所述初级溶液进行萃取，得到萃取液；
(9)将所述萃取液进行反萃，得到反萃液；
(10)将所述反萃液进行蒸发结晶，得到结晶物；
(11)将所述结晶物与碳粉进行混合，再放入电炉中进行焙烧，并将产生的气体排走，最终得到金属铅。
2.根据权利要求1所述的方法，步骤(1)中所述氧化剂为双氧水。
3.根据权利要求1所述的方法，步骤(2)中加热温度为40～45℃，高压加热1～2小时，所述陶瓷颗粒粒径为1～4mm。
4.根据权利要求3所述的方法，步骤(2)中烘干温度为30～40℃，烘干时间为24～32小时。
5.根据权利要求1所述的方法，步骤(3)中所述废水的铅含量为950～1000mg/L。
6.根据权利要求1所述的方法，步骤(4)中调节pH值到7～9。
7.根据权利要求1所述的方法，步骤(6)中废水从沉淀池底经氧化铁覆膜陶瓷被缓慢抽走。
8.根据权利要求1所述的方法，步骤(7)中反应时间为1～2小时。
9.根据权利要求1所述的方法，步骤(8)中萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯。
10.根据权利要求1所述的方法，步骤(9)中反萃剂为稀硫酸。
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