CN110759394B - 一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法 - Google Patents

一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明将铜渣干燥研磨过筛得到铜渣粉；将铜渣粉加入到盐酸中预处理1~2h，固液分离得到液体A；将生物碳悬浮液加入到液体A中反应1~2h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理1~2h；将污酸处理剂加入到预处理的有色冶炼污酸中，在搅拌条件下反应24~36h，固液分离得到富砷固废和滤液。本方法利用生物碳和铜渣去除砷，工作流程简单，除砷效果明显，具有广阔的前景。

Description

一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法
技术领域
本发明涉及一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。
背景技术
砷的毒性极强, 且具有致癌作用。目前，污酸的处理方法主要石灰法、硫化法。石灰中和法是一种应用范围最广、操作最简单的除砷方法，其原理是向废水中投加钙盐，使废水中呈溶解态的砷转变为不溶解的砷化物，经过沉淀或者上浮使砷从废水中去除。硫化法是硫化氢、硫氢化钠、硫化钠等用作硫化剂, 为了获得较高的砷去除率，对溶液的pH 值和温度进行调整。研究表明，当pH 控制在9~11时，这种方法还会发生反应生成的硫化氢有剧毒，如果发生泄漏将对现场的操作工人造成生命威胁。同时，此种方法的处置成本较高，难以大规模推广。石灰中和法由于操作简便、成本低廉等优点明显, 仍是今后广泛应用的方法，但存在渣量大和二次污染问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，本发明利用生物碳和铜渣去除砷，工作流程简单，除砷效果明显，具有广阔的前景。
一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，具体步骤如下：
（1）将铜渣干燥研磨过筛得到铜渣粉；
（2）将步骤（1）铜渣粉加入到盐酸中预处理1~2h，固液分离得到液体A；
（3）将生物碳悬浮液加入到步骤（2）的液体A中反应1~2h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；
（4）将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理1~2h；
（5）将步骤（3）污酸处理剂加入到步骤（4）预处理的有色冶炼污酸中，在搅拌条件下反应24~36h，固液分离得到富砷固废和滤液。
所述步骤（2）铜渣粉和盐酸的固液比为1:(3~5)，盐酸的浓度为0.5~1mol/L。
所述步骤（3）生物碳悬浮液中生物炭与步骤（1）铜渣粉的质量比为1:(8~10)。
所述步骤（4）H2O2与有色冶炼污酸中砷的摩尔比为(1~1.5):1，有色冶炼污酸的砷含量为5200~8000mg/L。
所述步骤（5）预处理的有色冶炼污酸与污酸处理剂的液固比mL:g为(15~20):1。
利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的原理：采用高比表面积的生物碳负载铜渣的铁氧化物除砷，使污酸处理剂具有高比表面积和大量的铁盐而且铁盐附着在生物碳表面上可以防止聚集成块。
本发明的有益效果是：
本发明利用生物碳负载改性铜渣除砷，不仅减少污酸处理过程中污泥的堆存量，工艺简单，成本较低，除砷效果显著。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：本实施例铜渣成分如表1所示；
表1 铜渣成分
Figure DEST_PATH_IMAGE002
一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，具体步骤如下：
（1）将铜渣在温度100℃下干燥12h，研磨过200目筛，取筛下物得到铜渣粉；
（2）将步骤（1）铜渣粉加入到盐酸中预处理1h，固液分离得到液体A；其中铜渣粉和盐酸的固液比为1:3，盐酸的浓度为0.5mol/L；
（3）将生物碳悬浮液加入到步骤（2）的液体A中反应1h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；其中生物碳悬浮液中生物炭与步骤（1）铜渣粉的质量比为1:8；
（4）将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理1h；其中H2O2与有色冶炼污酸中砷的摩尔比为1:1，有色冶炼污酸的砷含量为5200mg/L（见表2）；
表2污酸成分
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（5）将步骤（3）污酸处理剂加入到步骤（4）预处理的有色冶炼污酸中，其中预处理的有色冶炼污酸与污酸处理剂的液固比mL:g为20:1，在温度为90℃、搅拌速率为150r/min条件下反应24h，固液分离得到富砷固废和滤液（见表3）；
表3滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE006
本实施例滤液中砷含量为98.0mg/L，砷的去除率为98.11%。
实施例2：本实施例铜渣成分与实施例1相同；
一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，具体步骤如下：
（1）将铜渣在温度150℃下干燥18h，研磨过200目筛，取筛下物得到铜渣粉；
（2）将步骤（1）铜渣粉加入到盐酸中预处理1.5h，固液分离得到液体A；其中铜渣粉和盐酸的固液比为1:4，盐酸的浓度为0.8mol/L；
（3）将生物碳悬浮液加入到步骤（2）的液体A中反应1.5h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；其中生物碳悬浮液中生物炭与步骤（1）铜渣粉的质量比为1:9；
（4）将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理1.5h；其中H2O2与有色冶炼污酸中砷的摩尔比为1.3:1，有色冶炼污酸的砷含量为6100mg/L（见表4）；
表4污酸成分
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（5）将步骤（3）污酸处理剂加入到步骤（4）预处理的有色冶炼污酸中，其中预处理的有色冶炼污酸与污酸处理剂的液固比mL:g为18:1，在温度为90℃、搅拌速率为160r/min条件下反应30h，固液分离得到富砷固废和滤液（见表5）；
表5滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE010
本实施例滤液中砷含量为112.0mg/L，砷的去除率为98.16%。
实施例3：本实施例铜渣成分与实施例1相同；
一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，具体步骤如下：
（1）将铜渣在温度200℃下干燥24h，研磨过200目筛，取筛下物得到铜渣粉；
（2）将步骤（1）铜渣粉加入到盐酸中预处理2h，固液分离得到液体A；其中铜渣粉和盐酸的固液比为1:5，盐酸的浓度为1mol/L；
（3）将生物碳悬浮液加入到步骤（2）的液体A中反应2h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；其中生物碳悬浮液中生物炭与步骤（1）铜渣粉的质量比为1:10；
（4）将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理2h；其中H2O2与有色冶炼污酸中砷的摩尔比为1.5:1，有色冶炼污酸的砷含量为8000mg/L（见表6）；
表6污酸成分
Figure DEST_PATH_IMAGE012
（5）将步骤（3）污酸处理剂加入到步骤（4）预处理的有色冶炼污酸中，其中预处理的有色冶炼污酸与污酸处理剂的液固比mL:g为15:1，在温度为90℃、搅拌速率为180r/min条件下反应36h，固液分离得到富砷固废和滤液（见表7）；
表7滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE014
本实施例滤液中砷含量为132.5mg/L，砷的去除率为98.34%。

Claims (3)

1.一种利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将铜渣干燥研磨过筛得到铜渣粉；
（2）将步骤（1）铜渣粉加入到盐酸中预处理1~2h，固液分离得到液体A；其中铜渣粉和盐酸的固液比为1:(3~5)，盐酸的浓度为0.5~1mol/L；
（3）将生物碳悬浮液加入到步骤（2）的液体A中反应1~2h，固液分离，固体干燥即得污酸处理剂；其中生物碳悬浮液中生物碳 与步骤（1）铜渣粉的质量比为1:(8~10)；
（4）将H2O2与有色冶炼污酸混合均匀，在室温条件下预处理1~2h；
（5）将步骤（3）污酸处理剂加入到步骤（4）预处理的有色冶炼污酸中，在搅拌条件下反应24~36h，固液分离得到富砷固废和滤液。
2.根据权利要求1所述利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，其特征在于：步骤（4）H2O2与有色冶炼污酸中砷的摩尔比为(1~1.5):1，有色冶炼污酸的砷含量为5200~8000mg/L。
3.根据权利要求1所述利用生物碳和铜渣处理有色冶炼污酸中砷的方法，其特征在于：步骤（5）预处理的有色冶炼污酸与污酸处理剂的液固比mL:g为(15~20):1。
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