CN113896519B - 一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,该方法是在锌钴锰混合废水中加入螯合沉淀剂和絮凝剂进行螯合‑絮凝沉淀,得到多金属复合物悬浮液;在所述多金属复合物悬浮液中加入捕收剂和辅助剂进行泡沫浮选,得到富集锰、钴、锌及铁的泡沫产品;将泡沫产品依次经过干燥处理、粉磨处理和煅烧处理,即得吸波污泥陶瓷材料。该方法不仅实现了锌钴锰混合废水中多元重金属的高效去除,并且获得了具有功能性的污泥陶瓷材料,实现了废水的资源化利用,同时也降低了含重金属废水对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种锌冶炼体系锌钴锰混合废水的处理方法,特别涉及一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废制备吸波污泥陶瓷材料的方法,属于重金属废水资源化利用技术领域。
背景技术
锌冶炼过程中,产生大量含重金属的废水、废渣,造成资源浪费和环境污染,同时产生的废水具有pH值低、重金属离子种类多、浓度高、形态复杂、毒性大等特点,传统的方法难以实现水体的净化,处理后的重金属也难以实现回收,容易造成资源的浪费和环境污染。另外,有色重金属废水离子种类多、金属离子浓度高、水量大等特点,使得废水中多金属离子与单一基团形成难溶化合物的条件不同,难以实现废水中多金属离子的同时去除,致使废水处理不能稳定达标排放且净化后的水体硬度高,难以循环利用。锌冶炼过程中产生的废水主要为钴锰锌混合废水中的重金属离子,会通过生物累积的方式进入人体,对人体造成不同程度的危害。过量的锌进入人体后会累积在骨骼、肝脏等组织器官,引起急性和慢性损伤,甚至存在致癌、致畸、致突变等潜在风险;人体内过量的Co2+离子,会引起心肌炎、胃肠道疾病、耳聋、甲状腺碘摄取受损和甲状腺肿大等疾病;人体内锰过量会直接导致中毒。因此,锌冶炼体系锌钴锰混合废水的净化尤为重要。
化学沉淀法是重金属废水处理领域中最常见的一种方法,通过添加沉淀剂与水中的重金属元素发生沉淀反应,使重金属元素与废水分离,该方法具有成本低,效率高,且技术较成熟的优点,但其存在一定的局限性,尤其是在氢氧化物沉淀法产生大量污泥方面,硫化物沉淀过程中也存在潜在的环境危害,酸性条件下硫化物沉淀会产生有毒的H2S。沉淀浮选是目前重金属废水处理中常用的方法,是一种从水溶液中分离重金属的方法,由于空气微气泡附着在废水中的悬浮颗粒上,采用了溶解气浮法去除金属,悬浮物颗粒可以作为污泥去除。沉淀浮选过程是基于沉淀的预先形成和随后通过附着在微气泡上去除。对于不同的金属离子浓度,沉淀浮选去除金属达到一个有限值,可能使金属离子难以有效地转化为宏观尺寸的沉淀物,而微观尺寸的沉淀物大多不易漂浮分离。絮凝剂的使用可以使溶液中的溶质、胶体或悬浮物颗粒凝聚为大的絮凝体,使得金属离子有效地转化为宏观尺寸的沉淀物,从而有利于通过浮选分离方法将金属元素富集在泡沫产品中,但是现有技术对这些泡沫产品的利用率低,主要以污泥形式大量堆积、闲置,造成资源浪费和容易引起二次污染等问题。
铁氧体是铁族元素和其他一种或多种适当的金属元素形成的复合化合物,包括镍锌铁氧体、锰锌铁氧体和钡系铁氧体等,具有较高的晶体磁性各向异性、磁导率、磁共振频率,介电常数较小,作为吸波材料具有明显的优势和较好的应用前景。置换铁氧体中的金属离子可以改善其电磁性,增大电磁损耗,进一步提高铁氧体吸波材料的衰减和微波吸收性能。而对于锌冶炼体系的多元重金属废水通过沉淀浮选法得到的泡沫产品富含Co2+、Mn2+、Zn2+重金属,可以考虑将这些重金属元素用于制备吸波污泥陶瓷材料,实现废水处理与吸波污泥陶瓷材料制备的完美结合,可进一步实现废弃物的资源化利用,但是到目前为止,还未见类似的相关文献报道和技术的实际应用。
发明内容
针对现有技术中对锌冶炼体系锌钴锰混合废水的处理方法存在重金属离子去除效率低、适用范围窄、污泥量大等问题,同时存在对重金属离子回收利用的缺乏,导致资源的二次利用过程中存在二次污染的风险。本发明的目的是在于提供一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,该方法通过絮凝、沉淀、浮选等工艺将锌冶炼体系锌钴锰混合废水中重金属离子高效、快速脱除,实现重金属废水的深度净化,并且沉淀浮选得到的泡沫产品可以直接用于加工成具有吸波功能的污泥陶瓷材料,实现了含有多元金属离子的污泥高值化利用,具有较高的经济价值,且该方法工艺流程简单、适用范围广、成本低,特别适用于微量溶液中的去除与再利用。
本发明提供了一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,该方法包括以下步骤:
1)在锌钴锰混合废水中加入螯合沉淀剂和絮凝剂进行螯合-絮凝沉淀,得到多金属复合物悬浮液;所述螯合沉淀剂包含腐殖酸、乙二胺四乙酸钠和氢氧化钠;所述絮凝剂为铁盐;
2)在所述多金属复合物悬浮液中加入捕收剂和辅助剂进行泡沫浮选,得到富集锰、钴、锌及铁的泡沫产品;所述捕收剂包含十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基硫化铵;所述辅助剂包括海藻酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚;
3)将泡沫产品依次经过干燥处理、粉磨处理和煅烧处理,即得吸波污泥陶瓷材料。
本发明的技术方案通过采用特殊的螯合沉淀剂及pH值调控手段能够将锰、钴、锌等金属离子转化为有机螯合物,同时采用的铁盐不但作为絮凝剂能够将有机金属螯合物絮凝团聚成较大的有机物螯合物金属颗粒沉淀,实现金属离子的沉淀转化,而且铁盐还是作为铁氧体重要的铁源,铁盐与锰、钴、锌等重金属元素共沉淀物在后续的高温固相反应过程中,锰、钴、锌等能够进入铁氧体晶格中形成复合铁氧体MxFe3- xO4,其中M为Co2+、Mn2+、Zn2+等,这些金属元素置换铁氧体中的金属离子可以改善其电磁性,增大电磁损耗,进一步提高铁氧体吸波材料的衰减和微波吸收性能。通过絮凝过程形成有机物螯合物金属颗粒沉淀,再采用特殊的捕收剂和辅助剂与有机螯合物金属颗粒沉淀发生表界面相互作用,对有机螯合物金属颗粒沉淀表面进行修饰,通过泡沫浮选可以分离得到含有大量锰、钴、锌及铁等金属元素的泡沫产品,而泡沫产生可以直接采用高温固相反应得到具有良好吸波性能的污泥陶瓷材料,实现了锌冶炼体系锌钴锰混合废水中多元金属离子的有效利用。
作为一个优选的方案,所述锌钴锰混合废水中包含Mn2+、Co2+和Zn2+,pH为4~7,金属离子总浓度为100~800mg/L,Zn2+的浓度范围为40~300mg/L,Mn2+的浓度范围为40~300mg/L,Co2+的浓度范围为20~200mg/L。
作为一个优选的方案,所述螯合沉淀剂由以下质量份组分组成:腐殖酸65~80份,乙二胺四乙酸钠10~30份,氢氧化钠5~10份。螯合沉淀剂中的腐殖酸结构中富含羧基、羟基、酰胺基、醌基等活性官能团,可以通过螯合作用与废水中的重金属离子很好地相互作用,以离子键、共价键或配位键等结合形成金属-腐殖物质络合物,具有极高的稳定性;而乙二胺四乙酸钠具有广泛的配位性能,几乎能与所有的金属离子形成稳定的螯合物,将其按适当比例搭配腐殖酸使用能够强化混合溶液中的各种金属离子的吸附效果,并且少量的乙二胺四乙酸钠的引入有利于强化后续铁盐的絮凝作用,通过螯合铁离子提高絮凝效果;而适量的氢氧化钠以调节溶液pH值至腐殖酸和乙二胺四乙酸钠最佳的结合金属离子的效果。将其三种药剂按一定比例配合使用,可以实现药剂之间的协同作用,使螯合沉淀达到最佳效果,再在絮凝的作用下,很容易从混合废水中将金属离子分离。
作为一个优选的方案,所述螯合沉淀剂在锌钴锰混合废水中添加浓度为200~600mg/L。
作为一个优选的方案,所述絮凝剂为聚合硫酸铁、硫酸铁、氯化铁中至少一种。采用的铁盐不但起到絮凝作用能够将有机金属螯合物絮凝团聚成较大的有机物螯合物金属颗粒沉淀,实现金属离子的沉淀转化,而且铁盐还是作为吸波污泥陶瓷材料中主要成分铁氧体重要的铁源。通过絮凝后得到的多金属复合物悬浮液中金属螯合物颗粒沉淀的粒径达到30~150μm,有利于后续浮选过程。
作为一个优选的方案,所述絮凝剂在锌钴锰混合废水中添加浓度为50~500mg/L,且控制锌钴锰混合废水中金属离子摩尔比:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=0.5~3。调控锌、钴、锰及铁的元素比例,能够获得较好性能的吸波污泥陶瓷。
作为一个优选的方案,所述捕收剂由以下质量份组成:十二烷基硫酸钠40~70份,十六烷基三甲基溴化铵30~60份。十二烷基硫酸钠为亲水性的阴离子型表面活性剂,而十六烷基三甲基溴化铵是一种阳离子型表面活性剂,两者配合使用通过静电作用将沉淀颗粒聚集成絮凝体更大、松散、粗糙、密度小的颗粒,从而生成的颗粒物浮选难破、易回收、易分离,两者配合使用可以强化浮选沉淀物,有利于后续的固液分离,从而使含金属废水获得更理想的净化指标。
作为一个优选的方案,所述捕收剂在多金属复合物悬浮液中的添加浓度为100~700mg/L。
作为一个优选的方案,所述辅助剂,由以下质量份组成:天然海藻酸钠40~70份,壬基酚聚氧乙烯醚30~60份。海藻酸钠优选为天然的海藻酸钠,其对水中色度和浊度均有较好的去除效果,但作为辅助剂单独处理时,效果不佳;壬基酚聚氧乙烯醚能使混合溶液形成稳定的气泡,并与捕收剂共同作用,提升浮选效率;辅助药剂的组合使用能克服单一药剂的缺点,改善药剂的选择性,药剂用量也可显著下降。
作为一个优选的方案,所述辅助剂在多金属复合物悬浮液中的添加浓度为100~400mg/L。
作为一个优选的方案,所述干燥处理的过程为:先在-20℃温度下,预冻0.5~2h,再在20~40℃温度下,干燥18~20h。在干燥过程中进一步降低泡沫产品的残余水分含量;且干燥后体积变化很小,产品疏松多孔,在氧气极少的情况下,易氧化的药剂也得到了保护。
作为一个优选的方案,所述粉磨处理将干燥处理后的泡沫产品细磨至粒度小于500nm,颗粒的比表面积为120~200m2/g。
作为一个优选的方案,所述煅烧处理的条件为:在含氧气氛下,于800~1000℃煅烧60~180min。优选的含氧气氛的氧气体积浓度不低于15%。优选为空气气氛。
作为一个优选的方案,所述吸波污泥陶瓷材料中锰氧化物、钴氧化物、锌氧化物及铁氧化物总质量百分含量为10%~40%。
本发明采用的浮选方法为泡沫浮选分离,浮选分离时间为3~15min。
相对现有技术,本发明的技术方案带来的有益技术效果:
(1)本发明的方法可以大规模地对锌冶炼体系锌钴锰混合废水进行处理,实现了多元重金属离子的高效、快速脱除,脱除效率高达95.0%~99.95%;
(2)本发明的方法实现了锌钴锰混合废水中的多元金属离子在泡沫层同时富集,以浮选产生的泡沫为原料,制备多组元复合铁氧体。即解决了浮选泡沫产品堆存带来的环境问题,避免了二次污染的产生;又制备出具有高利用价值的具有电磁波吸收功能的污泥陶瓷材料,真正实现了资源化利用;
(3)本发明的技术方案通过合理调配螯合沉淀剂、絮凝剂、捕收剂、复配药剂和反应时pH值及控制焙烧条件,实现了精准去除多元金属离子,并通过高温固相反应来获得具有电磁波吸收功能的污泥陶瓷材料,相对现有技术简化了工艺步骤,有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步详细说明本发明内容,而不是限制本发明的权利要求内的保护范围。
对比实施例1
该对比实施例与实施例1相比,唯一区别在于采用的螯合沉淀药剂不同。
具体螯合沉淀药剂组成为:腐殖酸20份、乙二胺四乙酸钠30份,氢氧化钠50份。
锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 101.16 | 83.64 | 116.09 |
残余浓度(mg/L) | 64.26 | 64.60 | 83.53 |
脱除率(%) | 36.47 | 22.76 | 28.05 |
污泥陶瓷材料的性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出11.5dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能较差。
对比实施例2
该对比实施例与实施例1相比,唯一区别在于不使用絮凝剂。
锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 101.16 | 83.64 | 116.09 |
残余浓度(mg/L) | 61.28 | 60.08 | 81.36 |
脱除率(%) | 39.42 | 28.17 | 29.92 |
污泥陶瓷材料的性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出13.2dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能较差。
对比实施例3
该对比实施例与实施例1相比,唯一区别在于使用的捕收剂不同。
具体的捕收剂组成为十二烷基硫酸钠90份,十六烷基三甲基溴化铵10份。
锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 101.16 | 83.64 | 116.09 |
残余浓度(mg/L) | 47.70 | 50.41 | 67.31 |
脱除率(%) | 52.85 | 39.73 | 42.02 |
污泥陶瓷材料的性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出12.56dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能较差。
对比实施例4
该对比实施例与实施例1相比,唯一区别在于使用的辅助剂不同。
具体的辅助剂组成为天然海藻酸钠23份,壬基酚聚氧乙烯醚77份。
锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 101.16 | 83.64 | 116.09 |
残余浓度(mg/L) | 27.46 | 25.32 | 24.36 |
脱除率(%) | 72.85 | 69.73 | 79.02 |
污泥陶瓷材料的性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出23.56dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能一般。
实施例1
锌冶炼体系锌钴锰混合废水中Zn2+、Co2+、Mn2+,总浓度为300.89mg/L,其中Zn2+的浓度为101.16mg/L,Mn2+的浓度为116.09mg/L,Co2+的浓度为83.64mg/L,pH为4.8。
具体步骤如下:向含有混合金属离子的废水中加入质量份组成为腐殖酸78份、乙二胺四乙酸钠14份,氢氧化钠8份的螯合沉淀剂400mg/L;摩尔量组成为:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=1.0的Fe3+絮凝剂(硫酸铁)350mg/L;依次再向该混合溶液中加入质量组成为十二烷基硫酸钠56份,十六烷基三甲基溴化铵44份的捕收剂200mg/L,组成为天然海藻酸钠64份,壬基酚聚氧乙烯醚36份的复配药剂100mg/L,搅拌充分反应,进行浮选分离。分离之后得到净化水和浮选泡沫,将浮选泡沫在真空冷冻干燥箱中-20℃以下预冻1h,然后在40℃干燥20h得到固体产物;采用纳米砂磨机将其进行粉磨至粒度为400nm,颗粒比表面积为130m2/g;然后在氧气浓度不低于15v%的条件下,升温至800℃下焙烧120min得到多组元复合铁氧体,即为污泥陶瓷材料。锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 101.16 | 83.64 | 116.09 |
残余浓度(mg/L) | 0.85 | 3.02 | 1.22 |
脱除率(%) | 99.15 | 96.39 | 98.95 |
污泥陶瓷材料性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出35.27dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能良好。
实施例2
锌冶炼体系锌钴锰混合废水中Zn2+、Co2+、Mn2+,总浓度为316.53mg/L,其中Zn2+的浓度为111.16mg/L,Mn2+的浓度为114.23mg/L,Co2+的浓度为91.14mg/L,pH为5.2。
具体步骤如下:向含有混合金属离子的废水中加入质量份组成为腐殖酸78份、乙二胺四乙酸钠14份,氢氧化钠8份的螯合沉淀剂400mg/L;摩尔量组成为:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=1.5的Fe3+絮凝剂(氯化铁)500mg/L;依次再向该混合溶液中加入质量组成为十二烷基硫酸钠56份,十六烷基三甲基溴化铵44份的捕收剂200mg/L,组成为天然海藻酸钠74份,壬基酚聚氧乙烯醚36份的复配药剂100mg/L,搅拌充分反应,进行浮选分离。分离之后得到净化水和浮选泡沫,将浮选泡沫在真空冷冻干燥箱中-20℃以下预冻1h,然后在40℃干燥20h得到固体产物;采用纳米砂磨机将其进行粉磨至粒度为400nm,颗粒比表面积为130m2/g;然后在氧气浓度不低于15v%的条件下,升温至800℃下焙烧120min得到多组元复合铁氧体,即为污泥陶瓷材料。锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 111.16 | 91.14 | 114.23 |
残余浓度(mg/L) | 0.05 | 2.33 | 0.71 |
脱除率(%) | 99.95 | 97.44 | 99.38 |
污泥陶瓷材料性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出38.73dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能良好。
实施例3
锌冶炼体系锌钴锰混合废水中Zn2+、Co2+、Mn2+,总浓度为100mg/L,其中Zn2+的浓度为40.00mg/L,Mn2+的浓度为40.00mg/L,Co2+的浓度为20.00mg/L,pH为4.5。
具体步骤如下:向含有混合金属离子的废水中加入质量份组成为腐殖酸74份、乙二胺四乙酸钠18份,氢氧化钠8份的螯合沉淀剂100mg/L;摩尔量组成为:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=1.5的Fe3+絮凝剂(聚合硫酸铁)150mg/L;依次再向该混合溶液中加入质量组成为十二烷基硫酸钠56份,十六烷基三甲基溴化铵44份的捕收剂65mg/L,组成为天然海藻酸钠64份,壬基酚聚氧乙烯醚36份的复配药剂40mg/L,搅拌充分反应,进行浮选分离。分离之后得到净化水和浮选泡沫,将浮选泡沫在真空冷冻干燥箱中-15℃以下预冻0.5h,然后在35℃干燥15h得到固体产物;采用纳米砂磨机将其进行粉磨至粒度为350nm,颗粒比表面积为110m2/g;然后在氧气浓度不低于15v%的条件下,升温至800℃下焙烧100min得到多组元复合铁氧体,即为污泥陶瓷材料。锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 40.00 | 20.00 | 40.00 |
残余浓度(mg/L) | 0.725 | 0.939 | 0.835 |
脱除率(%) | 98.19 | 95.30 | 97.91 |
污泥陶瓷材料性能分析表明:污泥陶瓷材料在2mm的厚度显示出36.2dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能良好。
实施例4
锌冶炼体系锌钴锰混合废水中Zn2+、Co2+、Mn2+,总浓度为330mg/L,其中Zn2+的浓度为108.08mg/L,Mn2+的浓度为115.58mg/L,Co2+的浓度为105.79mg/L,pH为5.5。
具体步骤如下:向含有混合金属离子的废水中加入质量份组成为腐殖酸78份、乙二胺四乙酸钠14份,氢氧化钠8份的螯合沉淀剂400mg/L;摩尔量组成为:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=1.5的Fe3+絮凝剂500mg/L;依次再向该混合溶液中加入质量组成为十二烷基硫酸钠56份,十六烷基三甲基溴化铵44份的捕收剂200mg/L,组成为天然海藻酸钠64份,壬基酚聚氧乙烯醚36份的复配药剂100mg/L,搅拌充分反应,进行浮选分离。分离之后得到净化水和浮选泡沫,将浮选泡沫在真空冷冻干燥箱中-20℃以下预冻3h,然后在40℃干燥20h得到固体产物;采用纳米砂磨机将其进行粉磨至粒度为400nm,颗粒比表面积为150m2/g;然后在氧气浓度不低于20v%的条件下,升温至800℃下焙烧150min得到多组元复合铁氧体,即为污泥陶瓷材料。锌冶炼体系锌钴锰混合废水的各金属离子的初始浓度、残余浓度及脱除率如下表所示;
离子种类 | Zn<sup>2+</sup> | Co<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> |
初始浓度(mg/L) | 108.08 | 105.79 | 115.58 |
残余浓度(mg/L) | 0.48 | 0.93 | 0.65 |
脱除率(%) | 99.55 | 99.12 | 99.43 |
污泥陶瓷材料性能分析表明:污泥陶瓷材料在2.5mm的厚度显示出37.81dB的最大微波吸收效能,其屏蔽效能良好。
Claims (10)
1.一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)在锌钴锰混合废水中加入螯合沉淀剂和絮凝剂进行螯合-絮凝沉淀,得到多金属复合物悬浮液;所述絮凝剂为铁盐;所述螯合沉淀剂由以下质量份组分组成:腐殖酸65~80份,乙二胺四乙酸钠10~30份,氢氧化钠5~10份;
2)在所述多金属复合物悬浮液中加入捕收剂和辅助剂进行泡沫浮选,得到富集锰、钴、锌及铁的泡沫产品;所述捕收剂由以下质量份组成:十二烷基硫酸钠40~70份,十六烷基三甲基硫化铵30~60份;所述辅助剂由以下质量份组成:海藻酸钠40~70份,壬基酚聚氧乙烯醚30~60份;
3)将泡沫产品依次经过干燥处理、粉磨处理和煅烧处理,即得吸波污泥陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述锌钴锰混合废水中包含Mn2+、Co2+和Zn2+,pH为4~7,金属离子总浓度为100~800mg/L,Zn2+的浓度范围为40~300mg/L,Mn2+的浓度范围为40~300mg/L,Co2+的浓度范围为20~200mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述螯合沉淀剂在锌钴锰混合废水中添加浓度为200~600mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:
所述絮凝剂为聚合硫酸铁、硫酸铁、氯化铁中至少一种;
所述絮凝剂在锌钴锰混合废水中添加浓度为50~500mg/L,且控制锌钴锰混合废水中金属离子摩尔比:n(Mn2++Co2++Zn2+)/n(Fe3+)=0.5~3。
5.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述捕收剂在多金属复合物悬浮液中的添加浓度为100~700mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述辅助剂在多金属复合物悬浮液中的添加浓度为100~400mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述干燥处理的过程为:先在-20℃温度下,预冻0.5~2h,再在20~40℃温度下,干燥18~20h。
8.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述粉磨处理过程为:将干燥处理后的泡沫产品细磨至粒度小于500nm,颗粒的比表面积为120~200m2/g。
9.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述煅烧处理的条件为:在含氧气氛下,于800~1000℃煅烧60~180min。
10.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼体系锌钴锰混合废水制备吸波污泥陶瓷材料的方法,其特征在于:所述吸波污泥陶瓷材料中锰氧化物、钴氧化物、锌氧化物及铁氧化物总质量百分含量为10%~40%。
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