机械力化学活化滑石处理含铜废水研究

为提升天然黏土矿物在环境修复领域的实际应用水平,特别是针对重金属污水的治理,对天然滑石矿 物进行机械力化学活化,并考察其对含铜废水的净化性能。 系统探讨了行星式球磨机的磨机转速、滑石用量、处理时 间、溶液中铜离子浓度和铜盐种类等因素对滑石沉淀铜离子效果的影响,同时采用 XRD、FTIR 等测试手段对滑石及 活化样品处理铜溶液前后残渣进行表征,来明晰滑石与铜离子之间的相互作用机理。 结果表明,当球磨机转速为 500 r / min、滑石用量为 2. 5 g / L、溶液中铜离子浓度为 1 000 mg / L 时,滑石对铜离子的处理量可达到 271. 2 mg / g,证实了机 械力化学活化可以提高滑石净化含铜废水的处理能力。 XRD 和 FTIR 分析结果表明,机械力化学活化后,滑石矿物的 完整结晶被破坏,呈现非晶状态,镁离子和羟基从矿物中脱出至溶液中,提高了溶液 pH 值,在硫酸根离子存在的情况 下使铜转化为碱式硫酸铜沉淀从而被去除。 该沉淀经简单的酸浸,即可使铜溶出,可作为铜金属资源进行回收。 研究 表明,机械力化学活化可以切实提高天然滑石矿物的理化反应活性,实现重金属污水净化和金属二次资源回收的双 重目的,促进了资源与环境的协同发展。     

沉淀法深度处理高硬高COD焦化废水重金属研究

煤化工高盐废水中重金属难以有效脱除,致使后续分质分盐工艺中得到的杂盐为危废,严重制约煤化工废水的资源化回用。采用化学沉淀法深度去除焦化废水中重金属离子的实验研究,考察影响去除率的主要因素。结果表明,当焦化废水呈现弱碱性,沉淀剂硫化钠与重金属离子的摩尔比为1∶2.5,搅拌速度为120 rpm、反应时间为60 min时,可以达到最佳的重金属离子去除效果,铁的去除率为97.8%,锰的去除率为35.6%,且铁离子的去除效果好于锰离子的去除效果;沉淀剂加入量、沉淀助剂和pH值是影响重金属沉淀效果的主要因素,水中硬度对重金属的去除影响较小,而水中COD的存在有利于提高重金属的去除率;助剂PAM和AC可有效地实现硫化钠沉淀法对铁锰离子的深度去除,铁锰离子的去除率均可达到99%以上,满足了废水后续治理工艺对铁锰离子含量均不高于0.05 mg/L的要求。     

某酸性重金属废水资源化处理试验

有色金属矿山酸性重金属废水具有较大的环境危害性,直接排放会造成水污染和其中有价组分的浪费。以某有色金属矿山酸性废水为例,进行资源化处理试验。结果表明,废水pH=3. 20,重金属铜、锰、镍含量分别为263. 00 mg/L、12. 67 mg/L、6. 45 mg/L,经反渗透膜处理后,各污染成分在浓水中得到富集,产水经石灰乳中和过滤后,pH=6. 0,主要污染物浓度均在检出限以下,可返回选矿生产流程使用。浓水经磷酸盐沉淀和硫化沉淀处理,磷酸铁沉淀渣含铁31. 67%,硫化沉淀渣含铜40. 42%,实现了铁、铜的分离与回收利用,并可供选矿生产使用。     

机械力活化某铜尾矿处理模拟含铜废水试验

为解决铜离子废水的污染问题,以湖北某碳酸盐型铜尾矿为原料,通过搅拌磨机械活化方式进行了以废治废可行性研究,并对机械活化可能引发尾矿泥化的问题和可能释放尾矿中金属离子的问题进行了论证,最后通过XRD技术分析了铜离子的去除机理。结果表明：①在机械活化作用下,湖北某碳酸盐型铜尾矿可以有效去除模拟废水中的铜离子。当尾矿添加量与铜离子（由硝酸铜提供）的质量比为18∶1、模拟废水铜离子初始浓度为100 mg/L、反应时间为60 min情况下,铜离子去除率达99.83%。该铜尾矿对硫酸铜型含铜模拟废水的处理效果明显好于硝酸铜型模拟废水。②由于机械活化与实际磨矿过程的强度存在明显差别,因此,机械活化没有造成铜尾矿粒度的明显变化;同时活化后的矿浆中金属离子的浓度非常低,因此,机械活化也不存在释放金属离子的问题。③铜尾矿处理模拟含铜废水过程中,起主要作用的是方解石,机械活化加速了方解石的溶解与电离,其产生的碳酸根离子发生水解进而引起矿浆pH值的升高,最终使铜离子发生沉淀反应。对于硫酸铜型模拟废水而言,生成的沉淀主要为一水铜蓝矾;对于硝酸铜型模拟废水而言,生成的则是无定型状态的铜矿物。     

机械力活化某铜尾矿处理模拟含铜废水试验

为解决铜离子废水的污染问题，以湖北某碳酸盐型铜尾矿为原料，通过搅拌磨机械活化方式进行了以废治废可行性研究，并对机械活化可能引发尾矿泥化的问题和可能释放尾矿中金属离子的问题进行了论证，最后通过XRD技术分析了铜离子的去除机理。结果表明：①在机械活化作用下，湖北某碳酸盐型铜尾矿可以有效去除模拟废水中的铜离子。当尾矿添加量与铜离子（由硝酸铜提供）的质量比为18∶1、模拟废水铜离子初始浓度为100 mg/L、反应时间为60 min情况下，铜离子去除率达99.83%。该铜尾矿对硫酸铜型含铜模拟废水的处理效果明显好于硝酸铜型模拟废水。②由于机械活化与实际磨矿过程的强度存在明显差别，因此，机械活化没有造成铜尾矿粒度的明显变化；同时活化后的矿浆中金属离子的浓度非常低，因此，机械活化也不存在释放金属离子的问题。③铜尾矿处理模拟含铜废水过程中，起主要作用的是方解石，机械活化加速了方解石的溶解与电离，其产生的碳酸根离子发生水解进而引起矿浆pH值的升高，最终使铜离子发生沉淀反应。对于硫酸铜型模拟废水而言，生成的沉淀主要为一水铜蓝矾；对于硝酸铜型模拟废水而言，生成的则是无定型状态的铜矿物。     

转炉尘泥磁选尾矿吸附铜离子试验研究

以某转炉尘泥的磁选尾矿为原料,研究其对铜离子的吸附效果和吸附行为。结果表明：尘泥磁尾去除铜离子的适合条件是尘泥磁尾投加量为8.0g/L,铜离子初始浓度为20 mg/L,反应时间为50 min,此时Cu²⁺去除率为97.86%。吸附行为的影响因素依次为尘泥磁尾投加量＞铜离子溶液初始浓度＞反应时间。吸附反应以表面吸附为主,伴随少量置换反应。     

用Fenton试剂处理福建某铜锌选矿废水

福建某铜锌选矿厂经过混凝沉降初级处理后的生产废水清澈透明,pH为中性,固体悬浮物和重金属离子含量达到国家排放标准,但由于含大量丁黄药等有机质而使COD值高达377.2 mg/L,既不能直接排放也不能直接回用。为将该废水的COD值降到100 mg/L以下以满足排放或回用的要求,采用Fenton试剂对其进行了去除COD的试验研究。试验结果表明：在初始pH为3、H₂O₂溶液（浓度30%）用量为2 mL/L、FeSO₄·7H₂O用量为0.5 g/L的条件下搅拌反应60 min,废水的COD值可降低至25.2 mg/L,相应的COD去除率高达93.32%,从而显示出Fenton试剂降解有色金属矿选矿废水中黄药等有机质的高效性。     

镁剂在重金属离子脱除方面的应用研究进展

对以氧化镁、氢氧化镁为代表的镁剂在废水中重金属离子脱除方面的应用进展进行了评述,包括含铬废水、含镍废水、含铅废水、含镉废水、含铜铁等工业废水中单一重金属离子的去除以及多种重金属离子的同时脱除,并探讨了其对重金属离子的去除机理,展望了应用前景。     

碱性含铀废水处理试验研究

采用石灰去除CO_3~(2-)—硫酸亚铁中和深度除铀—氯化钡除镭—污渣循环减容工艺处理碱性含铀废水,考察了石灰、硫酸亚铁、氯化钡用量等条件对铀、镭的去除效果。试验结果表明:当Ca(OH)_2用量为化学计量1.1倍、FeSO_4·7H_2O质量浓度为2.0g/L、氯化钡质量浓度为60mg/L时,铀质量浓度降至0.05mg/L以下,镭活度浓度降至1.0Bq/L以下,pH可控制在8.0左右,处理后的废水可达标排放。     

双氧水氧化处理某金矿含氰废水试验研究

为了了解采用双氧水氧化处理含氰废水的效果,对某pH值=915,总氰浓度8456 mg/L,总铜浓度7178 mg/L的含氰废水进行了工艺条件研究,结果表明,在调整废水pH值的情况下,一次性添加24 mL/L双氧水,反应时间60 min,获得的出水总氰、总铜浓度分别为043 mg/L、035 mg/L,达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准要求;双氧水处理含氰废水的药剂成本与废水总氰浓度相关,总氰浓度为8456 mg/L时,每吨双氧水成本约为399元;双氧水适宜用量与废水总氰浓度的关系为y=0027 03x+0212 87,该模型具有高可信度。     

铜浸出液氧化-水解除铁及回收铜的试验研究

针对Fe和Cu含量分别为2.158 g/L和0.730 g/L的含铜硫酸渣浸出液,采用氧化-中和水解除铁-硫化沉淀法回收其中的铜。对比了碳酸钠与石灰乳两种水解沉淀剂的除铁效果以及硫化钠与硫代硫酸钠两种沉铜剂的效果。最佳除铁条件为:以碳酸钠为除铁水解沉淀剂、H₂O₂和铁离子摩尔比1.5、水解pH值4.0、水解温度85℃、水解时间3 h,最佳沉铜条件为:硫化钠作为沉铜剂(用量为除铁后液中铜离子的等摩尔数)、沉淀pH值4.0、沉淀温度85℃、沉淀时间2 h。最佳工艺条件下,浸出液综合除铁率为92.98%、铜综合回收率为90.34%,沉淀得到铜品位为61.65%的硫化铜渣,可作为冶炼产品直接出售。     

H2SO4-CuSO4-Cl-零排放体系回收废弃铜基镀锡板表面的锡

为了有效回收废弃铜基镀锡电路板表面的锡金属, 试验采用H₂SO₄-CuSO₄-Cl-体系进行退镀处理, 详细考察了铜离子质量浓度、初始硫酸浓度、温度、时间等因素对脱锡率的影响, 并进行了循环试验。试验结果表明, 在铜离子质量浓度0.4 g/L、液固比为57 mL/g、硫酸浓度50 g/L、氯离子浓度3.65 g/L、搅拌速度600 r/min、反应温度70℃、反应时间为12 min的条件下取得了较优的脱锡效果, 镀层锡的脱锡率达到98.54%, 锡进入溶液中转化成Sn2+、Sn4+, 退镀后液添加H₂O₂进一步氧化变成Sn4+, 溶液中的Sn4+大部分水解以β-锡酸沉淀形式分离, 获得干燥的β-锡酸产物, 含锡量高69.34%~69.89%;五次循环试验的脱锡率在98.5%左右, 检测结果表明Cu2+基本没有损失, 退镀液能够形成循环。该体系解决了置换过程中金属铜覆盖在表层从而影响脱锡效果的问题, 提高了脱锡效率, 可高效剥离镀锡层和基板; 该方法能够能循环利用退镀液, Cu2+置换脱锡后变为Cu+, 通过添加H₂O₂, 将退镀后液中的Cu+氧化为Cu2+后能再次脱锡。      

蒙脱石对Sr、Cs、Pb等重金属离子吸附作用的研究

研究了蒙脱石在不同条件下对Sr、Cs、Pb等重金属离子的吸附效果,并通过AAS、XRD等方法探讨了pH值、重金属离子浓度对吸附效果的影响。结果表明:pH值、重金属离子浓度的影响与离子种类有很大关系,不同离子之间的影响差别很大。Sr离子的最佳pH值为4,最佳质量浓度为0.4g/L;Cs离子的最佳pH值为4,最佳质量浓度为1.0 g/L;Pb离子的最佳pH值为8,最佳质量浓度为0.8g/L。     

氨浸-草酸盐沉淀法回收废弃线路板中金属铜的工艺研究

采用氨浸-草酸盐沉淀法回收废弃线路板中的金属铜,考察了氨水浓度、NH₄Cl溶液浓度、液固比、反应温度和时间对铜浸出率的影响。结果表明,最佳工艺条件为:氨水浓度10%、NH₄Cl溶液浓度1.5 mol/L、液固比10∶1、反应温度60 ℃、反应时间3 h,在此工艺条件下,铜浸出率高达99.25%。在铜的富集过程中,调节溶液pH值至1.5,60 ℃下反应30 min,铜沉淀率达到了98.15%。     

锌冶炼污酸与窑渣联合处理工艺研究

针对锌冶炼系统产生的污酸成分复杂、酸度高，砷及重金属浓度高的特点，利用湿法炼锌过程中产生的含有大量有价金属的回转窑渣对其进行处理。提出了“污酸浸出锌窑渣-常压合成臭葱石法沉砷-铁粉置换沉淀铜、砷-中和水解-赤铁矿法沉铁”的主体工艺路线，在实现污酸无害化处理的同时有效利用窑渣中的有价金?属资源。结果表明：经二段逆流浸出后下铜、铁、锌的浸出率均在90%以上，砷的沉淀率高于95%，沉砷渣为晶型良好的臭葱石。溶液中的铜沉淀率超过99%，实验得到的赤铁矿渣含铁量达64.42%，可作为炼铁或制作铁红的原料。     

Fenton氧化-混凝沉淀处理电镀废水中重金属镍的研究

以某电镀厂含镍废水为处理对象,探究Fenton氧化-混凝沉淀工艺对重金属镍的去除效果。结果表明,Fenton氧化的最佳条件为:H₂O₂投加量2 mmoL/L、FeSO₄/H₂O₂摩尔比0.6、初始pH值5、反应时间80 min;混凝沉淀的最佳条件为:pH值9、PAC用量12 mg/L、混凝时间12 min、助凝剂用量6 mg/L、沉降时间60 min;在此最佳条件下,Fenton氧化-混凝沉淀工艺处理含镍电镀废水,镍去除率可达99.8%,出水总镍含量低至0.029 mg/L,处理后的出水水质满足《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)表Ⅲ要求。     

液膜萃取法处理含铜废水的研究

探讨了以N902作流动载体, Mx-1作表面活性剂制备的乳化液膜对某治污厂含铜废水的处理情况。研究了内相酸浓度、载体用量、表面活性剂用量、油内比、乳水比、外相初始pH值等因素对铜萃取率的影响。实验结果表明: 当载体浓度(体积分数, 下同)3%、表面活性剂浓度5%、油内比1∶1、内相酸浓度2 mol/L、废液初始pH值大于4、乳水比1∶5时处理含铜废水, Cu²⁺的萃取率可达95%以上, Cu²⁺的富集浓度可达14 800 mg/L。而且该乳化液膜稳定性好, 溶胀小, 乳水分离快, 破乳容易。     

废旧磷酸铁锂正极材料的硫酸熟化-水浸工艺研究

为提高磷酸铁锂中Fe、Li和P浸出率,同时实现高效去除Cu、Al和F,开发了硫酸熟化-水浸、铁粉置换除铜、化学沉淀-萃取二段除铝工艺。结果表明,在熟化时间2.5 h、熟化温度110 ℃、固液比4.0/1、水浸温度60 ℃及水浸时间2 h的最佳条件下,硫酸熟化-水浸工艺可将浓硫酸的使用量降至理论值的0.75倍,此时铁浸出率达95%以上,氟脱除率达74.4%; 铁粉置换除铜过程中,控制初始pH=1.2,铁粉加入量为理论值的1.2倍时,浸出液中残留的Cu²⁺浓度可降至4.9 mg/L以下; 采用化学沉淀-P204萃取二段除铝工艺,可将浸出液中Al³⁺浓度降至10 mg/L以下。     

电解锰阳极液锰镁组元选择性分离实验研究

为降低电解锰生产工序中杂质镁带来的危害,对电解锰阳极液中锰、镁的选择性分离进行了理论分析,并通过实验研究了不同条件下锰、镁分离效果。结果表明,通过碳酸盐沉淀的方式可以实现先沉锰、后沉镁的选择性分离。合适的沉锰条件为:溶液体系pH值8左右、碳酸氢铵与溶液中锰离子物质的量比1.25、反应温度38 ℃、反应时间30 min,沉锰后溶液中锰离子浓度可降至0.56 g/L,沉锰率达到96.34%;合适的沉镁条件为:沉锰后滤液pH值8以上、碳酸氢铵与溶液中镁离子物质的量比2.44、反应温度20 ℃、反应时间30 min,沉镁后溶液中镁离子浓度可减至2.33 g/L,沉镁率达到94.63%。     

絮凝沉降—臭氧氧化法处理硫化铜选矿废水试验

选矿厂废水排放量大,废水中固体悬浮物、浮选药剂、重金属离子等物质含量高,废水外排处理成本高且易造成二次污染,直接回用又影响浮选指标。因此,实现选矿废水的循环利用对节约有限的水资源,减少环境污染具有重要意义。模拟废水浮选试验结果表明:废水中的Al³⁺、Fe3³⁺对硫化铜矿浮选有显著抑制作用,Pb²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺对硫化铜矿浮选影响较小;随着丁基黄药和Z-200浓度的增加,捕收剂对铜的选择性变差。采用絮凝—臭氧氧化工艺处理安徽某铜矿山选矿废水试验结果表明:聚丙烯酰胺对废水中的重金属离子及悬浮物具有显著的沉降效果;在整个pH期间,臭氧对丁基黄药去除效果显著,pH=8时,臭氧对Z-200去除效果最佳。采用絮凝沉降—臭氧氧化联合工艺处理后的选矿废水用于浮选试验,其浮选指标略低于清水浮选指标,远优于废水直接回用浮选指标。即应用此工艺处理硫化铜浮选总尾矿水,可有效降低水中不利组分的含量,实现水资源的高效利用。