专利名称：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：
含铜エ业废水的来源主要是在冶炼、金属加工、机器制造、矿山废水及其他エ业生产过程中产生的，其中以金属加工、电镀エ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， 首先必须破除络合剤，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；离子交換法过程很简单，设备也不复杂， 选择性提取金属离子有很好的效果，但树脂交換容量有限，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“(似#重金属离子捕集剂去除废水中的Cu2+的研究”提到了ー种am 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1一14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”提到了ー种以壳聚糖、巯基乙酸等为原料合成了ー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的含铜废水一歩降到 0. 3mg/L以下，除铜率高达99. 9%以上，适用于エ业生产。
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IOmg/ 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組成，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°C浸泡1 2天后105°C烘干活化4小吋，得到活化矿物质；(2)将得到的活化矿物质以 20 IOOppm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。
具体实施例方式将粉碎的50 100目的矿物质和胺基类在硫酸中浸泡1 2天后105°C烘干活化4小吋，得到活化矿物质；将得到的活化矿物质以20 IOOppm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組成，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°C烘干活化4小吋，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. ang/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°C烘干活化4小吋，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. (Mmg/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°C烘干活化4小吋，得到活化矿物质；将得到的活化矿物质以 IOOppm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. lmg/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%蒙脱石組成的矿物质和40%聚乙烯亚胺在硫酸中浸泡2天后105°C烘干活化4小吋，得到活化矿物质；将得到的活化矿物质以SOppm投入到某机械制造厂的M0mg/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%乙烯亚胺組成的胺类化合物在硫酸中浸泡1天后105°C烘干活化4小吋，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. lmg/L,铜去除率达99. 9%以上。
权利要求
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所述的ー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、锰矿中的ー种或两种。
3.根据权利要求1所述的ー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、聚乙烯亚胺中的ー种或两种。
4.根据权利要求1所述的ー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°C烘干活化4小吋，得到活化矿物质；(2)将得到的活化矿物质以20 IOOppm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。
全文摘要
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。
文档编号C02F101/20GK102531118SQ20111032076
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者张斌, 雷思宇, 雷春生 申请人:常州亚环环保科技有限公司