[發明專利]一種復合改性粉煤灰制備含銅廢水處理劑的方法

在審

• 申請號: 201610267294.3
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105749867A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 郭偉明;張明;宋奇
• 申請（專利權）人: 常州市好利萊光電科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
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技術領域

本發明公開了一種復合改性粉煤灰制備含銅廢水處理劑的方法，屬于廢水處理劑制備技術領域。

背景技術

銅是最常見、應用最廣泛的一種有毒重金屬，主要來源于金屬加工、電鍍、造紙、煉油廠泥漿、木材防腐劑、化肥等工業廢水中。銅是生命必需的微量元素，但是過量的銅對人體、動植物都有危害。人體攝入過量的銅后會引起肝臟和中樞神經中毒，且銅鹽的毒性更大，10g銅鹽就可致死。水中含銅量達到0.01mg/L時，對水體自凈有明顯抑制作用，超過3mg/L有異味產生，超過15mg/L將無法飲用。植物吸收銅離子后，會固定于植物根部，妨礙養分吸收，灌溉水中銅離子濃度過高時可直接導致作物枯死。因此，尋找一種經濟實用的技術去除水中重金屬銅具有重要意義。

在印制電路板含銅廢水中，分水過程中有一路廢水主要以含絡合態銅的形式存在。目前處理含銅廢水的方法主要有化學沉淀法、膜分離法和吸附法等。化學法處理成本低、效果好，但會產生大量化學污泥，造成二次污染。膜分離處理效率高，且不存在二次污染，但設備投資與運行成本很高，不具有可持續。而吸附法由于處理工藝簡單，適用范圍廣且材料成本低廉被認為是最具推廣潛力的一種處理方法。在眾多吸附材料中，生物炭作為一種來源廣泛制備簡單的吸附材料尤為引人關注。傳統氮氣氣氛下熱解得到的生物炭對于重金屬銅的吸附效果不理想，因而改良制備工藝，提高生物炭的重金屬銅的吸附性能具有十分重要的意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前在處理含銅廢水過程中，傳統的化學法雖成本低，效果好，但會造成二次污染，而膜分離處理雖不會造成二次污染，但運行成本很高，另外的吸附法雖成本低，處理簡單，但是處理效果極其不理想的現狀，提供了一種將預處理得到的粉煤灰經過改性，并與銅草根漿與乙醇加熱后得到的離心上清液混合，經過微波反應、過濾后風干，從而得到復合改性粉煤灰制備含銅廢水處理劑的方法。該方法操作簡便，原料易得，降低了操作成本，不僅在制備的過程中無任何二次污染產生，屬于綠色環保工藝，而且對于含銅廢水的處理效果顯著，使得含銅廢水中銅含量去除率得到了95％以上。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）按固液比1:2，取粉煤灰和水，以150r/min攪拌30～40min，再靜置直至無固體顆粒下沉，去除漂浮在水表面的雜質后過濾，收集過濾物，將過濾物與碳酸鈣按質量比3:1混合均勻后放入煅燒爐中，在600℃下煅燒1～2h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物放入粉碎機中進行粉碎，過100目篩，得預處理粉煤灰；

（2）將上述所得預處理粉煤灰與質量分數為92％的硫酸溶液按固液比1:3混合均勻，放入玻璃反應釜中，設定溫度為70～80℃，保溫10～15min后，向反應釜中加入硫酸溶液體積40～45％的質量分數為30％的雙氧水溶液，使用氮氣將反應釜內的空氣排出，以180r/min攪拌反應5～7h；

（3）在上述攪拌反應過程中，使用紫外燈對玻璃反應釜進行照射，反應結束后，停止攪拌加熱，使用5℃的氫氣將反應釜內的氣體置換出后靜置10～15min，進行出料并對出料物進行過濾，使用蒸餾水沖洗過濾物直至淋洗液pH至7.0，將過濾物放入烘箱中，在90℃下干燥8～10h，得初步改性粉煤灰，備用；

（4）取新鮮銅草根部，用水將其表面雜質清洗干凈，再將銅草根部放入碾磨機中碾磨成漿狀，隨后按固液比1:3，將漿狀物與質量分數為40％的乙醇溶液混合均勻，放入容器中，對容器進行加熱，設定溫度為50～60℃，保持溫度7～9h，隨后將容器內的混合物趁熱放入離心機中離心分離，收集上清液；

（5）按固液比1:4，將備用的初步改性粉煤灰和上述所得的上清液混合均勻，放入微波反應器中20～23h，隨后將混合物取出過濾，收集過濾物放入風干機中風干，即可得到復合改性粉煤灰制備含銅廢水處理劑。

本發明的應用方法是：將本發明制得的含銅廢水處理劑倒入待處理的含銅廢水中，其中每10～20L含銅廢水中倒入20～30g，充分混合均勻，在常溫下靜置反應2～4h，即可，經過檢測，可發現含銅廢水中銅含量從原有的10～12mg/L降低到了0.3～0.5mg/L，去除率高達95％以上，廢水出水檢測合格。

本發明的有益效果是：

（1）本發明操作簡單易行，原料天然易得，降低了成本；

（2）本發明在制備的過程中無任何二次污染產生，屬于綠色環保工藝；

（3）本發明對于含銅廢水的處理效果顯著，使得含銅廢水中銅含量去除率得到了95％以上，適合大規模生產應用。