專利名稱：一種回收礦山含銅酸性廢水中銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及回收礦山含銅酸性廢水中銅的方法。
背景技術(shù)：
銅有色金屬礦等礦石中含有一定量的硫或硫化銅，在采選過程中，由于地下礦井 和露天礦山表面的裸露，剝離巖土堆放于露天，大量尾礦堆存于尾礦庫，在氧化鐵硫桿菌、 氧化硫硫桿菌等微生物的催化作用下，含銅硫化礦被氧化，經(jīng)過雨水沖刷，便形成了含有銅 離子、硫酸和硫酸鹽的礦山酸性廢水。 目前，國內(nèi)外處理含銅礦山酸性廢水的方法主要有石灰(石灰乳)中和沉淀法和 鐵屑置換法。石灰(石灰乳)中和沉淀法有工藝簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但存在無法回收利用 銅金屬資源，含重金屬沉淀污泥量大，結(jié)垢嚴(yán)重，易堵塞管道，處置不當(dāng)易造成二次環(huán)境污 染等問題；鐵屑置換法是一種古老的回收含銅礦山酸性廢水中銅的方法，雖可以回收銅，但 存在反應(yīng)時(shí)間長，對銅離子難以完全置換等問題。因此尋求工藝簡捷，投資費(fèi)用低，操作管 理簡單的方法來實(shí)現(xiàn)銅的提取回收就是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種方法簡單、處理效果好、費(fèi)用低 和易于操作的回收礦山含銅酸性廢水中銅的方法。 本發(fā)明方法的特征是將廢水通入鐵碳床的鐵碳微電解池停留0. 5 5小時(shí)，所說 的廢水加入量以覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不溢出鐵碳床為準(zhǔn)，使廢水發(fā)生微電解、置換反應(yīng)， 在陰極碳表面還原沉積銅，達(dá)到回收金屬銅的目的，在鐵碳床中鐵碳質(zhì)量裝填比鐵碳= 1 5。 本發(fā)明所述的鐵碳床，是鐵碳固定床、鐵碳流化床和曝氣鐵碳床中的任意一種，處 理過程可以曝氣，也可以不曝氣。 本發(fā)明所選用的鐵是鑄鐵屑、海綿鐵、鋼屑以及含鐵量^ 70重量％的鐵基合金屑 中的任意一種；所用碳可以是活性炭、焦炭中的1至2種，且兩種組合時(shí)，組合物各組元之間 的比例是任意的。 本發(fā)明鐵碳床處理的含銅廢水的pH為0 6。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)或積極效果 1、本發(fā)明的有益效果在于，金屬鐵與銅離子可在含銅酸性廢水中發(fā)生置換反應(yīng)，
且鐵碳床形成的電極電位差，由于電位差的存在，廢水中會形成無數(shù)個(gè)微原電池，這些細(xì)微
電池是以鐵為陽極，碳為陰極，在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的結(jié)果
是銅離子更易被還原為金屬銅，在陰極碳表面還原沉積，同時(shí)也在鐵表面發(fā)生銅的置換反
應(yīng)，完成回收銅的目的。其反應(yīng)過程如下 陽極(Fe) :Fe-2e — Fe2+ 陰極(C) :Cu2++2e — Cu
2、投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，原料便宜。
3、工藝簡捷，易于管理，操作管理簡單。
4、銅回收率高。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合工程實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的分析說明。
實(shí)施例l 某金銅礦山含銅廢水，銅離子濃度為60mg/L， pH為5. 5。將該含銅廢水通入內(nèi)置 鑄鐵屑、活性炭比為1 : l的鐵碳固定床處理該廢水，含銅廢水要覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不 溢出鐵碳床，處理30min后，出水銅離子濃度為0. 24mg/L， p朋.0，銅回收率達(dá)99. 6% 。
實(shí)施例2 某銅礦含銅酸性廢水，由于銅離子含量較高而嚴(yán)重污染環(huán)境。其銅離子濃度為 135.5mg/L，pH3.0。應(yīng)用本發(fā)明處理該廢水，將該含銅廢水通入鐵碳曝氣床內(nèi)置3 : 1的鐵 碳，鐵用海綿鐵，碳選用焦炭，曝氣量為lm3氣/m3水min，含銅廢水要覆蓋鐵碳床的鐵碳而 又不溢出鐵碳床，停留1小時(shí)。處理后銅離子被大量回收，回收率達(dá)99.2X，pH5.5。
實(shí)施例3 某銅礦山含銅酸性廢水，其銅離子濃度為163. 5mg/L， pH2. 5。應(yīng)用本發(fā)明處理該 廢水，將該含銅廢水通入鐵碳流化床內(nèi)置4 : 1的鐵碳，鐵用鋼屑，碳選用焦炭與活性炭的 組合，比例為l : 4，含銅廢水要覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不溢出鐵碳床，停留2小時(shí)。處理出 水銅離子濃度為1. 14mg/L， pH5. 2，銅的回收率達(dá)99. 3%，。
實(shí)施例4 某含銅多金屬礦山含銅酸性廢水，含有大量的重金屬離子，其中含銅121. 5mg/L、 鉛12. 2mg/L、鎳15. 8mg/L， pH為2. 1。將該含銅廢水通入內(nèi)置陽陰極比為5 : 1的鐵碳曝 氣床，陽極是一種鐵基合金，其成分以重量％計(jì)為錳1. 2，硼1. 5，釹1. O，鋅2. 5，鎳1. 5，鐵 余量；陰極是焦炭與活性炭的組合，比例為4 : 1。曝氣量為1.5m3氣/m3水min，含銅廢水 要覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不溢出鐵碳床，停留時(shí)間為5h。處理后出水pH5. 0， Cu :1. 09mg/ L， Pb :0. 61mg/L， Ni :1. 08mg/L ;其中銅回收率達(dá)99. 1%， Pb95. 0%， Ni93. 2%。
權(quán)利要求
一種回收礦山含銅酸性廢水中銅的方法，其特征是所說的方法為鐵碳微電解法，該方法的步驟是將廢水通入鐵碳床的鐵碳微電解池停留0.5~5小時(shí)，所說的廢水加入量以覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不溢出鐵碳床為準(zhǔn)，使廢水發(fā)生微電解、置換反應(yīng)，在陰極碳表面還原沉積銅，達(dá)到回收金屬銅的目的，在鐵碳床中鐵碳質(zhì)量裝填比鐵∶碳＝1~5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征是所述的鐵碳床，是鐵碳固定床、鐵碳流化床和曝氣 鐵碳床中的任意一種，處理過程可以曝氣，也可以不曝氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其特征是，所選用的鐵是鑄鐵屑、海綿鐵、鋼屑、以及含 鐵量>70重量％的鐵基合金屑中的任意一種；所用碳可以是活性炭、焦炭中的1至2種，且 兩種組合時(shí)，組合物各組元之間的比例是任意的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于，鐵碳床處理的含銅廢水的pH為0 6。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，鐵碳床處理的含銅廢水的pH為0 6。
全文摘要
一種回收礦山含銅酸性廢水中銅的方法，其特征是所說的方法為鐵碳微電解法，該方法的步驟是將廢水通入鐵碳床的鐵碳微電解池停留0.5～5小時(shí)，所說的廢水加入量以覆蓋鐵碳床的鐵碳而又不溢出鐵碳床為準(zhǔn)，使廢水發(fā)生微電解、置換反應(yīng)，在陰極碳表面還原沉積銅，達(dá)到回收金屬銅的目的，在鐵碳床中鐵碳質(zhì)量裝填比鐵∶碳＝1～5。本發(fā)明具有方法簡單、處理效果好、費(fèi)用低和易于操作等優(yōu)點(diǎn)，可用于回收礦山含銅酸性廢水中銅。
文檔編號C02F1/461GK101723487SQ20091021839
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張瑾, 徐曉軍, 李新征, 羅發(fā)生, 邱珉, 陳映雪 申請人:昆明理工大學(xué)