专利名称：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。
具体实施例方式
下面结合工程实例对本发明做进一步的分析说明。
实施例l 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 : l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， p朋.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lm3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99.2X，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l : 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. O，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%。
权利要求
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l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。
全文摘要
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。
文档编号C02F1/461GK101723487SQ20091021839
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者张瑾, 徐晓军, 李新征, 罗发生, 邱珉, 陈映雪 申请人:昆明理工大学