[发明专利]一种去除废水中锑的方法

说明书

本发明提供了一种去除废水中锑的方法，属于水处理领域。本发明去除废水中锑的方法以初生态次生铁氧化物作为吸附剂除锑；所用初生态次生铁氧化物为煤矿酸性废水中生成的铁氧化物，呈黄棕色颗粒状，内部有孔隙结构，主要组成元素为Fe、S、O和H，是一种铁硫酸盐次生矿物，无毒无害，能够避免吸附剂引发的二次污染的问题，其对Sb(Ⅲ)的吸附量高达219.78mg/g，对Sb(Ⅴ)的吸附量高达366.30mg/g，能有效去除废水中的锑离子，且成本低廉，实现了变废为宝，符合以废治废的环保战略，具有重要的社会和经济意义。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种去除废水中锑的方法，尤其涉及一种应用初生态次生铁氧化物去除废水中锑的方法。

背景技术

锑(Sb)是一种有潜在毒性和致癌性的人体非必需元素，已成为一种“新兴”的长距离传输的全球性环境污染物。锑及其化合物用途广泛，主要用于生产陶瓷、玻璃、电器、油漆、烟火材料及阻燃剂等多个方面。我国是世界上锑矿资源最丰富的国家，年产量占全球市场80％的份额。而锑在表生环境中地球化学性质活泼，易在水环境中迁移扩散，含锑矿产资源采选冶、化工生产及化石燃料燃烧等活动导致我国水体锑污染日趋严重。我国《地表水环境质量标准》和《生活饮用水卫生标准》规定其浓度不得超过5μg/L。因此，水体锑污染控制与修复面临着严格的要求和严峻的挑战。而吸附法因其能适用于低浓度重金属离子的去除，且效率高、成本低、易操作等优点，成为目前最理想的除锑方法。

基于铁的两性化学性质和强大的反应活性，以及铁的氧化还原过程对重金属离子的形态转化和吸附/固定行为的重要作用，含铁吸附材料最为受关注。目前，常用的铁氧化物有针铁矿、四方纤铁矿、纤铁矿、水铁矿、赤铁矿改性磁性纳米颗粒、高铁酸盐以及铁和其他重金属如锰的复合氧化物，虽然研究证实这些铁氧化物材料对锑具有良好的吸附效果，且除锑能力要强于商业的四氧化三铁和赤铁矿，但它们的除锑能力仍然不能满足需求，另外使用铁和其他重金属的复合氧化物时，存在重金属引发二次污染的问题，如使用铁锰复合氧化物时，由于Mn⁴⁺的氧化还原作用，存在Mn²⁺释放的风险，而Mn²⁺属于水质安全监控指标之一。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种去除废水中锑的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种去除废水中锑的方法，其以初生态次生铁氧化物作为吸附剂以去除含锑废水中的锑离子；所述初生态次生铁氧化物为煤矿酸性废水中新生成的铁氧化物，呈黄棕色的松散颗粒，内部有孔隙结构，是一种天然形成的铁硫酸盐次生矿物，主要组成元素为Fe、S、O和H，主要特征组成为施氏矿物、黄铁矾盐和针铁矿，其微观形貌如图1A所示，呈松大小不一的多孔球状或半球状，排列松散，具有明显结构缺陷感，而非成熟次生铁氧化物那种形状规则、紧密排列的致密球状，如图1B所示，且成熟态次生铁氧化物为深黄棕色的密实铁矿物。沿着煤矿酸性废水的流向，可形成不同成熟度的次生铁氧化物，申请人发现不同成熟度的次生铁氧化物对锑的去除效果不一样，其中初生态次生铁氧化物对锑的去除效果非常优异，远远好于施氏矿物、黄铁矾、针铁矿等其他铁氧化物以及铁和其他重金属的复合氧化物。

作为本发明方法的优选实施方案，所述含锑废水的pH值为2-10。

作为本发明方法的优选实施方案，所述初生态次生铁氧化物应用于去除含锑废水中的Sb(Ⅲ)时，所述含锑废水的pH值为7。

作为本发明方法的优选实施方案，所述初生态次生铁氧化物应用于去除含锑废水中的Sb(Ⅴ)时，所述含锑废水的pH值为3。

作为本发明方法的优选实施方案，所述初生态次生铁氧化物去除含锑废水中锑离子用时不超过12h。

作为本发明方法的优选实施方案，所述初生态次生铁氧化物去除含锑废水中锑离子用时为10～12h。