利用離子交換纖維去除選礦廢水中有害金屬離子的工藝的制作方法
【專利摘要】一種利用離子交換纖維去除選礦廢水中有害金屬離子的工藝，其步驟為：a.將離子交換纖維經(jīng)過編織定型，包裹于載體之外，構成吸附單元；b.待處理的選礦廢水進行至少24小時的自然沉降，以初步去除其中的固體顆粒和雜質；c.將所述吸附單元載體置于經(jīng)過自然沉降的選礦廢水中，以200～400r/min的轉速充分攪拌0.5～1小時，然后靜置2～4小時；d.將吸附單元取出，用0.05mol/L鹽酸溶液洗滌2次，再以0.1mol/L的鹽酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脫，以回收吸附單元；經(jīng)過吸附處理后的選礦廢水進入其他廢水處理流程。本發(fā)明工藝操作簡單，吸附效率高，操作時間短，容易實現(xiàn)多級組合，具有高效、經(jīng)濟和對環(huán)境友好的優(yōu)勢，有利于我國選礦廢水的有效處理和循環(huán)利用。
【專利說明】利用離子交換纖維去除選礦廢水中有害金屬離子的工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金技術研究領域，具體地說，涉及到一種利用弱堿性離子交換纖維對選礦工業(yè)廢水中的有害金屬離子進行吸附去除，以保證選礦廢水循環(huán)回用的方法。
【背景技術】
[0002]浮選工藝目前廣泛應用于我國的各有色金屬礦山，以鉛鋅礦山為例，該類礦山多為復雜共生礦，浮選時由于礦石性質不同，造成選礦流程、選礦藥劑種類的復雜多變，使得選礦過程中所產(chǎn)生的選礦廢水難以循環(huán)使用，絕大部分廢水伴隨尾礦以尾礦漿的形式從選礦廠排出。選礦廢水包括選礦排出的精礦濃縮和過濾產(chǎn)生的廢水、尾礦水、主廠房沖洗地面和設備的廢水，有時還有中礦濃密溢流水和選礦過程中脫藥排水等。根據(jù)我國鉛鋅礦山的規(guī)模，每年采礦與選礦耗水量達12~15億噸，占有色金屬工業(yè)耗水量的30%左右。
[0003]國內常用的選礦廢水處理手段包括自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等，廢水回用率相對較低，資源化利用程度不高。目前我國有色選礦行業(yè)廢水回用率僅為76%，距離行業(yè)標準85%差距很大，其原因主要是缺乏先進、實用、經(jīng)濟的廢水處理及回用技術和工程示范的帶動。如何合理地利用選廠廢水，是國內選礦廠亟待解決的一個重要課題。
[0004]離子交換纖維是近年來發(fā)展起來的新型配位聚合物，它是一種纖維狀的表面吸附和分離材料，由許多粗細均勻的單絲構成，單絲直徑范圍在20~300 μ m之間。離子交換纖維的功能主要體現(xiàn)在纖維(或纖維狀多聚物)表面活性基團離解出的可交換離子與某些同性離子相交換，達到吸附和分離該同性離子的目的。作為一種離子交換材料，與傳統(tǒng)的離子交換樹脂相比，其直 徑比球狀離子交換脂小I~2個數(shù)量級，比表面大百余倍，因此具有吸附容量大、吸附速度與洗脫速度更快、化學穩(wěn)定性較高、能耗低、流體阻力小、開發(fā)應用形式多樣化等諸多優(yōu)點。它可以以各種形式如纖維、紗線、織物、無紡布等形態(tài)付諸于應用，適用于各種方式的離子交換過程，如于純水制備、生物制劑制備、工業(yè)污水處理、有毒和惡臭氣體吸附、催化劑再生、貴重金屬回收、海洋稀有金屬采集等。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是應用弱堿性離子交換纖維對選礦工業(yè)廢水中的有害金屬離子進行去除，以保證選礦廢水的循環(huán)回用。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]—種利用離子交換纖維去除選礦廢水中有害金屬離子的工藝，其特征在于:
[0008]a.將離子交換纖維經(jīng)過編織定型，包裹于載體之外，構成吸附單元；
[0009]b.待處理的選礦廢水進行至少24小時的自然沉降，以初步去除其中的固體顆粒和雜質；
[0010]C.將所述吸附單元載體置于經(jīng)過自然沉降的選礦廢水中，以200~400r/min的轉速充分攪拌0.5~I小時，然后靜置2~4小時；
[0011]d.將負載了選礦廢水中的有害金屬離子的吸附單元取出，用0.05mol/L鹽酸溶液洗滌2次，再以0.lmol/L的鹽酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脫，以回收所述吸附單元，供循環(huán)使用；經(jīng)過吸附處理后的選礦廢水進入其他廢水處理流程。
[0012]如上所述的工藝，優(yōu)選地，所述離子交換纖維為弱堿性離子交換纖維。
[0013]如上所述的工藝，優(yōu)選地，所述載體為耐酸耐堿的剛性無機載體。
[0014]如上所述的工藝，優(yōu)選地，所述載體材料為硅膠或高強度塑料。
[0015]如上所述的工藝，優(yōu)選地，所述離子交換纖維的功能基團為-NH+(CH3)2Cl'物理形態(tài)為淡黃色纖維狀固體、含水率15%~20%、pH范圍O~14、交換容量大于6.60mmol/g、成份為聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到產(chǎn)品。
[0016]如上所述的工藝，優(yōu)選地，所述離子交換纖維為桂林正翰科技開發(fā)有限責任公司的ZB-6弱堿性陰離子交換纖維。
[0017]如上所述的工藝，優(yōu)選地，將所述弱堿性離子交換纖維織成IOcmXlOcm的織物，選用直徑為1.5cm，密度為1.012kg/m3的球狀塑料載體，將該織物包裹于該載體之上，形成吸附單元。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是:工藝操作簡單，提取效率高，操作時間短，容易實現(xiàn)多級組合，具有高效、經(jīng)濟和對環(huán)境友好的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā) 明工藝流程框圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明涉及的弱堿性離子交換纖維是一種以纖維素為骨架的離子交換劑。其基體主要是各種化學合成纖維，如聚丙烯腈、聚氯乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚酚醛、聚酰胺、聚烯烴等，其交換基團有強酸、弱酸、強堿、弱堿、兩性等多種形式。
[0021]本發(fā)明將弱堿性離子交換纖維制成織物形式，包裹于具有一定重量的載體之外，得到弱堿性離子交換纖維吸附單元。本發(fā)明所用的該載體要求耐酸、堿，且具有一定的機械強度。將經(jīng)過24小時自然澄清的選礦廢水與離子交換纖維吸附單元相接觸，常溫下進行一定強度、一定時間條件下的金屬離子吸附，去除選礦廢水中的有害金屬離子(如Pb2+、Cu2+、Zn2+等)，然后用一定濃度的鹽酸和硫脲溶液對負載吸附單元進行攪拌洗脫回收?；厥蘸蟮奈絾卧谝欢〞r間內可反復利用。
[0022]本發(fā)明中所應用的弱堿性離子交換纖維不溶于水，微溶于有機溶劑，該產(chǎn)品可購自市場有售的成品，例如桂林正翰科技開發(fā)有限責任公司的ZB-6弱堿性陰離子交換纖維。
[0023]參見如圖1所示的工藝流程，為保證金屬離子去除過程的順利進行，本發(fā)明的工藝采用如下技術方案:
[0024](I)如工序I所示，將弱堿性離子交換纖維編織定型成織物形式，選用硅膠或高強度塑料材質的無機載體，將由弱堿性離子交換纖維構成的織物包裹于該無機載體之外，形成吸附單元。
[0025](2)如工序2所示，將吸附單元浸潰于經(jīng)24小時自然沉降的選礦廢水中，充分攪拌
0.5~I小時,攪拌轉速為200~400r/min,然后靜置2~4小時,得到負載了金屬離子的吸附單元。[0026](3)如工序3所示，吸附過程結束后，選礦廢水中所含部分有害金屬離子已部分富集于吸附單元中。此時可取出負載有害金屬離子的吸附單元，放入一定濃度的鹽酸和硫脲溶液中。經(jīng)過解吸過程，使金屬離子進入水相，達到回收該吸附單元的目的。
[0027]實施例1
[0028]試驗所采用的離子交換纖維為弱堿性陰離子交換纖維，其基本性能參數(shù)為:功能基團-NH+(CH3)2Cl'物理形態(tài)為淡黃色纖維狀固體、含水率15%~20%、pH范圍O~14、交換容量大于6.60mmol/g、成份為聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到產(chǎn)品、能正常工作于強酸和強堿等無機溶液中。將該弱堿性離子交換纖維織成IOcmX IOcm的織物，選用直徑為1.5cm，密度為1.012kg/m3的球狀塑料載體，將該織物包裹于載體之上，形成弱堿性離子交換纖維吸附單元。
[0029]選用經(jīng)自然沉降24小時后的鉛鋅礦選礦廢水2000mL，該選礦廢水中主要有害金屬離子為二價鉛、銅和鋅離子。在該選礦廢水中加入吸附單元體，在六聯(lián)攪拌器上以轉速250r/min攪拌30min，自然澄清120min，測定廢水中有害金屬離子濃度。
[0030]采用ICP-AES法分析自然沉降后和經(jīng)吸附處理后的選礦廢水中金屬離子含量，計算吸附單元中負載金屬離子量。試驗結果列于表1。
[0031]表1試驗結果
[0032]
【權利要求】
1.一種利用離子交換纖維去除選礦廢水中有害金屬離子的工藝，其特征在于: a.將離子交換纖維經(jīng)過編織定型，包裹于載體之外，構成吸附單元； b.待處理的選礦廢水進行至少24小時的自然沉降，以初步去除其中的固體顆粒和雜質； c.將所述吸附單元載體置于經(jīng)過自然沉降的選礦廢水中，以200~400r/min的轉速充分攪拌0.5~I小時，然后靜置2~4小時； d.將負載了選礦廢水中的有害金屬離子的吸附單元取出，用0.05mol/L鹽酸溶液洗滌2次，再以0.lmol/L的鹽酸和0.05mol/L的硫脲溶液的混合溶液洗脫，以回收所述吸附單元；經(jīng)過吸附處理后的選礦廢水進入其他廢水處理流程。
2.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述離子交換纖維為弱堿性離子交換纖維。
3.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述載體為耐酸耐堿的剛性無機載體。
4.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述載體材料為硅膠或高強度塑料。
5.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述離子交換纖維的功能基團為-NH+(CH3)2Cl'物理形態(tài)為淡黃色纖維狀固體、含水率15%~20%、pH范圍0~14、交換容量大于6.60mmol/g、成份為聚丙烯接枝苯乙烯后接枝仲氨基所得到產(chǎn)品。
6.如權利要求5所述的工藝，其特征在于，將所述弱堿性離子交換纖維織成10cmX 10cm的織物，選用直徑為1.5cm，密度為1.012kg/m3的球狀塑料載體，將該織物包裹于該載體之上，形成吸附單元。
【文檔編號】C02F1/62GK103896367SQ201210589668
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年12月28日
【發(fā)明者】武名麟, 武彪, 劉學, 溫建康 申請人:北京有色金屬研究總院