[发明专利]一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法

权利要求书

1.一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法，其特征在于，将电解槽与阴阳离子交换膜、双极膜相结合，以钌铱钛板为电极组成双极膜电渗析装置，对铜矿石冶炼废渣进行处理，包括以下步骤：

A：利用双极膜电渗析装置的产H⁺性能，让废渣处于强酸性环境中，使得废渣中的重金属从废渣中游离出来；

B：利用固液分离装置，将废渣的固相部分和液相部分进行分离，即将废渣中的残渣和酸性重金属溶液进行分离；

C：利用双极膜电渗析对分离的上清液即酸性重金属溶液中的重金属进行去除；

步骤A采用的处理装置如下：电解槽为尼龙材料长方体槽状结构，电解槽的左右两端分别设置阳极与阴极，分别与直流稳压电源的正极和负极线连接，阳极与阴极之间设置有从左端的阳极端到右端的阴极端由双极膜、阳离子交换膜、双极膜组成的废渣处理单元；其左端阳极所处的空间为阳极室，右端阴极所处的空间为阴极室，阳极室右侧的双极膜和阳离子交换膜之间的空间为废渣室，废渣室右侧的阳离子交换膜和双极膜之间的空间为重金属室；

步骤B的固液分离装置由水循环多功能真空泵和抽滤装置构成的；

步骤C采用的处理装置如下：电解槽为尼龙材料长方体槽状结构，电解槽的左右两端分别设置阳极与阴极，分别与直流稳压电源的正极和负极线连接，阳极与阴极之间设置有从左端的阳极端到右端的阴极端由阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜组成的上清液处理单元；其左端阳极所处的空间为阳极室，右端阴极所处的空间为阴极室，阳极室右侧的阴离子交换膜和阳离子交换膜之间的空间为上清液室；上清液室右侧的阳离子交换膜和双极膜之间的空间为重金属室；

将铜矿石冶炼废渣加入步骤A的处理装置的废渣室中，在步骤A处理装置的阳极室、重金属室、阴极室中加入Na₂SO₄溶液，直流稳压电源提供恒定电流，电流密度为3.0~4.0 mA/cm²，经过50~60 h处理后，采用步骤B的固液分离装置将废渣液进行固液分离，将上清液加入步骤C的处理装置的上清液室中，阳极室、上清液室、阴极室中加入Na₂SO₄溶液，直流稳压电源提供恒定电流，电流密度为2.0~3.0 mA/cm²，经过40-50 h的处理完成上清液中重金属的去除；

所述的上清液处理单元为2~5单元时，从阳极端到阴极端，膜的排列由2~5组“阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜”依次间隔而成。

2.根据权利要求1所述的一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法，其特征在于，所述的Na₂SO₄溶液的浓度为1~2 mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法，其特征在于，步骤C处理的同时，对溶液中的SO₄^2-以H₂SO₄的方式进行回收。

4.根据权利要求1所述的一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法，其特征在于，所述的废渣室和上清液室，均设置有电动搅拌器。

5.根据权利要求1所述的一种应用双极膜电渗析处理铜矿石冶炼废渣的方法，其特征在于，所述的双极膜，采用日本Astom公司BP-1E型双极膜，阴膜层朝阳极，阳膜层朝阴极。