申请日2009.12.21
公开(公告)日2010.06.09
IPC分类号C02F1/461; C02F101/20; C02F103/10; C02F1/70
摘要
一种回收矿山含铜酸性废水中铜的方法，其特征是所说的方法为铁碳微电解法，该方法的步骤是：将废水通入铁碳床的铁碳微电解池停留0.5～5小时，所说的废水加入量以覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床为准，使废水发生微电解、置换反应，在阴极碳表面还原沉积铜，达到回收金属铜的目的，在铁碳床中铁碳质量装填比铁∶碳=1～5。本发明具有方法简单、处理效果好、费用低和易于操作等优点，可用于回收矿山含铜酸性废水中铜。
权利要求书
1.一种回收矿山含铜酸性废水中铜的方法，其特征是所说的方法为铁碳微电解法，该方法的步骤是：将废水通入铁碳床的铁碳微电解池停留0.5~5小时，所说的废水加入量以覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床为准，使废水发生微电解、置换反应，在阴极碳表面还原沉积铜，达到回收金属铜的目的，在铁碳床中铁碳质量装填比铁∶碳=1~5。
2.根据权利要求1的方法，其特征是所述的铁碳床，是铁碳固定床、铁碳流化床和曝气铁碳床中的任意一种，处理过程可以曝气，也可以不曝气。
3.根据权利要求1和2的方法，其特征是，所选用的铁是铸铁屑、海绵铁、钢屑、以及含铁量≥70重量%的铁基合金屑中的任意一种;所用碳可以是活性炭、焦炭中的1至2种，且两种组合时，组合物各组元之间的比例是任意的。
4.根据权利要求1和2的方法，其特征在于，铁碳床处理的含铜废水的pH为0～6。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于，铁碳床处理的含铜废水的pH为0～6。
说明书
一种回收矿山含铜酸性废水中铜的方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及回收矿山含铜酸性废水中铜的方法。
背景技术
铜有色金属矿等矿石中含有一定量的硫或硫化铜，在采选过程中，由于地下矿井和露天矿山表面的裸露，剥离岩土堆放于露天，大量尾矿堆存于尾矿库，在氧化铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌等微生物的催化作用下，含铜硫化矿被氧化，经过雨水冲刷，便形成了含有铜离子、硫酸和硫酸盐的矿山酸性废水。
目前，国内外处理含铜矿山酸性废水的方法主要有石灰(石灰乳)中和沉淀法和铁屑置换法。石灰(石灰乳)中和沉淀法有工艺简单，成本低的优点，但存在无法回收利用铜金属资源，含重金属沉淀污泥量大，结垢严重，易堵塞管道，处置不当易造成二次环境污染等问题;铁屑置换法是一种古老的回收含铜矿山酸性废水中铜的方法，虽可以回收铜，但存在反应时间长，对铜离子难以完全置换等问题。因此寻求工艺简捷，投资费用低，操作管理简单的方法来实现铜的提取回收就是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种方法简单、处理效果好、费用低和易于操作的回收矿山含铜酸性废水中铜的方法。
本发明方法的特征是：将废水通入铁碳床的铁碳微电解池停留0.5~5小时，所说的废水加入量以覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床为准，使废水发生微电解、置换反应，在阴极碳表面还原沉积铜，达到回收金属铜的目的，在铁碳床中铁碳质量装填比铁∶碳=1~5。
本发明所述的铁碳床，是铁碳固定床、铁碳流化床和曝气铁碳床中的任意一种，处理过程可以曝气，也可以不曝气。
本发明所选用的铁是铸铁屑、海绵铁、钢屑以及含铁量≥70重量%的铁基合金屑中的任意一种;所用碳可以是活性炭、焦炭中的1至2种，且两种组合时，组合物各组元之间的比例是任意的。
本发明铁碳床处理的含铜废水的pH为0～6。
和现有技术相比，本发明有以下优点或积极效果：
1、本发明的有益效果在于，金属铁与铜离子可在含铜酸性废水中发生置换反应，且铁碳床形成的电极电位差，由于电位差的存在，废水中会形成无数个微原电池，这些细微电池是以铁为阳极，碳为阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，反应的结果是铜离子更易被还原为金属铜，在阴极碳表面还原沉积，同时也在铁表面发生铜的置换反应，完成回收铜的目的。其反应过程如下：
阳极(Fe)：Fe-2e→Fe2+
阴极(C)：Cu2++2e→Cu
2、投资少，运行费用低，原料便宜。
3、工艺简捷，易于管理，操作管理简单。
4、铜回收率高。
具体实施方式
下面结合工程实例对本发明做进一步的分析说明。
实施例1
某金铜矿山含铜废水，铜离子浓度为60mg/L，pH为5.5。将该含铜废水通入内置铸铁屑、活性炭比为1∶1的铁碳固定床处理该废水，含铜废水要覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床，处理30min后，出水铜离子浓度为0.24mg/L，pH6.0，铜回收率达99.6%。
实施例2
某铜矿含铜酸性废水，由于铜离子含量较高而严重污染环境。其铜离子浓度为135.5mg/L，pH3.0。应用本发明处理该废水，将该含铜废水通入铁碳曝气床内置3∶1的铁碳，铁用海绵铁，碳选用焦炭，曝气量为1m3气/m3水min，含铜废水要覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床，停留1小时。处理后铜离子被大量回收，回收率达99.2%，pH5.5。
实施例3
某铜矿山含铜酸性废水，其铜离子浓度为163.5mg/L，pH2.5。应用本发明处理该废水，将该含铜废水通入铁碳流化床内置4∶1的铁碳，铁用钢屑，碳选用焦炭与活性炭的组合，比例为1∶4，含铜废水要覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床，停留2小时。处理出水铜离子浓度为1.14mg/L，pH5.2，铜的回收率达99.3%，。
实施例4
某含铜多金属矿山含铜酸性废水，含有大量的重金属离子，其中含铜121.5mg/L、铅12.2mg/L、镍15.8mg/L，pH为2.1。将该含铜废水通入内置阳阴极比为5∶1的铁碳曝气床，阳极是一种铁基合金，其成分以重量%计为：锰1.2，硼1.5，钕1.0，锌2.5，镍1.5，铁余量;阴极是焦炭与活性炭的组合，比例为4∶1。曝气量为1.5m3气/m3水min，含铜废水要覆盖铁碳床的铁碳而又不溢出铁碳床，停留时间为5h。处理后出水：pH5.0，Cu：1.09mg/L，Pb：0.61mg/L，Ni：1.08mg/L;其中铜回收率达99.1%，Pb95.0%，Ni93.2%。