CN111945018B - 一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明采用无水乙醇、盐酸或氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂，将赤泥加入到盐酸中浸出得到赤泥浸出液和浸出渣，将预处理树脂加入到浸出液中反应得到改性阴离子树脂砷处理剂；将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应24~48h，固液分离得到富砷渣和滤液，含砷固态物干燥后堆存处理，滤液进行深度除砷处理。本发明方法利用改性阴离子树脂砷处理剂去除砷，工艺简单，除砷效果显著，具有广阔的前景。

Description

一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法
技术领域
本发明涉及一种利用阴离子树脂和赤泥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
As 在自然界和难处理的金矿石中主要以化合物形态存在，利用含砷金矿（毒砂、雌黄和雄黄等）进行黄金选冶已经成为As污染的主要来源之一。某地区金矿土壤中As、Hg、Cd、Zn 等含量比较高，其中As 含量已达到285.8 mg/kg。
目前，含砷溶液的处理方法有吸附法、膜分离法、化学沉淀法等；但是这些方法都存在吸附容量小、吸附剂不能再生的缺陷；并且只能用于低砷处理等问题，除砷率有限。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，本发明利用赤泥浸出液与预处理阴离子进行反应得到改性阴离子树脂砷处理剂，采用改性阴离子树脂砷处理剂除砷，不仅除砷效果显著，并且工艺操作简单、生产成本低具有较广阔的市场前景。
一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，具体步骤如下：
（1）依次采用无水乙醇、盐酸和氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂；
（2）将赤泥加入到盐酸中浸出得到赤泥浸出液和浸出渣，将步骤（1）预处理树脂加入到浸出液中，在温度为25~35℃条件下反应1~48h得到改性阴离子树脂砷处理剂；
（3）将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应24~48h，固液分离得到富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理。
所述步骤（1）浸泡温度为25~45℃。
所述步骤（1）盐酸质量浓度为5~15%，氢氧化钠溶液质量浓度为5~15%。
进一步的，所述步骤（1）无水乙醇浸泡时间为4~12h，盐酸浸泡时间为4~8h，氢氧化钠溶液浸泡时间为4~8h。
所述盐酸浓度为1~2mol/L，赤泥和盐酸的固液比g:mL为1:5~10，浸出时间为4~8h。
所述步骤（2）预处理树脂和赤泥浸出液的固液比g:mL为1:10~30。
所述步骤（3）含砷溶液中砷浓度为100~200mg/L。
优选的，所述步骤（3）搅拌反应150~180 r/min。
改性阴离子树脂砷处理剂除砷的原理：采用预处理阴离子树脂结合赤泥中的铁和铝等多金属元素形成改性阴离子树脂砷处理剂，采用阴离子树脂吸附砷离子并包裹在阴离子树脂的空隙中，铁和铝等多金属元素与砷反应生成稳定的化合物，协同增强除砷效果。
本发明的有益效果是：
本发明利用改性阴离子树脂砷处理剂除砷，不仅除砷效果显著，并且工艺操作简单、生产成本低具有较广阔的市场前景；赤泥属于固体废弃物，实现了固体废弃物二次利用。
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：本实例含砷溶液中离子含量如表1所示，
表1 含砷溶液
Figure DEST_PATH_IMAGE002
一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，具体步骤如下：
（1）依次采用无水乙醇、盐酸和氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂；其中盐酸质量浓度为5%，氢氧化钠溶液质量浓度为5%，无水乙醇浸泡时间为4h，盐酸浸泡时间为4h，氢氧化钠溶液浸泡时间为4h；
（2）在温度25℃下，将赤泥加入到盐酸中浸出4h得到赤泥浸出液和浸出渣，其中盐酸浓度为1mol/L，赤泥和盐酸的固液比g:mL为1:5；将步骤（1）预处理树脂加入到浸出液中，在温度为25℃条件下反应1h得到改性阴离子树脂砷处理剂；其中预处理树脂和赤泥浸出液的固液比g:mL为1:10；
（3）将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应24h，固液分离得到富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；其中改性阴离子树脂砷处理剂与含砷溶液的固液比g:mL为1:100，搅拌速率为150r/min，滤液采用ICP法测定滤液中金属离子的浓度（见表2），
表2 滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由表2可以看出，砷离子浓度从100mg/L（初始浓度）降到了2.3mg/L，除砷率达到97.7%。
实施例2：本实例含砷溶液中离子含量如表3所示，
表3 含砷溶液
Figure DEST_PATH_IMAGE006
一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，具体步骤如下：
（1）依次采用无水乙醇、盐酸和氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂；其中盐酸质量浓度为10%，氢氧化钠溶液质量浓度为10%，无水乙醇浸泡时间为8h，盐酸浸泡时间为6h，氢氧化钠溶液浸泡时间为6h；
（2）在温度30℃下，将赤泥加入到盐酸中浸出6h得到赤泥浸出液和浸出渣，其中盐酸浓度为1mol/L，赤泥和盐酸的固液比g:mL为1:7；将步骤（1）预处理树脂加入到浸出液中，在温度为30℃条件下反应30h得到改性阴离子树脂砷处理剂；其中预处理树脂和赤泥浸出液的固液比g:mL为1:20；
（3）将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应36h，固液分离得到富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；其中改性阴离子树脂砷处理剂与含砷溶液的固液比g:mL为1:80，搅拌速率为165r/min，滤液采用ICP法测定滤液中金属离子的浓度（见表4），
表4滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE008
由表4可以看出，砷离子浓度从150mg/L（初始浓度）降到了2.1mg/L，除砷率达到98.6%。
实施例3：本实例含砷溶液中离子含量如表5所示，
表5 含砷溶液
Figure DEST_PATH_IMAGE010
一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，具体步骤如下：
（1）依次采用无水乙醇、盐酸和氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂；其中盐酸质量浓度为15%，氢氧化钠溶液质量浓度为15%，无水乙醇浸泡时间为12h，盐酸浸泡时间为8h，氢氧化钠溶液浸泡时间为8h；
（2）在温度35℃下，将赤泥加入到盐酸中浸出48h得到赤泥浸出液和浸出渣，其中盐酸浓度为1mol/L，赤泥和盐酸的固液比g:mL为1:10；将步骤（1）预处理树脂加入到浸出液中，在温度为35℃条件下反应8h得到改性阴离子树脂砷处理剂；其中预处理树脂和赤泥浸出液的固液比g:mL为1:20；
（3）将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应48h，固液分离得到富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理；其中改性阴离子树脂砷处理剂与含砷溶液的固液比g:mL为1:50，搅拌速率为180r/min，滤液采用ICP法测定滤液中金属离子的浓度（见表6），
表6 滤液的成分
Figure DEST_PATH_IMAGE012
由表6可以看出，砷离子浓度从200mg/L（初始浓度）降到了2.4mg/L，除砷率达到98.8%。
上面对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）依次采用无水乙醇、盐酸和氢氧化钠溶液浸泡处理阴离子树脂得到预处理树脂；
（2）将赤泥加入到盐酸中浸出得到赤泥浸出液和浸出渣，将步骤（1）预处理树脂加入到浸出液中，在温度为25~35℃条件下反应1~48h得到改性阴离子树脂砷处理剂；其中盐酸浓度为1~2mol/L；
（3）将改性阴离子树脂砷处理剂加入到含砷溶液中，在搅拌条件下反应24~48h，固液分离得到富砷渣和滤液，滤液进行深度除砷处理。
2.根据权利要求1所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（1）浸泡温度为25~45℃。
3.根据权利要求1所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（1）盐酸质量浓度为5~15%，氢氧化钠溶液质量浓度为5~15%。
4.根据权利要求3所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（1）无水乙醇浸泡时间为4~12h，盐酸浸泡时间为4~8h，氢氧化钠溶液浸泡时间为4~8h。
5.根据权利要求1所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：赤泥和盐酸的固液比g:mL为1:5~10，浸出时间为4~8h。
6.根据权利要求1所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（2）预处理树脂和赤泥浸出液的固液比g:mL为1:10~30。
7.根据权利要求1所述利用阴离子树脂和赤泥处理含砷溶液中砷的方法，其特征在于：步骤（3）含砷溶液中砷浓度为100~200mg/L。
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