[發明專利]利用磁選后的鋼渣尾渣去除水中金屬離子的方法

有效

• 申請號: 201210220254.5
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103508507A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 安立超;惠詠薇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于工業廢水處理及固體廢棄物資源化利用領域，涉及一種利用磁選后的鋼渣尾渣對重金屬離子廢水的處理技術。

背景技術

近年來，隨著社會的發展，重金屬污染已經成為了社會發展所帶來的一把不能忽視的利劍，深深的影響著環境保護，尤其是水環境保護的研究發展方向。重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環境污染。重金屬離子主要來自有色冶煉、電鍍、化工、印染、礦業等行業，且作為污染物質排入環境后，不能被微生物所降解，只能發生形態間的相互轉化及分散和富集，并且沿生物鏈傳遞富集，最終由水產品和植物進入人體，危及人類身體健康。例如，鎘是一種人體的非必需元素，具有生物毒性，長期攝入會致使鎘在體內蓄積，可導致呼吸道和肝、腎等方面的疾病，引發“痛痛病”。2011年4月初，我國首個“十二五”專項規劃——《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》獲得國務院正式批復，防治規劃力求控制5種重金屬，5種重金屬分別為：鉛、汞、鎘、鉻、砷。因此，對于廢水中的重金屬的治理已經到了不容忽視的地步。用于處理水中重金屬離子的方法有很多，如：生物技術修復法、化學沉淀法、吸附法、離子交換法、吸附絮凝法等，但是由于這些方法的處理成本普遍偏高，應用到實際的廢水處理當中時受到限制，因此尋找一種經濟實用的水處理材料迫在眉睫。

鋼渣是煉鋼過程中排出的熔渣，即在煉鋼過程中利用空氣或氧氣去氧化爐料（主要是生鐵）中的碳、硅、錳、磷等元素，并在高溫下與熔劑（主要是石灰石）起反應形成的熔渣，其構成主要包括：金屬爐料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蝕的爐襯料和爐材料、金屬爐料帶入的雜質和為調整鋼鐵性質而專門加入的造渣材料等。故常說：煉鋼的過程就是一個造渣的過程。鋼渣的主要化學成份有CaO、SiO₂、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO等，隨著堿度不同鋼渣中主體礦物相有所差別，但其組成基本恒定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用磁選后的鋼渣尾渣對水中的重金屬離子進行去除的方法，本發明能夠有效地去除水中的重金屬離子，降低水中重金屬離子帶來的危害，且使用后不會對環境產生二次污染。

實現本發明目的的技術解決方案為：

（1）????將磁選后的鋼渣尾渣進行研磨、干燥、篩選，備用；

（2）????將（1）所述的鋼渣尾渣按比例投加到重金屬離子廢水的反應器中；

（3）????使鋼渣尾渣與重金屬離子廢水充分反應混合；

（4）????固液分離出尾渣，得到處理后出水；

步驟（1）中鋼渣來源包括轉爐鋼渣、平爐鋼渣和電爐鋼渣。磁選后經研磨、干燥、篩選的鋼渣尾渣研磨后粒徑應在5~500目之間。

步驟（2）中所述的投加比例應在1:1~1:500（按重金屬:鋼渣尾渣重量比計）之間，在不同條件下，為提高處理效果，增大尾渣與重金屬離子的投加比例。本方法適用于各種初始濃度的重金屬離子廢水的處理，所述的重金屬離子包括：鎘、銅、鋅、鉛、鉻等金屬離子。且在處理過程中可以調節pH值和溫度在適宜范圍。

步驟（3）中反應過程可采用動態連續或者靜態間歇過程，包括振蕩和攪拌等方法混合，反應時間在1h~36h之間。

步驟（4）中固液分離的方法包括沉淀、離心、過濾等方法，且沉淀時間在30~900min之間，并分離或回收反應后的尾渣。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：本發明選用的為經過磁選鐵后拋棄的鋼渣尾渣，其中含鐵量少，成本更為低廉，來源更加廣泛。

因鋼渣尾渣中的主要成分為CaO、Al₂O₃、MgO等金屬氧化物，當其置于水中易生成氫氧根離子，使溶液成堿性。且水中的重金屬離子可與氫氧根離子形成穩定的氫氧化物沉淀，因此可利用尾渣的這種混凝沉淀作用來去除廢水中的部分重金屬離子。另外，鋼渣疏松多孔，比表面積大，具有一定的吸附能力，故鋼渣尾渣還是一種很好的吸附處理劑。另外，鋼渣尾渣還具有比重大，沉降性能好的特點，故使用后便于回收，不易產生二次污染。綜合鋼渣尾渣所具有的這些物理化學性質，利用鋼渣尾渣去除廢水中的重金屬離子是一種行之有效的辦法。除此之外，鋼渣本身即是一種固體廢物，利用鋼渣處理廢水，使其達到排放要求，并實現“以廢治廢”的目的，以及良好的經濟和環保效益。