專利名稱：一種重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑,其制備方法以及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重金屬及砷離子絡(luò)合藥劑，其制備方法以及使用方法，更具體的說是一種能夠直接在含酸量 10%的廢水中去除砷及重金屬離子的藥劑，其制備方法以及使用這種藥劑在不經(jīng)過PH值調(diào)節(jié)的情況下直接去除廢水中砷及重金屬的方法。
背景技術(shù)：
近年來，鉛中毒、重金屬及砷污染等惡性事件頻繁發(fā)生。已成為威脅人類健康和生命安全的重大環(huán)境問題。冶煉煙氣制酸企業(yè)在生產(chǎn)過程中煙氣回收產(chǎn)生的廢水中含有高濃度的酸、重金屬以及砷，需要進(jìn)行處理才能進(jìn)行排放。由于目前已知的絡(luò)合藥劑和絮凝劑必須在堿性條件下才能與水中的重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，因此通常采用兩段石灰鐵鹽氧化的處理方法處理廢水中的砷及重金屬離子，就是通過在廢水中投加大量的石灰乳液來調(diào)節(jié)水中的PH值為12左右時(shí)投加鐵鹽或其他絡(luò)合藥劑氧化處理，處理后的廢水雖然砷及重金屬指標(biāo)能夠達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是由于硬度過高無法進(jìn)行回用，因此處理后的出水需要再經(jīng) PH調(diào)節(jié)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)的6 9后進(jìn)行排放。另外，這種傳統(tǒng)處理方法處理成本很高， 需要先用大量石灰乳液將高含酸量的煙氣制酸廢水PH調(diào)節(jié)到12左右，處理后又需要用酸將PH調(diào)節(jié)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放；處理過程產(chǎn)生了大量含砷及重金屬的石灰渣，由于渣中金屬含量較低，因此無法回用只能堆放在渣場(chǎng)，就造成了二次污染問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種重金屬離子絡(luò)合藥劑以及使用這種藥劑在不經(jīng)過PH調(diào)節(jié)的情況下直接去除廢水中砷及重金屬的方法。本藥劑突破了現(xiàn)有絡(luò)合藥劑必須在堿性條件下才能與廢水中的重金屬離子發(fā)生反應(yīng)的限制，能夠直接在含酸量 10%的廢水中與砷及重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合成不溶于水的絡(luò)合鹽，達(dá)到重金屬離子絡(luò)合沉淀的作用。這樣就能夠克服現(xiàn)有處理工藝用大量石灰乳液調(diào)節(jié)PH值所帶來的處理成本高以及廢渣堆存的二次污染問題。使用本藥劑進(jìn)行處理無需進(jìn)行PH多次調(diào)節(jié)，可以有效降低處理成本，同時(shí)由于不用石灰乳液進(jìn)行PH調(diào)節(jié)因此不會(huì)增加廢水的硬度，從而處理后的廢水可以進(jìn)入原系統(tǒng)重復(fù)利用，處理過程產(chǎn)生的金屬絡(luò)合鹽金屬含量高可以再次回收冶煉，避免了渣場(chǎng)堆放的二次污染問題，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。使用本藥劑的處理方法流程圖見圖 1。本發(fā)明提供一種重金屬及砷離子絡(luò)合藥劑，其制備方法以及重金屬離子及砷絡(luò)合藥劑以及含酸重金屬?gòu)U水的無需調(diào)節(jié)PH值直接進(jìn)行絡(luò)合處理的工藝過程。本發(fā)明提供的重金屬離子絡(luò)合藥劑，其特征是，包括氫氧化鈉、硫、聚丙烯酸鈉、 淀粉、鋁酸鈉；所述氫氧化鈉、硫、聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉重量比范圍為1 3 1 2.5 0.001 0.1 0.001 0.3 0. 001 0. 3。其中溶液中氫氧化鈉和硫?yàn)橹饕煞?，其他為活性改性成分。所有原料均市售可得，或者通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法制備得到。所述的重金屬離子絡(luò)合劑的制備方法，其特征在于，包括以下兩種制備過程1.使用液堿產(chǎn)品或片堿產(chǎn)品溶解成燒堿溶液a)在反應(yīng)釜里加入含相應(yīng)比例氫氧化鈉的氫氧化鈉溶液，進(jìn)行加熱。b)控制反應(yīng)釜的溫度到90 105°C后投加相應(yīng)比例的硫磺，攪拌至硫磺充分溶解。c)以上兩步也可按照如下過程進(jìn)行將含相應(yīng)比例氫氧化鈉的氫氧化鈉溶液與硫磺混合，然后在反應(yīng)釜加熱到90 105°C攪拌直至硫磺充分溶解。d)將相應(yīng)比例的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉緩慢的投加到反應(yīng)釜內(nèi)的步驟b)或步驟C)的溶液中攪拌，使其充分混合均勻反應(yīng)。該方法中所使用的氫氧化鈉溶液可以使用片堿溶解而成，也可以直接使用市售的固定濃度的氫氧化鈉溶液，此溶液并無濃度限制，即使是飽和溶液也可以使用。其中，步驟d)在溶液冷卻后再加入或直接聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉等物質(zhì)，所產(chǎn)生的產(chǎn)品效能相同。2.使用固態(tài)片堿產(chǎn)品a)將相應(yīng)比例的片堿與硫磺混合，然后在反應(yīng)釜加熱溶解形成混合液狀，冷凝后成固狀。b)加入相應(yīng)比例的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉固體混合均勻。c)加入水形成溶液使用。使用這種重金屬及砷離子絡(luò)合藥劑處理重金屬?gòu)U水的方法為將冶煉煙氣制酸系統(tǒng)等生產(chǎn)系統(tǒng)排出的含酸量 10%的重金屬?gòu)U水與藥劑按照適當(dāng)比例在管式反應(yīng)器中混合反應(yīng)(或混合后進(jìn)入攪拌反應(yīng)池反應(yīng))，反應(yīng)完成后產(chǎn)物進(jìn)行沉淀，沉淀上清液回冶煉煙氣制酸系統(tǒng)等生產(chǎn)系統(tǒng)回用，底泥進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)脫水，脫泥水返回前端管式反應(yīng)器或攪拌反應(yīng)池，低含水重金屬泥則與礦石混拌后回爐冶煉，可再次提取金屬成分。當(dāng)使用該藥劑時(shí)，可以根據(jù)廢水的成分確定藥劑的使用量，這樣能夠?qū)⑺巹┑男Чl(fā)揮到最佳。本發(fā)明的特點(diǎn)是1.按照制備流程產(chǎn)生的重金屬離子絡(luò)合劑能夠直接在含酸量 10%的廢水中與金屬離子及砷發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合成不溶于水的絡(luò)合鹽達(dá)到去除砷及重金屬離子的目的。2.可利用原有的處理設(shè)施，在使用該藥劑時(shí)不需要調(diào)節(jié)pH值以及無需再添加有機(jī)或無機(jī)絮凝劑，降低運(yùn)行成本。3.解決了老舊廢水處理工藝當(dāng)中產(chǎn)生大量石灰渣的處置問題。4.廢水中的重金屬離子去除率高，與金屬離子結(jié)合產(chǎn)生的污泥顆粒大、沉降速度快、沉降產(chǎn)生的污泥容易脫水，在工程應(yīng)用中可以有效地減小沉降池的停留時(shí)間，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下節(jié)約沉降池投資。5.經(jīng)過處理后的廢水可回系統(tǒng)循環(huán)使用、處理產(chǎn)生的重金屬?gòu)U渣可以于礦石混拌回爐再次冶煉，達(dá)到節(jié)能減排的目的。


圖1重金屬絡(luò)合藥劑處理方法流程圖
具體實(shí)施例方式下面實(shí)施例為本發(fā)明在某冶煉廠煙氣制酸中試數(shù)據(jù)。所有原料均為市售獲得。實(shí)施例11)藥劑準(zhǔn)備在IOOkg重量分?jǐn)?shù)20%的氫氧化鈉溶液中加15kg硫磺后，加熱至100°C，攪拌形成溶液，待溶液冷卻將聚丙烯酸鈉0. 68kg，淀粉0. 68kg，鋁酸鈉1. 36kg (氫氧化鈉、硫、聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉的重量比例為2 1.5 0.068 0.068 0. 136)加入制備好的溶液中攪拌至充分溶解形成溶液，產(chǎn)品PH值14。2)利用上述重金屬離子絡(luò)合劑產(chǎn)品在室溫環(huán)境下對(duì)含酸量(硫酸重量百分含量)的銅冶煉制酸廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)，廢水中含銅及砷離子。實(shí)驗(yàn)時(shí)，移取400ml含重金屬離子廢水置于500ml的燒杯中，打開攪拌器轉(zhuǎn)速為200r/分鐘，投加IOml重金屬離子絡(luò)合劑，攪拌40分鐘后停止攪拌，靜置30分鐘后取上清液過濾后分析濾液中的殘存重金屬離子的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。表1含酸量1 %銅冶煉制酸廢水處理效果
權(quán)利要求
1.一種重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑，包括氫氧化鈉、硫、聚丙烯酸鈉、淀粉和鋁酸鈉，按重量計(jì)，所述各物質(zhì)的配比為1 3 1 2. 5 0.001 0.1 0.001 0.3 0. 001 0. 3。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑的方法，包括1)將含1-3重量份的氫氧化鈉的溶液加熱；2)控制氫氧化鈉溶液溫度至90 105°C，加入1-2.5重量份的硫磺，攪拌至充分溶解；3)將重量份分別為0.001-0. 1,0. 001-0. 3,0. 001-0. 3的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉混合后加入步驟幻所得溶液中充分反應(yīng)。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述的重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑的方法，包括1)將含1-3重量份氫氧化鈉的溶液，與1-2.5重量份硫磺混合，然后加熱至90 105°C 攪拌直至硫磺充分溶解；2)將重量份分別為0.001-0. 1,0. 001-0. 3,0. 001-0. 3的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉加入步驟1)所得溶液中充分反應(yīng)。
4.一種制備如權(quán)利要求1所述的重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑的方法，包括1)將1-3重量份的片氫氧化鈉與1-2.5重量份硫磺混合，加熱至溶解；2)將步驟1)所得混合液冷凝成固狀；3)加入重量份分別為0.001-0. 1,0. 001-0. 3,0. 001-0. 3的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉固體混合均勻；4)在步驟幻所得混合物中加入水形成溶液。
5.一種如權(quán)利要求1所述的重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑的使用方法為將權(quán)利要求1 所述的重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑與重金屬?gòu)U水混合反應(yīng)，靜置沉淀，上清液導(dǎo)入生產(chǎn)系統(tǒng)回用，底泥進(jìn)行污泥脫水處理，脫泥水導(dǎo)入藥劑與廢水的混合物中循環(huán)回用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑，包括氫氧化鈉、硫、聚丙烯酸鈉、鋁酸鈉和淀粉，按重量計(jì)，所述各物質(zhì)的配比為1～3∶1～2.5∶0.001～0.1∶0.001～0.3∶0.001～0.3。本發(fā)明還涉及一種制備重金屬及砷離子的絡(luò)合藥劑的方法，包括將1～3重量份的氫氧化鈉配制成溶液，加熱；控制堿溶液溫度至90～105℃，加入1～2.5重量份的硫磺，攪拌至充分溶解；將重量份分別為0.001～0.1，0.001～0.3，0.001～0.3的聚丙烯酸鈉、淀粉、鋁酸鈉加入溶液中充分反應(yīng)。本發(fā)明的絡(luò)合劑能夠直接在含酸量1％～10％的廢水中與金屬離子及砷發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合成不溶于水的絡(luò)合鹽達(dá)到去除砷及重金屬離子的目的，使用時(shí)不需要調(diào)節(jié)pH值以及無需再添加有機(jī)或無機(jī)絮凝劑，降低了運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102198968SQ20101014127
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者崔濤 申請(qǐng)人:崔濤