申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F1/52; C02F101/20; C02F1/62
摘要
本发明公开了一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法，该去除剂由矿物质和胺类化合物组成，其中矿物质质量比为25%～80%，胺类物质质量比为20%～75%;所述的矿物质是高岭土、海泡石、蒙脱石、硅藻土、沸石、铁矿、锰矿中的一种或两种;所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺中的一种或两种;按如下步骤实施：(1)将粉碎的50～100目的矿物质和胺类化合物在硫酸中浸泡1～2天后，于105℃下烘干活化4小时，得到活化矿物质;(2)将得到的活化矿物质以20～100ppm投入到10mg/L～500mg/L的含铜废水中，搅拌1～3小时;(3)搅拌结束后沉淀分离即可;本发明利用矿物质孔隙度大、比表面积大，在胺类化合物条件下使矿物质胺基化，形成结合铜离子的活性位点，铜离子牢固的与活性矿物质结合，对废水中的铜离子的去除率达99.9%以上;结合后的矿物质经酸化处理后可以回收铜。
权利要求书
1.一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法，其特征在于：该去除剂由矿物质和胺类化合物组成，其中矿物质质量比为25%～80%，胺类物质质量比20%～75%。
2.根据权利要求1所述的一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法，其特征在于：所述的矿物质是高岭土、海泡石、蒙脱石、硅藻土、沸石、铁矿、锰矿中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法，其特征在于：所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种含铜废水的去除剂，其特征是依次包括如下步骤：
(1)将粉碎的50～100目的矿物质和胺基类化合物在硫酸中浸泡1～2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;
(2)将得到的活化矿物质以20～100ppm投入到10mg/L～500mg/L的含铜废水中，搅拌1～3小时;
(3)搅拌结束后沉淀分离即可。
说明书
一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法
技术领域
本发明是一种处理含铜废水的去除剂及其应用方法，尤其涉及处理含铜量在10mg/L～500mg/L的废水，属于环境保护中废水处理领域。
背景技术
含铜工业废水的来源主要是在冶炼、金属加工、机器制造、矿山废水及其他工业生产过程中产生的，其中以金属加工、电镀工厂排放的废水铜离子含量最高，废水含铜量可达几十至几百毫克每升。含铜金属离子排入水体，会严重影响水的质量。调查研究表明，当水中含铜时会产生异味，超过15毫克/升就不能饮用了，灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为0.6毫克/升，若用含铜废水灌溉农田，铜在土壤和农作物中积累，会造成农作物尤其是水稻和大麦的生长不良，并会污染粮食和籽粒，造成生态破坏并危害人体健康。
目前国内较常用的含铜废水处理技术主要有化学沉淀法、电解法、吸附法、离子交换法和离子螯合法;化学沉淀法化学法处理含铜电镀废水具有技术成熟、投资少、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等诸多优点，是含铜废水的常规处理方法，但是处理后产生含铜污泥，若污泥没有得到妥善的处理还会产生二次污染，用化学法处理含铜废水，首先必须破除络合剂，使铜以离子形式存在于清洗废水中，否则会形成铜络合物，处理后的出水铜含量依然很高;电解法流程简单，占地面积小，回收的金属纯度也高，但是耗电量大，废水处理量小;吸附法处理含铜废水，吸附剂来源广泛，成本低，操作方便，吸附效果好，但吸附剂的使用寿命短，再生困难，难以回收铜离子;离子交换法过程很简单，设备也不复杂，选择性提取金属离子有很好的效果，但树脂交换容量有限，树脂成本较高;形成的螯合物稳定性高，污泥沉淀快，且捕集效果不受碱金属和碱土金属共存的影响，也不受pH 值变化的影响，其不足之处与化学沉淀法相似，最终会产生含重金属污泥，若处理不当，会产生二次污染;例如，郑怀礼在“CU2#重金属离子捕集剂去除废水中的Cu2+的研究”提到了一种CU2#重金属离子捕集剂处理含铜废水的方法，实验结果表明，在pH为1—14范围内，搅拌时间为5min，不加絮凝剂时CU2#重金属离子捕集剂对含铜废水进行处理后，其上清液铜的含量低于0.3mg/L，对铜的去除率达到99.7%;章敏等在“高分子重金属絮凝剂MAC除Cu2+、去浊性能”提到了一种以壳聚糖、巯基乙酸等为原料合成了一种新型高分子重金属絮凝剂巯基乙酰壳聚糖(MAC)，研究了其除Cu2+的机理，结果表明：MAC具有除铜的性能，当MAC与HPAM复配时，Cu2+去除率可达98%以上。
因此，为克服现有技术的不足，发明了一种去除含铜废水的去除剂，本发明方法具有药剂投加量相对较小，运行费用较低，可将10mg/L～500mg/L的含铜废水一步降到0.3mg/L以下，除铜率高达99.9%以上，适用于工业生产。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种适用于铜含量在10mg/L～500mg/L的废水去除剂，利用矿物质孔隙度大、比表面积大的特点，经改性后可以达到有效去除废水中铜离子的目的。
本发明采用的技术方案是：该去除剂由矿物质和胺类化合物组成，其中矿物质质量比为25%～80%，胺类物质质量比为10%～50%。
所述的矿物质是高岭土、海泡石、蒙脱石、硅藻土、沸石、铁矿、锰矿中的一种或两种。
所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺中的一种或两种。
按其质量百分比计，所述的矿物质为高岭土25%～80%、海泡石25%～80%、蒙脱石25%～80%、硅藻土25%～80%、沸石25%～80%、铁矿25%～80%、锰矿25%～80%;所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺20%～75% 、乙烯亚胺20%～75% 、聚乙烯亚胺20%～75% 。
按以下步骤实施：(1)将粉碎的50～100目的矿物质和胺基类在硫酸中恒温15～30℃浸泡1～2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;(2)将得到的活化矿物质以20～100ppm投入到10mg/L～500mg/L的含铜废水中，搅拌1～3小时;(3)搅拌结束后沉淀分离即可。
具体实施方式
将粉碎的50～100目的矿物质和胺基类在硫酸中浸泡1～2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以20～100ppm投入到10mg/L～500mg/L的含铜废水中，搅拌1～3小时;搅拌结束后沉淀分离即可。
去除剂由矿物质和胺类化合物组成，其中矿物质质量比为25%～80%，胺类物质质量比为20%～75%。
所述的矿物质是高岭土、海泡石、蒙脱石、硅藻土、沸石、铁矿、锰矿中的一种或两种。
所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺中的一种或两种。
按其质量百分比计，所述的矿物质为高岭土25%～80%、海泡石25%～80%、蒙脱石25%～80%、硅藻土25%～80%、沸石25%～80%、铁矿25%～80%、锰矿25%～80%;所述的胺类物质是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺20%～75% 、乙烯亚胺20%～75% 、聚乙烯亚胺20%～75% 。
本发明的作用机理是：利用矿物质孔隙度大、比表面积大，在胺类化合物条件下使矿物质胺基化，形成结合铜离子的活性位点，铜离子牢固的与活性矿物质结合，对废水中的铜离子的去除率达99.9%以上;结合后的矿物质经酸化处理后可以回收铜。
实例1
按其质量百分比计，将粉碎50目的25%硅藻土和75%3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺在硫酸中浸泡1天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以40ppm投入到某金属加工厂的200mg/L的含铜废水中搅拌1小时;搅拌结束后沉淀分离得到的出水铜含量为0.2mg/L，铜去除率达99.9%。
实例2
按其质量百分比计，将粉碎100目的80%海泡石和75%高岭土组成的矿物质和30%3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺在硫酸中浸泡2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以60ppm投入到某电镀废水厂50mg/L的含铜废水中，搅拌1.5小时;搅拌结束后沉淀分离得到的出水铜含量为0.04mg/L，铜去除率达99.9%。
实例3
按其质量百分比计，将粉碎80目的40%铁矿和40%锰矿组成矿物质和20%乙烯亚胺在硫酸中浸泡2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以100ppm投入到某矿山240mg/L的含铜废水中，搅拌1.5小时;搅拌结束后沉淀分离得到的出水铜含量为0.1mg/L，铜去除率达99.9%以上。
实例4
按其质量百分比计，将粉碎50目的30%沸石和30%蒙脱石组成的矿物质和40%聚乙烯亚胺在硫酸中浸泡2天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以80ppm投入到某机械制造厂的240mg/L的含铜废水中，搅拌2小时;搅拌结束后沉淀分离得到的出水铜含量为0.08mg/L，铜去除率达99.9%以上。
实例5
按其质量百分比计，将粉碎100目的50%锰矿和25%3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、25%乙烯亚胺组成的胺类化合物在硫酸中浸泡1天后105℃烘干活化4小时，得到活化矿物质;将得到的活化矿物质以60ppm投入到某金属冶炼厂的150mg/L的含铜废水中，搅拌2小时;搅拌结束后沉淀分离得到的出水铜含量为0.1mg/L，铜去除率达99.9%以上。