用浮选捕收剂处理电解铜废水的试验研究.pdf

第4期
矿产综合利用
2013年8月
Multipurpose Utilization of Mineral Resources
Aug,2013
用浮选捕收剂处理电解铜废水的试验研究
桂冠,王湖坤,龚文琪',秦茜
1.武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070;2.湖北师范学院,湖北黄石435002)
摘要:电解铜废水主要含有Cu2“、Pb2、Zn2“、Cd2、N2等离子,对人类健康和环境危害很大。因此,研究
对电解铜废水进行处理的方法十分必要。本文用乙基黄药处理电解铜废水,研究结果表明:在废水pH=6.6
的条件下,乙基黄药(10%)投加量20.0mL/L,快搅时间1.5min,慢境时间10min时Cu2、Pb2、Zn2、Cd2
Ni2的去除率均可达到95%,处理后废水中重金属残留浓度均达到了国家污水综合排放标准(CB89782002)
的允许排放浓度或一级标准。对所产生的乙基黄药重金属螯合物进行的稳定性研究指出,在pH-=9时,乙基
黄药的重金属螯合物中Cu2、P3、Zmn2“的泄漏量均为0,Cd2的泄漏量为0.8×x103mg/g,K2的泄漏量为14.2
x103mg/g,处理后的污泥稳定性好,对环境无二次污染。乙基黄药具有pH应用范围广、操作简单、处理成本
低、效果稳定等优点,在重金属废水治理中具有良好的应用前景。
关键词:乙基黄药;电解铜废水;重金属;残留浓度;稳定性
doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2013.04.018
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1000-6532(2013)04-0067-05
重金属废水的排放会对环境造成越来越严重AB204-N型电子天平,SKFO-01型电热恒温鼓风于
的危害。重金属废水中某些重金属离子及其化合物燥箱,雷磁pHS-3C型pH计,J六联电动搅拌器,
能在鱼类及其他水生生物体内以及农作物组织内富JSM-5610LV型扫描电镜(SEM),电感耦合等离子体
集、累积并参与生物圈循环,从而对人类的健康构成发射光谱仪(ICP-AES), Niconet公司410型红外光
威胁。电解工业废水常见的处理方法有中和沉谱仪。
淀法、硫化物沉淀法、氧化还原法、铁氧体法、电解
试验药品:硫酸、氢氧化钠均为分析纯,乙基黄
法、吸附法、膜分离技术和生物法等。以上方法药(青岛澳东有限公司)。
都有弊端和不足之处。二硫代胺基甲酸盐(DTC)类1.2试验方法
行生物与重金属有极强的络合能力?,能与废水中
1)试验所用废水取自溯北省黄石市大治有色
的多种重金属离子发生教合作用”,生成稳定的、金属公司铜治炼厂电解车间,其水质分析见表1。
不溶于水的金属螯合物,从而去除废水中的重金属
表1电解铜废水水质分析结果
使其达到国家排放标准(CB8978-2002)。
Table 1 Water quality analysis results of copper
以大治有色金属公司铜冶炼厂电解车间的废水
electrolytic wastewater
为研究对象,重点研究浮选捕收剂乙基黄药的用量
重金属
Cd""Pb"Cu""Ni*"PH
慢速搅拌时间、快速搅拌时间和pH值等因素对废
含量/mg?L4.80.491.16110.724.473.6
水中的重金属去除率的影响以及捕集的机理分析。
2)试验前配制10%的乙基黄药溶液,取100mL
1试验部分
水样加入到250mL的烧杯中,然后加入乙基黄药溶
液,在不同投加量、快速搅拌时间、慢速搅拌时间、
仪器和试剂
H条件下反应,待静置后抽滤,用ICP-AES法测定
试验所用仪器:SHZ-D型循环水式真空泵
收稿日期:2012-09-01;改回日期:2012-10-12
项目基金:湖北省教育厅优秀中青年创新团队项目(T201007);国家科技部国际合作专项基金项目(2011DFRO0110)
作者简介:桂冠(1986-),男,硕士研究生。
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矿产综合利用
2013年
滤液中重金属的含量,按下列公式计算重金属离子2.1.2快速搅拌时间对重金属捕集效果的影响
的去除率:
在2.1.1条件下,分别快速搅拌0.5min、1.0
m=(C。-C.)/C×100%
(1-1)min、1.5min、2.0min、2.5min、3.0min,慢速搅拌
(1-1)式中:一重金属离子的吸附去除率,%;10min,反应后静置、抽滤分析滤液中残置的重金属
C。一吸附前溶液中重金属离子的初始浓度,离子浓度,计算重金属去除率,结果见图2。
ng/L
C.-一吸附后溶液中重金属离子的残余浓度
mg/L。
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3)用ICP-AES法测定反应后废水中的重金属
离子含量,仪器ICAP6000对Cu2、PB+、Zn2、Cd2
N2的检出限分别为1ng/mL,1~5ng/mL,0.5ng/
0
Itt ful/min
LL, 0. 5ng/ml, Ing/mlo
图2快速搅拌时间对重金属去除率的影响
2结果与讨论
Fig. 2 Effect of fast stirring time on removal rate of
eavy metals
2.1电解铜废水处理中捕集条件的探讨
2.1.1浮选捕收剂投加量对重金属捕集效果的影
由图2可知,随着快速搅拌时间的增加(>0.5
响
min),滤液中的残余离子浓度和重金属的去除率基
在乙基黄药用量分别为5.0mL/L、10.0mL几L、本不变,说明快速搅拌时间对重金属的去除率影响
15.0mlLL、20.0ml/L、25.0mL/L、30.0mL/L的不大,乙基黄药能在短时间内完成对Cu2、P2、
条件下,快速搅拌1mi慢速搅拌10min,静置、抽Za2、Cd'、NP'四种离子的捕集,捕集后大部分去除
速后分析滤液中残留的重金属离子浓度,计算重金率在99%以上,综合考虑后取乙基黄药快速搅拌时
属去除率,结果见图。
间为1.5min。
2.1.3慢速搅拌时间对重金属捕集效果的影响
在2.1.1和2.1.2条件下,分别取慢速搅拌时
间为5min、10min、15min、20min、25min和30
min,。反应后静置、抽滤分析滤液中残留的重金属
离子浓度,计算重金属去除率,结果见图3。
用/mLL
图1乙基黄药用量对重金属去除率的影响
Fig 1 Effect of ethyl xanthate dosage on removal
rate of heavy metals
时间/min
图3慢速搅拌时间对重金属去除率的影响
由图1可知,刚开始时,滤液中残留离子浓度随
Fig. 3 Effect of slow stirring time on removal rate
乙基黄药用量的增加而降低,对Cu2、Pb2*、Cd*、
of heavy metals
Ni2四种离子的去除率随乙基黄药用量的增加而逐
渐提高,最后基本保持不变。当用量增加至10.
由图3可知,随着慢速揽拌时间的增加(>5
mLL后继续增加对Cu2、Pb'、Cd2+、Ni2四种离子min),滤液中的残余离子浓度和重金属的去除率均
的去