專利名稱：一種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器及其制造方法和處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光催化技術(shù)領(lǐng)域。特別是一種可以懸浮于尾礦壩利用可見光進行光催化
反應(yīng)以去除選礦廢水中低濃度有機物的反應(yīng)器，及其制造方法和處理選礦廢水的方法。
背景技術(shù)：
1102光催化作用在環(huán)境污染治理方面已經(jīng)獲得了較為廣泛的研究和應(yīng)用，其原理 是通過光催化產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基( OH)來氧化降解有機污染物， OH與 不同有機物質(zhì)的反應(yīng)速率常數(shù)相差很小，它幾乎可以無選擇的將有機物礦化。
OH的反應(yīng) 速率都相當快，一般其反應(yīng)速率常數(shù)> 109mol-l L s-l，基本接近擴散速率控制的極限 (lOlOmol-l L s_l)。 選礦廢水中主要污染物為黃藥、松醇油、乙硫氨、硫酸脂等有機物，濃度約為 10卯m， TOC約在15-20mg/L，屬于低濃度有機廢水，通過光催化的方法，可以迅速降解選礦 廢水中存在的有機物。 負載型的透明Ti02薄膜能有效利用光線，并可實現(xiàn)在不同基材上的負載，從而克 服了懸浮型粉體催化劑光利用效率低、易聚集、難回收的問題，若將其制備成懸浮型的反應(yīng) 器漂浮于尾礦壩內(nèi)，將可以高效處理選礦廢水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器及其制造方法和處 理廢水的方法，它可以懸浮于尾礦壩，利用反應(yīng)器表面可見光光催化薄膜對選礦廢水進行 高效降解。 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 這種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器，它包括支架，支架上固定一平板，平板 上固定有可見光光催化薄膜。 支架上還設(shè)有調(diào)節(jié)比重的泡沫塑料或懸浮物。支架可采用普通鋁合金或者其他材 料構(gòu)成。
這種可見光光催化反應(yīng)器的制造方法，它包括以下步驟 (1)、溶膠-凝膠法制備Ti02溶膠取鈦酸丁酯、水1000mL、無水乙醇，飽 和濃鹽酸，溶解制備1102凝膠，(其中鈦酸丁酯、水、無水乙醇、鹽酸的質(zhì)量比可為 8-9 : 90-100 : 3-4 : 1-2);加熱，并冷凝回流，同時進行攪拌，獲得CuTsPc敏化的Ti02溶 膠； (2)、用浸漬提拉法制備薄膜、晾干獲得CuTsPC-Ti02薄膜樣品；
(3)、將薄膜固定于平板上；
(4)、平板置于反應(yīng)器支架。 反應(yīng)器處理選礦廢水的方法，將固定在平板上的薄膜與泡沫塑料結(jié)合，并調(diào)節(jié)比重，使反應(yīng)器剛好沒入水平面下，將制備好的光催化反應(yīng)器投入尾礦壩，進行光催化反應(yīng)。 本發(fā)明處理的有機物主要是選礦廢水中所含有的黃藥、松醇油、乙硫氨、硫酸脂等。 本發(fā)明的優(yōu)點是采用光催化技術(shù)提供高效低成本的選礦廢水處理工藝，該工藝運 行費用很低，光催化反應(yīng)器再生容易，反應(yīng)效率高。 由于制備完成的光催化反應(yīng)器僅需懸浮于尾礦壩內(nèi)在可見光照射下進行廢水處 理，因此運行成本很低，光催化反應(yīng)器運轉(zhuǎn)3個月需要清理， 一年以上才需要再生涂膜一 次，因此較為容易。而光催化反應(yīng)器的高效率則來自于產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基 ( OH)，可以無差別，高效率的氧化尾礦壩內(nèi)存在的各種選礦藥劑。


圖la :光催化反應(yīng)器主視圖
圖lb:圖la的俯視圖
圖lc:圖la的側(cè)視圖 圖la、圖lb中，1為位于平板上的光催化薄膜，2為泡沫塑料或懸浮物。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明
實施例1 : 采用溶膠-凝膠法制備Ti02溶膠。取鈦酸丁酯80g，水1000mL，無水乙醇40g，飽和 濃鹽酸10g，溶解制備Ti02凝膠，置于8(TC水浴中加熱，并冷凝回流，同時進行攪拌，攪拌速 率400r，min—、 2h后獲得CuTsPc敏化的Ti02溶膠。采用浸漬提拉法制備薄膜，提拉速率 20cm *min—、濕膜在室溫下晾干，然后重復(fù)提拉1次，晾干后即獲得CuTsPc-Ti02薄膜樣品。 將薄膜固定(涂復(fù))于平板上(平板可采用玻璃)，置于圖l所示反應(yīng)器支架，支架上設(shè)有 泡沫塑料或其它懸浮物，調(diào)節(jié)泡沫塑料質(zhì)量，使得放入水中的平板薄膜剛好沒入水平面下。
將制備好的光催化反應(yīng)器投入尾礦壩，即可進行光催化反應(yīng)。
權(quán)利要求
一種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器，其特征在于它包括支架，支架上固定一平板，平板上固定有可見光光催化薄膜。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器，其特征在于支架 上還設(shè)有調(diào)節(jié)比重的泡沫塑料或懸浮物。
3. —種權(quán)利要求1所述的光催化反應(yīng)器的制造方法，其特征在于它包括以下步驟 1) 、溶膠-凝膠法制備1102溶膠取鈦酸丁酯、水1000mL、無水乙醇，飽和濃鹽酸，溶解 制備Ti02凝膠；加熱，并冷凝回流，同時進行攪拌，獲得CuTsPc敏化的Ti02溶膠；(2) 、用浸漬提拉法制備薄膜、晾干獲得CuTsPC-Ti02薄膜樣品；(3) 、將薄膜固定于平板上；(4) 、平板置于反應(yīng)器支架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光催化反應(yīng)器的制造方法，其特征在于支架上還設(shè)有調(diào)節(jié)比重的泡沫塑料或懸浮物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光催化反應(yīng)器的制造方法，其特征在于所述的鈦酸丁酯、水、無水乙醇、鹽酸的質(zhì)量比為8-9 : 90-100 : 3-4 : 1-2。
6. —種利用權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器處理選礦廢水的方法，其特征在于(1)、利用固定在平板上的薄膜與泡沫塑料或懸浮物調(diào)節(jié)比重，使反應(yīng)器剛好沒入水平面下； (2)、將制備好的光催化反應(yīng)器投入尾礦壩，進行光催化反應(yīng)。
全文摘要
一種用于處理選礦廢水的光催化反應(yīng)器及其制造方法和處理廢水的方法，反應(yīng)器包括支架，支架上固定一平板，平板上固定有可見光光催化薄膜。所述的反應(yīng)器處理選礦廢水的方法，其特征在于(1)將固定在平板上的薄膜與泡沫塑料結(jié)合，并調(diào)節(jié)比重，使反應(yīng)器剛好沒入水平面下，(2)將制備好的光催化反應(yīng)器投入尾礦壩，進行光催化反應(yīng)。由于制備完成的光催化反應(yīng)器僅需懸浮于尾礦壩內(nèi)在可見光照射下進行廢水處理，因此運行成本很低，光催化反應(yīng)器運轉(zhuǎn)3個月需要清理，一年以上才需要再生涂膜一次，因此較為容易。而光催化反應(yīng)器的高效率則來自于產(chǎn)生具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(·OH)，可以無差別，高效率的氧化尾礦壩內(nèi)存在的各種選礦藥劑。
文檔編號C02F1/30GK101734749SQ20081022732
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者劉興宇, 劉文彥, 溫建康, 陳勃偉 申請人:北京有色金屬研究總院