CN110759392A - 氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域；本发明方法将铜渣干燥研磨，将研磨后的铜渣用HCl溶液进行预处理，过滤，滤液与氧化石墨烯水溶液、NaOH溶液混匀反应，过滤滤渣干燥研磨后制得砷处理剂；含砷溶液先用H2O2进行氧化预处理，处理后加入砷处理剂，在常温下搅拌反应；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液；本方法利用氧化石墨烯协同铜渣去除砷，工艺简单，除砷效果显著，具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。
背景技术
世界卫生组织官员公布，全球至少有5000多万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，其中，大多数为亚洲国家，而中国正是受砷中毒危害最为严重的国家之一。近年来，食品中砷污染越来越严重，其数量和危害程度呈日益上升的趋势。2013年4月，广药子公司被曝违法使用硫黄熏蒸的山银花及其枝叶生产药品，导致药品中砷、汞残留，其出产的维C银翘片可能涉“毒”，该事件将严重影响消费者对维C银翘片的信任度。2014年，湖南石门农业部门暴露当地矿区水稻砷超标4.6倍，蔬菜砷超标21倍，小麦砷超标28倍，导致当地居民普遍患癌。2015上半年来，国家质检总局共计通报27批次永旺特慧优国际贸易上海有限公司的进口食品不合格，其中有15批砷超标。
目前，含砷溶液的处理方法主要有化学沉淀法；但是此方法还有缺陷，并且除砷率有限；用氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，工艺简单，成本较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，本发明利用氧化石墨烯协同铜渣除砷，不仅减少处理过程中污泥的堆存量，并且工艺操作简单、生产成本低具有较广阔的市场前景。
本发明通过以下技术方案实现本发明目的：
（1）将铜渣干燥、研磨，研磨后的粒径控制在200目以下；
（2）将步骤（1）中的铜渣加到浓度为0.5～1mol/L的HCl中预处理1～2h，过滤，滤液备用；
（3）将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，然后加入步骤（2）的滤液和浓度1～2mol/L的NaOH溶液，混匀后反应1～2h，过滤，固体干燥，研磨制得砷处理剂，其中铜渣和氧化石墨烯粉末的质量比为8:1～10:1；
（4）按H2O2与砷的摩尔比为1:1～1.5:1的比例，将H2O2与含砷溶液进行混合，在常温下预处理1～2h；
（5）将步骤（3）砷处理剂加入步骤（4）氧化预处理的含砷溶液中，在常温下搅拌反应；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液，再进行下一步处理。
所述步骤（1）中干燥条件为100～200℃下干燥10～20h。
所述步骤（2）中HCl与铜渣的液固比mL:g为5:1～8:1。
所述步骤（3）中去离子水与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为20:1～30:1。
所述步骤（3）中NaOH溶液与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为8:1～10:1。
所述步骤（3）中干燥条件为60～80℃下干燥12～24h。
所述步骤（4）中含砷溶液的砷浓度为50～80mg/L。
所述步骤（5）中氧化预处理含砷废水溶液和砷处理剂的液固比mL:g为15～20:1。
所述步骤（5）中搅拌速度为150～180r/min，反应时间为24～36h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所述方法处理含砷溶液，实现了高效除砷，工艺流程简单，经济成本低，处理后的沉淀物毒性浸出低于国家标准；
（2）本发明中的铜渣属于固体废弃物，用铜渣去除砷属于以废治废。
具体实施方法
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：本氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法如下：
（1）将铜渣在100℃干燥20h后进行研磨，研磨后铜渣粒径在200目以下；
（2）按HCl与铜渣的液固比mL:g为6:1的比例，将研磨后的铜渣加到浓度为0.5mol/L的HCl中预处理2h，过滤，滤液备用；
（3）按去离子水与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为20:1的比例，将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，然后加入步骤（2）的滤液和浓度1mol/L的NaOH溶液，混匀后反应1h，过滤，固体60℃下干燥24h，研磨制得砷处理剂，其中铜渣和氧化石墨烯粉末的质量比为8:1，NaOH溶液与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为10:1；
（4）按H2O2与砷的摩尔比为1:1的比例，将H2O2与200mL含砷溶液（成分如表1所示）进行混合，在常温下预处理1h；
表1 含砷溶液
（5）将步骤（3）砷处理剂加入步骤（4）氧化预处理的含砷溶液中，在常温、150r/min下搅拌反应24h；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液；检测滤液（成分如表2所示）达标后进行下一步处理；
表2 滤液的成分
由表2可以看出砷离子浓度从50mg/L（初始浓度）降到了1.3mg/L，且除砷率达到了97%。因此具有显著的除砷效果。
实施例2：本氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法如下：
（1）将铜渣在150℃干燥15h后进行研磨，研磨后铜渣粒径在200目以下；
（2）按HCl与铜渣的液固比mL:g为5:1的比例，将研磨后的铜渣加到浓度为1mol/L的HCl中预处理1h，过滤，滤液备用；
（3）按去离子水与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为25:1的比例，将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，然后加入步骤（2）的滤液和浓度1.5mol/L的NaOH溶液，混匀后反应2h，过滤，固体80℃下干燥15h，研磨制得砷处理剂，其中铜渣和氧化石墨烯粉末的质量比为9:1，NaOH溶液与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为8:1；
（4）按H2O2与砷的摩尔比为1.2:1的比例，将H2O2与200mL含砷溶液（成分如表3所示）进行混合，在常温下预处理1h；
表3 含砷溶液
（5）将步骤（3）砷处理剂加入步骤（4）氧化预处理的含砷溶液中，在常温、170r/min下搅拌反应30h；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液；检测滤液（成分如表4所示）达标后进行下一步处理；
表4滤液的成分
由表4可以看出砷离子浓度从65mg/L（初始浓度）降到了1.8mg/L，且除砷率达到了97.2%。因此具有显著的除砷效果。
实施例3：本氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法如下：
（1）将铜渣在200℃干燥12h后进行研磨，研磨后铜渣粒径在200目以下；
（2）按HCl与铜渣的液固比mL:g为8:1的比例，将研磨后的铜渣加到浓度为0.8mol/L的HCl中预处理1.5h，过滤，滤液备用；
（3）按去离子水与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为30:1的比例，将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，然后加入步骤（2）的滤液和浓度2mol/L的NaOH溶液，混匀后反应1.5h，过滤，固体70℃下干燥18h，研磨制得砷处理剂，其中铜渣和氧化石墨烯粉末的质量比为10:1，NaOH溶液与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为9:1；
（4）按H2O2与砷的摩尔比为1.5:1的比例，将H2O2与200mL含砷溶液（成分如表5所示）进行混合，在常温下预处理1h；
表5 含砷溶液
（5）将步骤（3）砷处理剂加入步骤（4）氧化预处理的含砷溶液中，在常温、180r/min下搅拌反应36h；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液；检测滤液（成分如表6所示）达标后进行下一步处理；
表6滤液的成分
由表6可以看出砷离子浓度从80mg/L（初始浓度）降到了2.5mg/L，且除砷率达到了96.8%。因此具有显著的除砷效果。
Claims (8)
1.一种氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将铜渣干燥、研磨，研磨后的粒径控制在200目以下；
（2）将步骤（1）中的铜渣加到浓度为0.5～1mol/L的HCl中预处理1～2h，过滤，滤液备用；
（3）将氧化石墨烯粉末加入到去离子水中，然后加入步骤（2）的滤液和浓度1～2mol/L的NaOH溶液，混匀后反应1～2h，过滤，固体干燥，研磨制得砷处理剂，其中铜渣和氧化石墨烯粉末的质量比为8:1～10:1；
（4）按H2O2与砷的摩尔比为1:1～1.5:1的比例，将H2O2与含砷溶液进行混合，在常温下预处理1～2h；
（5）将步骤（3）砷处理剂加入步骤（4）氧化预处理的含砷溶液中，在常温下搅拌反应；反应产物固液分离，获得富砷固废和滤液。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（1）中的干燥是在100～200℃下处理10～20h。
3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（2）中的HCl与铜渣的液固比mL:g为5:1～8:1。
4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（3）中去离子水与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为20:1～30:1。
5.根据权利要求4所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（3）中NaOH溶液与氧化石墨烯粉末的液固比mL:g为8:1～10:1。
6.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（3）中干燥条件为60～80℃下干燥12～24h。
7.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（5）中氧化预处理含砷溶液和砷处理剂的液固比mL:g为15～20:1。
8.根据权利要求1所述的氧化石墨烯协同铜渣处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（5）中搅拌速度为150～180r/min，反应时间为24～36h。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200207 |