CN112537856B - 一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 - Google Patents
一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112537856B CN112537856B CN202011276750.3A CN202011276750A CN112537856B CN 112537856 B CN112537856 B CN 112537856B CN 202011276750 A CN202011276750 A CN 202011276750A CN 112537856 B CN112537856 B CN 112537856B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wastewater
- heavy metal
- ions
- treatment
- pyrrhotite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910052952 pyrrhotite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 19
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- -1 silver ions Chemical class 0.000 claims description 10
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 18
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 16
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 14
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052946 acanthite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- XUARKZBEFFVFRG-UHFFFAOYSA-N silver sulfide Chemical compound [S-2].[Ag+].[Ag+] XUARKZBEFFVFRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940056910 silver sulfide Drugs 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000937647 Drosophila melanogaster Probable malonyl-CoA-acyl carrier protein transacylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N calcium sulfide Chemical compound [Ca]=S JGIATAMCQXIDNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910021506 iron(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/62—Heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法，包括以下将磁铁矿破碎、研磨，得到磁铁矿颗粒；用硫酸消解磁铁矿颗粒，得到硫化氢气体；将硫化氢通入含重金属离子酸性矿山废水中，固液分离，得到硫化物沉淀和去除重金属离子的废水。该方法将酸性矿山废水来源之一的磁黄铁矿作为硫化剂来源处理废水中的重金属离子，达到“以废治废”的效果。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法。
背景技术
磁黄铁矿(Fe1-XS，X＝0～0.223)是常见的金属硫化矿之一，其分布广泛，伴生于许多金属硫化矿中，是金属矿物中硫的主要来源之一。磁黄铁矿反应活性强，在与空气、水接触后易产生酸性矿山废水(以下简称AMD)。AMD具有高浓度的重金属离子、低pH值(pH＝1～2)、废水量大等特点，如果不加以处理直接排放至环境中，会产生十分严重的环境问题。专利CN108862492A中提到《一种磁化法与硫化法协同处理含有重金属废水的装置及方法》，该方法需要在高温条件下进行，磁化与升温能耗大，成本高。专利CN107162281A中提到《一种去除冶炼废水中重金属离子的处理方法》，该方法工艺复杂，运行维护成本高。
发明内容
为实现去除废水中重金属离子的目的，本发明将通过以下的技术方案实现：
本发明提供一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法，包括以下步骤：
S1：将磁铁矿破碎、研磨，得到磁铁矿颗粒；
S2：用硫酸消解磁铁矿颗粒，得到硫化氢气体；
S3：将硫化氢通入含重金属离子酸性矿山废水中，固液分离，得到硫化物沉淀和去除重金属离子的废水。
具体的，S3步骤中，若废水中含铅离子，处理pH值为2.0～4.0，处理时间不低于6h；
若废水中含锌离子，处理pH值为2.0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含镉离子，处理pH值为1.0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含银离子，处理pH值为1.0～4.0，处理时间不低于6h。
进一步的，S3步骤中，若废水包含铅离子、锌离子、镉离子和银离子，可依次经过如下条件进行分级处理：
pH值为4.0，处理时间不低于6h，用于沉淀铅离子；
pH值为3.2，处理时间不低于4h，用于沉淀锌离子；
pH值为2.5，处理时间不低于4h，用于沉淀镉离子；
pH值为1，处理时间不低于6h，用于沉淀银离子。
具体的，S2步骤中，将磁铁矿颗粒与3～6mol/L硫酸溶液进行混合搅拌反应，制得硫化氢气体；反应温度为20～40℃；磁铁矿与酸液液固比为10～30mL/g。
具体的，S1步骤，选用天然磁黄铁矿，研磨后的颗粒的平均粒径不大于150μm。
进一步的，还包括将S3步骤分级沉淀后得到的沉淀物进行回收利用的步骤。
有益效果：
1、本发明提供了一种利用磁黄铁矿处理废水中的重金属离子的方法，将酸性矿山废水来源之一的磁黄铁矿作为硫化剂来源处理废水中的重金属离子，达到“以废治废”的效果。
2、处理后的废水达到国家排放标准GB/T29999—2013《铜矿山酸性废水综合处理规范》的要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的处理含重金属离子酸性矿山废水的方法流程图。
图2为本发明实施例提供的磁黄铁矿的粒度、磨矿时间对颗粒比表面积的影响图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
在酸性溶液中，磁黄铁矿会发生非氧化溶解产生硫化氢。反应化学方程式如下：
Fe(1-x)S+2H+→(1-x)Fe2++H2S
第一阶段：表面氧化层溶解，磁黄铁矿表面的硫酸铁、二价铁三价铁氧化物和氢氧化物的溶解：
2Fe(1-x)S→Fe2++Fe(1-2x)S
第二阶段：表层被溶解后，铁扩散到溶液的速度大于硫，铁会发生氧化，形成二价铁三价铁氢氧化物，不生成硫化氢，多硫化物氧化速率很慢：
Fe(1-2x)S+(1-2x)e-→(1-2x)Fe2++Sn 2-
Sn 2-+2(n-1)e-→nS2-
第三阶段：在矿物内部，在非氧化或者还原条件下，磁黄铁矿会产生硫化氢，且该阶段是一个耗酸阶段：
S2-+H+→HS2-
HS-+H+→H2S
在环境领域，硫化法是一种常用的处理重金属离子的方法，原理是利用金属硫化物溶解度较小的特性，使用硫化氢、硫化钠、硫化钙等硫化剂沉淀重金属离子废水，去除污水中的硫化物，其化学反应式如下：
Pb2++S2-→PbS↓
Zn2++S2-→ZnS↓
Cd2++S2-→CdS↓
2Ag++S2-→Ag2S↓
硫化氢气体是一种有毒性的气体，低浓度具有臭鸡蛋气味。基于磁黄铁矿在酸性条件下产生硫化氢的特性，如果将其作为硫化剂的来源，既可以利用磁黄铁矿尾矿，又可以处理酸性矿山废水，实现“以废治废”的资源高效利用。
为实现去除废水中重金属离子的目的，本发明将通过以下的技术方案实现：一种利用磁黄铁矿处理废水中重金属离子的方法，包括以下步骤：
S1：将磁铁矿破碎、研磨，得到磁铁矿颗粒；
S2：用硫酸消解磁铁矿颗粒，得到硫化氢气体；
S3：将硫化氢通入含重金属离子酸性矿山废水中，固液分离，得到硫化物沉淀和去除重金属离子的废水。
具体的，S3步骤中，若废水中含铅离子，处理pH值为2.0～4.0，处理时间不低于6h；
若废水中含锌离子，处理pH值为2.0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含镉离子，处理pH值为1.0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含银离子，处理pH值为1.0～4.0，处理时间不低于6h。
进一步的，S3步骤中，若废水包含铅离子、锌离子、镉离子和银离子，可依次经过如下条件进行分级处理：
pH值为4.0，处理时间不低于6h，用于沉淀铅离子；
pH值为3.2，处理时间不低于4h，用于沉淀锌离子；
pH值为2.5，处理时间不低于4h，用于沉淀镉离子；
pH值为1，处理时间不低于6h，用于沉淀银离子。
具体的，S2步骤中，将磁铁矿颗粒与3～6mol/L硫酸溶液进行混合搅拌反应，制得硫化氢气体；反应温度为20～40℃；磁铁矿与酸液液固比为10～30mL/g。
具体的，S1步骤，选用天然磁黄铁矿，研磨后的颗粒的平均粒径不大于150μm。
进一步的，还包括将S3步骤分级沉淀后得到的沉淀物进行回收利用的步骤。如，可以对分级得到的沉淀物进行浮选，利用上述各种硫化物的密度差别进行分离，从而硫化铅、硫化锌、硫化隔和硫化银分离，再经活化剂活化后，进行精选，即可得到上述各种硫化物的高品位沉淀，再通过硝酸进行消化，能够得到单质硫和各种金属的硝酸盐，再加入氯化钠转化成氯化盐，最终经碱液(如氨水)等加水合肼还原即可得到各种重金属单质，从而回收这些具有利用价值的金属。而本发明的目的，是通过硫化氢的初步处理，能够初步分离硫化铅、硫化锌、硫化隔和硫化银，便于后续回收利用。
根据上述实验方法，挑选出的实施例与对比例如下：
实施例1：
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与5mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入pH为3.5，Pb2+浓度为25mg L-1的模拟酸性废水中进行混合沉淀反应，反应温度为25℃，反应时间为6h。
(4)用过滤法将酸性废水和硫化铅沉淀固液分离，得到硫化铅沉淀颗粒和除铅废水。
经检测，处理后废水中Pb2+浓度为0.01mg L-1，去除率达99.9％。
实施例2：
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与5mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入pH为3.5，Zn2+浓度为25mg L-1的废水中进行混合沉淀反应，反应温度为25℃，反应时间为4h。
(4)将酸性废水和硫化锌沉淀固液分离，得到硫化锌沉淀颗粒和除锌废水。
经检测，处理后废水中Zn2+浓度为0.15mg L-1，去除率达99.4％。
实施例3：
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，使用三头研磨机磨矿，使用振动筛进行筛分，得到粒径为38～150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与5mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入pH为2.5，Cd2+浓度为20mg L-1的模拟酸性废水中进行混合沉淀反应，反应温度为25℃，反应时间为4h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Cd2+浓度为0.56mg L-1，去除率达97.2％。
实施例4：
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与3mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入pH为2.5，Ag+浓度为20mg L-1的模拟酸性废水中进行混合沉淀反应，反应温度为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化银沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Ag+浓度为0.049mg L-1，去除率达99.76％。
实施例5
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与3mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入，含有Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ag+浓度均为20mg/L的模拟酸性废水中进行混合沉淀反应，经过如下条件进行分级处理：
pH值为4.0，处理时间6h，用于沉淀铅离子；
pH值为3.2，处理时间4h，用于沉淀锌离子；
pH值为2.5，处理时间4h，用于沉淀镉离子；
pH值为1，处理时间6h，用于沉淀银离子。
(4)将酸性废水和各级沉淀固液分离，得到各级沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中重金属浓度均低于0.45mg/L，平均去除率大于90％。
对比例1
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与3mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入Pb2+浓度为25mg L-1的废水中，调节pH至2.5，进行混合沉淀反应，反应温度控制为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Pb2+浓度为8.98mg L-1，去除率达64.10％。
对比例2
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与3mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入Pb2+浓度为25mg L-1的废水中，调节pH至1.5，进行混合沉淀反应，反应温度控制为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Pb2+浓度为9.31mg L-1，去除率达62.80％。
对比例3
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与1mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入Zn2+浓度为25mg L-1的废水中，调节pH至2.5，进行混合沉淀反应，反应温度控制为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Zn2+浓度为15.90mg L-1，去除率达36.4％。
对比例4
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与1mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入Zn2+浓度为25mg L-1的废水中，调节pH至1.5，进行混合沉淀反应，反应温度控制为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Zn2+浓度为19.88mg L-1，去除率达20.5％。
对比例5
(1)将天然磁黄铁矿进行人工破碎，再使用三头研磨机研磨2分钟，得到粒径为小于150μm的磁黄铁矿颗粒；
(2)取1g磁黄铁矿颗粒与1mol L-1H2SO4在25℃下进行混合搅拌反应，控制磁黄铁矿与酸液液固比为20mL g-1，酸液滴加时间为30min。
(3)将产生的硫化氢通入Cd2+浓度为20mg L-1的废水中，调节pH至2.5，进行混合沉淀反应，反应温度控制为25℃，反应时间为6h。
(4)将酸性废水和硫化镉沉淀固液分离，得到硫化镉沉淀颗粒和除镉废水。
经检测，处理后废水中Cd2+浓度为2.62mg L-1，去除率达86.90％。
对比例6
其实施步骤于实施例5相同，但是分级处理的条件为：
pH值为2.0，处理时间不低于6h，用于沉淀铅离子；
pH值为2.5，处理时间不低于4h，用于沉淀锌离子；
pH值为3.2，处理时间不低于4h，用于沉淀镉离子；
pH值为4，处理时间不低于6h，用于沉淀银离子。
表1去除效率汇总图
由表1可知，实施例1相对于对比例1、2，实施例2相对于对比例3，实施例3相对于对比例4，实施例4相对于对比例5均具有更高的重金属去除率，这说明通过S3步骤中的处理pH值和处理时间，能够控制最终重金属的去除率。实施例5现对于对比例6具有更高的重金属去除率，这说明采用本发明提供的条件，能够对上述各重金属离子进行分级沉淀。本发明对常见的重金属离子如Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ag+等均有较好的去除效果，其中处理后的Pb2+、Zn2+废水可以达到GB/T29999-2013《铜矿山酸性废水综合处理规范》的排放标准。
另外，本发明在选用磁黄铁矿时，对进行破碎和研磨处理。由图2粒度与磨矿时间图磁黄铁矿的处理方式为破碎加三头研磨，研磨时间为2分钟，可以保证98％以上的矿物粒度处于小于150μm。矿物的粒度越小，比表面积越大，反应速率越快。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将磁铁矿破碎、研磨，得到磁铁矿颗粒；
S2：用硫酸消解磁铁矿颗粒，得到硫化氢气体；
S3：将硫化氢通入含重金属离子酸性矿山废水中，固液分离，得到硫化物沉淀和去除重金属离子的废水；
S1步骤，选用天然磁黄铁矿，研磨后的颗粒的平均粒径小于150μm；
S2步骤中，将磁铁矿颗粒与3～6mol/L硫酸溶液进行混合搅拌反应，制得硫化氢气体；反应温度为20～40℃；酸液与磁铁矿液固比为10～30mL/g；
S3步骤中，若废水中含铅离子，铅离子浓度为25mg/L，处理pH值为3.5，处理时间为6h，处理后废水中铅离子浓度为0.01 mg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3步骤中，
若废水中含锌离子，处理pH值为2.0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含镉离子，处理pH值为1 .0～4.0，处理时间不低于4h；
若废水中含银离子，处理pH值为1 .0～4.0，处理时间不低于6h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011276750.3A CN112537856B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | 一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011276750.3A CN112537856B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | 一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112537856A CN112537856A (zh) | 2021-03-23 |
| CN112537856B true CN112537856B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=75014089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011276750.3A Active CN112537856B (zh) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | 一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112537856B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113401995A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-17 | 南方环境有限公司 | 一种重金属污染土壤淋洗废液处理及再生回用的方法 |
| CN114477353A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 北京东方利禾景观设计有限公司 | 一种离子型矿山废水处理装置及其运行方法 |
| CN114558688B (zh) * | 2022-03-08 | 2024-02-13 | 西藏华泰龙矿业开发有限公司 | 一种难选铜铅锌矿的选矿方法 |
| CN115535967B (zh) * | 2022-10-11 | 2024-03-12 | 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 | 一种制备硫化氢的方法以及装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153108A (en) * | 1998-06-11 | 2000-11-28 | Texaco Inc. | Method for removal of heavy metals from water |
| CN101195859A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-06-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 微生物法处理低浓度重金属硫酸盐溶液的工艺 |
| KR100841744B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2008-06-27 | 주식회사 에코필 | 인회석을 이용하여 광산폐수 또는 산업폐수를 정화시키고 광산 폐기물을 안정화시키는 방법 |
| CN102311189A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-01-11 | 马前 | 酸性矿山废水处理及废水中铁、铝、铜、锌的资源化回收系统 |
| CN103553248A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-05 | 中南大学 | 重金属污酸废水资源化回收方法及装置 |
| CN104108810A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中南大学 | 一种从酸性废水中回收铅和汞的方法 |
| CN105948201A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-21 | 江西元再生资源有限公司 | 一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法 |
| CN110117052A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-13 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 一种硫化沉淀系统硫化氢尾气的吸收方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932909B2 (en) * | 2002-01-15 | 2005-08-23 | Kroff Chemical Company, Inc. | Method of treating mine drainage |
-
2020
- 2020-11-16 CN CN202011276750.3A patent/CN112537856B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153108A (en) * | 1998-06-11 | 2000-11-28 | Texaco Inc. | Method for removal of heavy metals from water |
| CN101195859A (zh) * | 2006-12-05 | 2008-06-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 微生物法处理低浓度重金属硫酸盐溶液的工艺 |
| KR100841744B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2008-06-27 | 주식회사 에코필 | 인회석을 이용하여 광산폐수 또는 산업폐수를 정화시키고 광산 폐기물을 안정화시키는 방법 |
| CN102311189A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-01-11 | 马前 | 酸性矿山废水处理及废水中铁、铝、铜、锌的资源化回收系统 |
| CN103553248A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-05 | 中南大学 | 重金属污酸废水资源化回收方法及装置 |
| CN104108810A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-10-22 | 中南大学 | 一种从酸性废水中回收铅和汞的方法 |
| CN105948201A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-21 | 江西元再生资源有限公司 | 一种选矿废水重金属捕集剂的制备方法 |
| CN110117052A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-13 | 紫金矿业集团股份有限公司 | 一种硫化沉淀系统硫化氢尾气的吸收方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112537856A (zh) | 2021-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112537856B (zh) | 一种处理含重金属离子酸性矿山废水的方法 | |
| Suiyi et al. | A novel clinoatacamite route to effectively separate Cu for recycling Ca/Zn/Mn from hazardous smelting waterwork sludge | |
| CN103276206B (zh) | 一种高效稳定的碱性硫脲体系用于浸金的方法 | |
| Zhao et al. | Biooxidation-thiosulfate leaching of refractory gold concentrate | |
| CN107532228A (zh) | 选择性回收亲硫族元素的方法 | |
| CN112010488B (zh) | 一种从重金属废水制备纳米粒子的方法 | |
| CN112239286B (zh) | 一种铜离子改性的水处理方法 | |
| Martinez et al. | Kinetic aspects of gold and silver recovery in cementation with zinc power and electrocoagulation iron process | |
| CN103304062A (zh) | 铅锌硫化矿生产废水治理及废水中锌回收的方法 | |
| CN111100988B (zh) | 一种对多金属尾矿的减量化及利用的方法 | |
| Figueroa et al. | Recovery of gold and silver and removal of copper, zinc and lead ions in pregnant and barren cyanide solutions | |
| Feng et al. | Degradation mechanism of surface hydrophobicity by ferrous ions in the sulfidization flotation system of smithsonite | |
| CN104891710A (zh) | 一种有色金属矿山酸性废水快速有效处理方法 | |
| JP2016211056A (ja) | 鉱石スラリーの前処理方法、鉱石スラリーの製造方法 | |
| CN104212970A (zh) | 从铜镍矿山尾矿砂中富集回收有价金属镍、铜和钴的方法 | |
| CN101466855A (zh) | 硫化镍沉淀方法 | |
| CN113957248B (zh) | 一种酸性溶液中钴离子选择性沉淀浮选的锌钴分离方法 | |
| CN114438341A (zh) | 复配锌粉在硫酸锌溶液除铊中的应用 | |
| CN112844859B (zh) | 一种高碳高氧化微细粒金矿的选矿工艺 | |
| JP2001079565A (ja) | 排水中のセレンの除去方法 | |
| Wang et al. | Treatment and recycling of arsenic slag by hydrothermal reduction of As2S3 to As (0) | |
| CN114029156A (zh) | 一种铜、铅、锌、金、银等多金属复杂硫化矿绿色选矿工艺 | |
| Маслобоев et al. | Geoecological validation of mechanisms and parameters of physical-chemical processes facilitating the in-depth processing of complex suphide ores and mining wastes | |
| Chen et al. | Effects of Fe and cost-effective media composition on arsenopyrite bioleaching by Sulfobacillus thermosulfidooxidans | |
| Parga et al. | Removal of aqueous lead and copper ions by using natural hydroxyapatite powder and sulphide precipitation in cyanidation process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |