某铜矿废水中铝、铁元素回收利用试验研究摘要
铜矿资源是国民经济发展中的重要原料,开发利用过程中会产生大量废水。目前处理铜矿山废水一般采用中和沉淀吸附法,出水上清液用于生产回水或绿化用水,沉渣进尾矿库。该处理方法可以达到废水处理的目的,但增加了工业生产中的经济投入,处理过程中需要投加大量絮凝剂,并且废水中金属离子不能回收利用。本课题所选用铜矿废水中含有大量铝元素和一定量的铁元素,是絮凝剂PAFC的主要组成元素,具有回收价值。本课题通过对铜矿废水进行中和沉淀,回收得到含铝、铁氢氧化物的固体,然后通过酸溶—聚合,将其制成絮凝剂PAFC,并将自制的PAFC回用于废水的处理过程中,达到就地取材,回收利用有用资源,以废治废的目的,使经济效益和环境效益取得了双赢。通过酸碱废水配比实验,确定首次酸碱废水混合比例为1:0.6,然后对混合后的废水进行中和沉淀回收废水中铝、铁元素,在Na2O2用量20mg·L-1、溶液pH5.2、反应时间15min条件下取得了理想的回收效果,铝、铁的回收率都在99%以上,同时对废水进行了初步处理。沉淀物酸溶试验中,加入回收得到的固体沉淀35g,氢氧化铝粉末5g,在盐酸浓度为23%,盐酸过量系数为1.4,反应温度为105℃,反应时间1.8h条件下,铝的溶出率达到73.2%,铁的溶出率达到91.5%,反应后酸溶液中铝、铁的摩尔比为7.37。在铝酸钙用量为25g,反应温度为95℃,反应时间为3.5h条件下以酸溶液制备PAFC,并以自制的PAFC为絮凝剂,对回收铝、铁后的混合废水进行中和混凝沉淀。结果表明,在pH值为8.0,PAFC量为8mL·L-1,快速搅拌速度325r·min-1,搅拌时间5min,慢速搅拌速度80r·min-1,搅拌时间3min时,絮凝效果最好,处理后水样中重金属离子含量在国家工业废水二级排放标准以下,COD含量为198mg·L-1。通过自制絮凝剂PAFC与市售PAC、PFS和现场使用的阴离子型PAM絮凝效果的对比,自制絮凝剂出水浊度、COD低于其他三种絮凝剂,表明自制絮凝剂的絮凝效果理想。为了进一步降低废水中的COD含量,采用粉末活性炭吸附的方法去除废水中超标的COD,在吸附时间为3.5h,活性炭用量0.4g·L-1条件下可使出水COD降到87.2mg·L-1,去除率达到56.06%。最终,废水的各项指标均达到工业废水国家二级排放标准。
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