[發明專利]磁性生物炭的制備方法和處理尾礦廢水的方法

有效

• 申請號: 202011514887.8
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112657465B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 曹俊雅;張文茜;佘琪;張婧;李強;王姝;張立東
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）;湖南山之青環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F9/00;C02F101/20;C02F101/30;C02F103/10;C02F1/00;C02F1/66;C02F3/34
• 代理公司: 北京畢科銳森知識產權代理事務所(普通合伙) 11877
• 代理人: 王家毅

本發明提出磁性生物炭的制備方法和處理尾礦廢水的方法。所述磁性生物炭的制備方法，包括：步驟(1)：將生物質加入到鐵鹽溶液中，調節鐵鹽溶液的pH值至8～12，然后置于20～30℃、150～200轉/分鐘的搖床中浸漬2～3小時；步驟(2)：再次調節鐵鹽溶液的pH值至8～12，再于60～80℃的水浴中靜置0.2～1小時；步驟(3)：過濾所述鐵鹽溶液后將得到的固體物質洗滌至中性，然后于60～80℃干燥10～15小時；步驟(4)：在保護氣氛中在300～600℃下熱解干燥后的固體物質1～3小時，獲得所述磁性生物炭。

技術領域

本發明涉及尾礦廢水處理技術領域，尤其涉及一種磁性生物炭的制備方法和處理尾礦廢水的方法。

背景技術

黃金礦等金屬礦在采選過程中，為了各種金屬等礦產資源的采出、分離、富集，需要加入大量浮選藥劑；同時，伴隨著破碎、磨礦、浮選、濃縮過程，會產生大量的尾礦廢水。金屬礦區大量使用的選礦藥劑隨尾礦的排出殘存在尾礦區的廢水廢渣中，長期在環境中經過淋濾、氧化等作用，使其中有害成分隨地表徑流或地下滲濾進入水體、土壤等，從而污染生態環境，對生物體造成潛在威脅。浮選藥劑的種類多、用量大，因此選礦廢水的成分較復雜且污染物濃度較高，毒性較大。選礦廢水中含有浮選藥劑、起泡劑，若直接回用起泡性強，會導致浮選難以控制，堵塞管道，同時尾礦廢水中的重金屬離子會影響浮選效果。因此，深度處理選礦廢水，有效控制選礦廠廢水的排放，提高選礦用水的利用率，是控制廢水污染及危害的有效途徑。

發明內容

為了解決上述技術問題的至少一個方面，本發明提供一種磁性生物炭的制備方法和一種處理尾礦廢水的方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種磁性生物炭的制備方法，包括：步驟(1)：將生物質加入到鐵鹽溶液中，調節鐵鹽溶液的pH值至8～12，然后置于20～30℃、150～200轉/分鐘的搖床中浸漬2～3小時；步驟(2)：再次調節鐵鹽溶液的pH值至8～12，再于60～80℃的水浴中靜置0.2～1小時；步驟(3)：過濾所述鐵鹽溶液后將得到的固體物質洗滌至中性，然后于60～80℃干燥10～15小時；步驟(4)：在保護氣氛中在300～600℃下熱解干燥后的固體物質1～3小時，獲得所述磁性生物炭。

在實施例中，所述鐵鹽溶液包括FeCl₃、Fe₂(SO4)₃、Fe(NO₃)₃中的一種或其組合；和/或所述生物質包括秸稈、谷物殼體、樹木及其廢料、畜禽糞便中的一種或其任意組合；和/或在所述步驟(1)和步驟(3)中，調節所述鐵鹽溶液的pH值至10。

在實施例中，所述鐵鹽溶液包括0.5～2.5mol/L的FeCl₃溶液，并且所述生物質與所述鐵鹽溶液中的鐵的質量比為1∶0.5～1.5。

在實施例中，所述步驟(4)在150～300毫升/分的氮氣保護氣氛下進行熱解；和/或所述步驟(4)還包括：將熱解得到的產物研磨成粉末，經過洗滌、過濾后，在30～50℃下干燥。

根據本發明的另一方面，提供了一種處理尾礦廢水的方法，所述尾礦廢水包括黃藥和重金屬離子，所述方法包括：步驟(1)：將所述尾礦廢水靜置1～2天后，用過濾器對所述尾礦廢水進行預處理，所述過濾器包括含有根據前述實施例所述的磁性生物炭的濾料；步驟(2)：將通過所述步驟(1)處理的廢水泵入黃藥脫除反應釜內，向所述反應釜內加入生物炭-微生物復合材料，以對所述廢水進行處理；步驟(3)：將通過所述步驟(2)處理的廢水泵入重金屬離子反應器內，并將硫酸鹽還原菌產硫化氫反應器的出口液泵入所述重金屬離子反應器內，通過調節pH，進行化學反應，產生重金屬離子沉淀，過濾后獲得上層清液，所述上層清液為處理完的尾礦廢水。

在實施例中，在所述步驟(1)中，所述過濾器的直徑為7cm，過濾面積為38.47cm²，水流量為20～200毫升/小時，所述磁性生物炭粒徑在0.1～1.2mm，濾層厚度為5～15cm。