[發明專利]一種從工業廢水中去除并回收鉈的方法

有效

• 申請號: 202010060815.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111186886B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 趙中偉;趙天瑜;孫豐龍;何利華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467;C22B7/00;C22B61/00;C02F101/20
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王睿

本發明涉及一種從廢水中去除并回收鉈的方法，包括如下步驟：將涂覆有普魯士藍、導電材料、粘結材料和造孔劑的工作電極置于含有鉈的廢水中作為陰極，惰性電極作為陽極，在外加電場的作用下，廢水中的鉈離子嵌入到陰極中形成含鉈普魯士藍的工作電極，進而將廢水中的鉈去除；將含鉈普魯士藍的工作電極置于酸性電解液中進行電解，鉈從普魯士藍分子空位中脫出，釋放到酸性電解液中獲得富鉈溶液，實現了鉈的回收。本發明的整個流程工作電極可以循環工作，不再需要加入沉淀劑或吸附劑，也無含鉈廢渣產生，鉈作為產品回收，該方法操作簡單，試劑用量少，選擇性分離利用率高，無含鉈廢渣產生等特點。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種從工業廢水中去除并回收鉈的方法。

背景技術

鉈是一種典型的稀有分散金屬，上陸殼元素豐度僅為7.5×10^-7，作為一種伴生元素，鉈幾乎不能單獨成礦，主要伴生在鉛、鋅、鐵、銅等金屬硫化礦中，因此在這類金屬的冶煉過程中常常產生鉈的污染。然而，鉈作為一種劇毒的重金屬污染物，其毒性遠大于砷、鉻、鎘、鉛。鉈及其化合物具有很強的積蓄作用，對哺乳動物的毒性遠大于汞、砷、鉛等元素，嚴重危害呼吸、消化和神經系統，甚至致死，人的致死量僅為10-15mg/kg。

由于認識不足，早期《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)及相關污染物排放標準均未對廢水中鉈排放進行明確規定。近年來，由于工業生產中的廢水排放導致多起環保事故，鉈的污染問題逐漸引起社會關注，因此國家和地方政府在廢水排放標準上將鉈列入了其中，如2015年《無機化學工業污染物排放標準》(GB 31573-2015)中規定，鉈的排放限值為0.005mg/L；2014年湖南省地方標準《工業廢水鉈污染物排放標準》(DB43/968-2014)規定鉈污染物排放的限值為0.005mg/L；廣東省地方標準《工業廢水鉈污染物排放標準》(DB44/1989-2017)規定現有企業總鉈濃度排放限值為0.005mg/L，新建企業限值為0.002mg/L；2018年江蘇省制定《鋼鐵工業廢水中鉈污染物排放標準》限值為0.002mg/L。

鉈的排放企業主要為有色金屬采冶、黑色金屬采選、鋼鐵冶煉、硫酸鹽以及廢舊金屬回收等行業。據廣東省《工業廢水中鉈污染物排放標準》編制說明中的調查顯示，工業廢水鉈濃度為0.00002～2.6mg/L，平均值為0.059mg/L。據2017年我國工業廢水排放量181.6億噸計算，我國鉈工業廢水中的總排量約1071噸。

目前處理鉈的方法主要有化學沉淀法、混凝法、吸附法、離子交換法、中和法等，由于廢水中的鉈濃度極低，受其他金屬離子的影響，離子交換和吸附法對鉈的選擇性較差，而沉淀法的選擇性更差，這就導致了需要大量的試劑才能將廢水中的鉈去除，而沉淀法的選擇性更差，這就導致了需要大量的試劑才能將廢水中的鉈去除，且會產生大量的含鉈固體廢棄物。

中國專利CN105692764B通過對1L含鉈量為72.00mg的鉛鋅冶煉廢水中加入2g的錳礦粉，沉淀后，鉈的去除率達99.4％；中國專利CN105540921B對500ml含4.5mg/L的臭氧氧化后的含鉈廢水加入20ml絮凝劑(氫氧化鈉、硫化鈉、聚合硫酸鐵、聚苯乙烯磺酸鈉質量比為3.2：1.8：4.5：0.5)進行處理；中國專利CN106082502A認為單純采用普魯士藍難以將鉈進行深度去除，需要添加三氯化鐵絮凝劑沉淀，實施例中對含鉈45μg/L的廢水，加入20ml的10％亞硫酸鈉以及普魯士藍、三氯化鐵等試劑，實現對鉈98％的去除率；根據中國專利CN108395025A的實施例2記載，每消耗106.7克鐵，可除去溶液中56.4毫克鉈。即便將生成的氫氧化鐵全部按干渣計算，絮凝物中鉈的含量也僅0.028％。由以上專利可以看出，目前處理廢水中鉈不僅需要大量的試劑，還會產生大量含鉈沉淀物或渣，未對鉈進行有效的回收。

由此可見，現有技術中處理鉈的方法，都會加入大量的試劑，從而會產生大量的危廢，產生環境的污染，因此還需要對危廢進行處理。鉈是重要的稀有金屬，在合金、催化、化工、醫學、電子等領域有重要的應用，若能夠有效回收，不但避免大量危廢的產生，還能變害為寶，為國民經濟所用。