一種利用硅酸鈣凈化含重金屬污水并回收重金屬的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種廉價高效的重金屬離子富集和水質(zhì)凈化的方法包括：A)將重金屬污水和硅酸鈣微粉充分接觸；B)將富集重金屬的硅酸鈣微粉和水分離；C)將富集重金屬的硅酸鈣微粉中的重金屬回收。其中硅酸鈣微粉中的鈣硅摩爾比為0.9-1.1，充分接觸方法為間隙反應(yīng)器吸附法或者固定床吸附法。富集重金屬的硅酸鈣微粉由硅酸鈣轉(zhuǎn)化為重金屬的硅酸鹽。步驟A）和B）在常溫下進(jìn)行。
【專利說明】—種利用硅酸鈣凈化含重金屬污水并回收重金屬的方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，提供一種利用廉價原料凈化含有重金屬的污水并回收重金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含有重金屬的污水對環(huán)境安全和人類健康有著很大的威脅，目前凈化含重金屬污水的主要方法包括化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、膠束增強(qiáng)超濾法、聚合物絡(luò)合超濾法和電化學(xué)方法等?；瘜W(xué)沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法，其中最常用的是中和沉淀法，通過調(diào)整污水的PH值至堿性，加入沉淀劑將重金屬離子沉淀下來。吸附法常采用活性炭、沸石、粘土等吸附劑吸附水中的重金屬離子。離子交換法采用離子交換樹月旨，通過重金屬離子與樹脂上的可交換離子進(jìn)行離子交換，去除水中的重金屬離子，效果較好。膠束增強(qiáng)超濾法通過向廢水中加入表面活性劑形成膠束，增加對重金屬離子的去除效果，但引入的表面活性劑容易形成新的污染物。聚合物絡(luò)合超濾法通過向廢水中加入大分子絡(luò)合劑絡(luò)合重金屬離子，然后超濾去除大分子，成熟度不高。電化學(xué)方法是利用電解的方法回收水中的重金屬離子并凈化污水。另外，為了提高效率，還發(fā)展了絡(luò)合-超濾-電解技術(shù)，生物吸附法等方法。含重金屬污水處理的目的是從水中去除并回收重金屬離子，同時得到潔凈的水。降低成本，減少重金屬排放，提高水質(zhì)質(zhì)量一直是新技術(shù)和新方法追求的目標(biāo)。
[0003]硅酸鈣是一種粉煤灰提取氧化鋁的伴生產(chǎn)品，隨著粉煤灰提取氧化鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每年將有大量的硅酸鈣微粉產(chǎn)出，將其高附加值利用將提高粉煤灰提取氧化鋁產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。硅酸鈣微粉具有大的比表面積和很強(qiáng)的低濃度下富集重金屬離子能力。利用這一特性可以將其用于重金屬污水處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種廉價高效的重金屬離子富集和水質(zhì)凈化的方法。其特征在于包括
[0005]A)將重金屬污水和硅酸鈣微粉充分接觸。
[0006]B)將富集重金屬的硅酸鈣微粉和水分離。
[0007]C)將富集重金屬的硅酸鈣微粉中的重金屬回收。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個進(jìn)一步的方面，上述方法的特征在于上述步驟A)中的硅酸鈣微粉中的鈣硅摩爾比為0.9-1.1。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個進(jìn)一步的方面，上述方法的特征在于上述步驟A)中的充分接觸方法為間隙反應(yīng)器吸附法或者固定床吸附法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個進(jìn)一步的方面，上述方法的特征在于富集重金屬的硅酸鈣微粉已經(jīng)有硅酸鈣轉(zhuǎn)化為重金屬的硅酸鹽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個進(jìn)一步的方面，上述方法的特征在于上述步驟A)和B)在常溫下進(jìn)行。
【具體實施方式】
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種廉價高效的重金屬離子富集和水質(zhì)凈化的方法包括:
[0013]A)將重金屬污水和硅酸鈣微粉充分接觸。
[0014]B)將富集重金屬的硅酸鈣微粉和水分離。
[0015]C)將富集重金屬的硅酸鈣微粉中的重金屬回收。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述方法中的硅酸鈣微粉中的鈣硅摩爾比為0.9-1.1。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述方法中的充分接觸方法為間隙反應(yīng)器吸附法或者固定床吸附法。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述方法中的富集重金屬的硅酸鈣微粉已經(jīng)由硅酸鈣轉(zhuǎn)化為重金屬的硅酸鹽。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述方法中的步驟A)和B)在常溫下進(jìn)行。 [0020]實施例1
[0021]用去離子水溶解Ni (NO3)2.6Η20 (分析純)配制鎳離子濃度為1000mg/L的Ni (NO3)2純?nèi)芤?，再用該溶液配制濃度?00、400、600、800、900、1000mg/l各100ml，向其中各加入
0.1OOg硅酸鈣粉，磁力攪拌，反應(yīng)4h取樣，采用丁二酮肟分光光度法(GB11910-89)對水中鎳離子進(jìn)行測試，濃度200mg/l的溶液經(jīng)過處理后檢測不到鎳離子存在。對于鎳離子原始濃度為400、600、800、900、1000mg/l的測得平衡吸附量分別為383.17,402.04,416.56、399.36,421.46mg/g，處理后水中鎳離子濃度分別為 16.83、197.96,383.14,500.64mg/l。通過吸附等溫線計算得到硅酸鈣微粉對鎳離子的飽和吸附量為423mg/g。
[0022]實施例2
[0023]用去離子水溶解Zn (NO3) 2.6Η20 (分析純)配制鋅離子濃度為1000mg/L的Zn (NO3) 2純?nèi)芤?，再用該溶液配制濃度?00、200、400、600、800、1000mg/l各100ml，向其中各加入
0.050g硅酸鈣粉，磁力攪拌，反應(yīng)Ih取樣，測試此時C(Zn2+)，再重新配制不同濃度原液各100ml，反應(yīng)2h取樣測試C (Zn2+)，以此類推，分別測試反應(yīng)l、2、3、4、5、6h后鋅離子濃度，計算出粉末對不同濃度原液的平衡吸附量，做吸附等溫線，得到硅酸鈣微粉對鋅離子的飽和吸附量為246mg/g。
[0024]實施例3
[0025]用去離子水溶解CoCl2.6H20 (分析純)配制銅離子濃度為1000mg/L的CoCl2純?nèi)芤海儆迷撊芤号渲茲舛葹?00、200、300、400、500、600、700mg/L各100ml，向其中各加入0.1Og硅酸鈣粉，磁力攪拌，反應(yīng)Ih取樣，測試此時C (Co2+)，再重新配制不同濃度原液各100ml，反應(yīng)2h取樣測試C (Co2+)，以此類推，分別測試反應(yīng)l、2、3、4、5、6h后鈷離子濃度，計算出粉末對不同濃度原液的平衡吸附量，做吸附等溫線，得到硅酸鈣微粉對鈷離子的飽和吸附量為229mg/g。
[0026]實施例4
[0027]用硅酸鈣微粉裝填一吸附柱，處理硝酸鎳溶液，柱高1cm、流量9ml/min、柱內(nèi)徑
1.5cm、流速5.lcm/min、鎳離子濃度193mg/l，在50分鐘連續(xù)處理中，鎳離子去除率大于99%。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提供了一種利用硅酸鈣微粉為原料，進(jìn)行重金屬離子富集和水質(zhì)凈化的方法，其特征在于包括: A)將重金屬污水和硅酸鈣微粉充分接觸。 B)將富集重金屬的硅酸鈣微粉和水分離。 C)將富集重金屬的硅酸鈣微粉中的重金屬回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于A)中的硅酸鈣微粉中的鈣硅摩爾比為0.9-1.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于A)中的充分接觸方法為間隙反應(yīng)器吸附法或者固定床吸附法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于步驟B)和C)中的富集重金屬的硅酸鈣微粉已經(jīng)由硅酸鈣轉(zhuǎn)化為重金屬的硅酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的 方法，其特征在于步驟A)和B)在常溫下進(jìn)行。
【文檔編號】C02F1/28GK104016434SQ201310065205
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】秦國彤, 王淑麗 申請人:北京航空航天大學(xué)