[发明专利]一种制备冶炼废水重金属离子置换剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼与环境保护领域，特别是一种制备冶炼废水重金属离子置换剂的方法。

背景技术

在铜、铅、锌等有色金属湿法冶炼过程中，都产出含砷、镉、铅、铜等重金属离子的冶炼废水。对重金属冶炼废水必须进行有效治理后，才能排放或回收利用。脱除冶炼废水溶液中的重金属离子，有石灰沉淀法、针铁矿共沉淀法、电化学沉淀法、有机高分子络合吸附法、膜隔离法等。

石灰沉淀法，利用石灰在水中溶解后，电离产出Ca²⁺和OH^-，冶炼废水中的Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺与OH-反应，生成溶解度很小且稳定性很好的Cd(OH)₂、Pb(OH)₂、Cu(OH)₂沉淀，冶炼废水中的As³⁺以AsO₃^3-形态与Ca²⁺反应生成Ca₃(AsO₃)₂沉淀，达到了有效脱除重金属离子的目的。该方法具有操作简单、试剂来源广泛，费用成本低，产物稳定等优点，其缺点是重金属离子的脱除浓度达不到GB25466-2010《铅锌行业污染物排放标准》要求，还需要与其它的重金属离子脱除方法联合使用。

针铁矿共沉淀法，利用溶液沉铁过程中，生成针铁矿沉淀物时，As³⁺置换并替代针铁矿分子中的氢氧根离子，并与针铁矿一起，形成共沉淀，该方法具有生产成本较低、产物稳定的优点，适合处理含砷高且含镉较低的溶液，其缺点是所处理的溶液需要较高的铁含量，且无法脱除溶液中的Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺。

电化学沉淀法，在直流电的作用下，冶炼废水中的Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、依次得到电子，在阴极板上析出金属态的铜、砷、铅、镉，从而使冶炼废水中的重金属离子得到了脱除。该方法的优点是对重金属离子的脱除比较彻底，出水能够达到GB25466-2010《铅锌行业污染物排放标准》要求，缺点是设备结构复杂，投资大，过程控制条件苛刻。

有机高分子络合吸附法，利用有机高分子特有的功能团结构，选择性的络合或吸附冶炼废水中的Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺，从而达到脱除冶炼废水中重金属离子的目的。根据有机高分子络合吸附的方式差异，具体又分为阳离子树脂交换法、高分子配位法、高分子复合(缩合)法等，该方法具有试剂脱杂选择性好、过程操作控制简单、重金属离子脱除彻底且出水能够达到GB25466-2010《铅锌行业污染物排放标准》要求等优点，其缺点是试剂消耗量大，成本费用高。

膜隔离法，利用冶炼废水中Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的离子直径大于膜的孔径，在压力作用下，水分子能够透过膜，而Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺无法透过膜，被截留在浓缩液中，从而达到了隔离Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的目的。根据膜的结构和工作特点，膜隔离法又分为纳滤膜隔离法、反渗透膜隔离法、阳离子膜隔离法等。膜隔离法具有不消耗试剂、不改变离子状态、重金属离子截留效率高且出水能够达到GB25466-2010《铅锌行业污染物排放标准》要求等优点，其缺点是投资大，运行成本高，且进入膜前的溶液必须进行预处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备冶炼废水重金属离子置换剂的方法，所得到的置换剂在冶炼废水重金属离子脱除的使用过程中，具有试剂用量少、过程操作简单、运行成本低、脱除重金属离子彻底、出水能够达到GB25466-2010《铅锌行业污染物排放标准》要求的优点，可高效脱除冶炼废水中的Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的优点。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种制备冶炼废水重金属离子置换剂的方法，包括如下步骤：