[发明专利]利用铜尾矿催化处理废水中有机污染物的方法

说明书

本发明公开了利用铜尾矿催化处理废水中有机污染物的方法，将铜尾矿用水洗涤后在50～70℃下干燥；向含有机污染物废水中加入盐酸羟胺溶液混匀，然后加入步骤1所得铜尾矿，充分搅拌混合得到悬浮液；向上述悬浮液中加入过硫酸钾溶液启动降解反应；铜尾矿廉价易得，经过简单的水洗即可获得高催化活性的催化剂，本发明提出了一种利用尾矿的新思路；将羟胺与铜尾矿耦合，增强了铜尾矿催化过硫酸盐降解水中有机污染物的效率，在处理实际水体中的有机物污染物方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及利用铜尾矿催化处理废水中有机污染物的方法。

背景技术

随着社会以及经济的发展，环境污染问题日益突出。其中突出的代表便是水污染问题，因为水与人类的生活和生产息息相关。如何有效地治理水污染问题已经成为亟需解决的难题。近年来，基于强氧化性活性氧物质产生的高级氧化技术对污染物展现出了较好的去除效果，引起了广大研究者们的极大关注。相较于传统的芬顿(Fenton)试剂H₂O₂，过硫酸盐(Persulfate)能够产生更强氧化性的活性氧物种，且具有更宽的pH适用范围，储存和运输成本低等优势被认为是非常具有前景的类芬顿试剂。然而，对于难降解的有机污染物如偶氮染料、抗生素废水等，基于过硫酸盐的类芬顿体系在实际应用中依然存在着很多的不足。如均相体系中会产生大量的含铁污泥，增加了处理成本；非均相体系中则面临着高额的催化剂制备投入等。

为了克服基于过硫酸盐的类芬顿体系的不足，很多学者对非均相类芬顿催化剂进行了研究。非均相类芬顿催化剂的作用是替代均相体系中亚铁盐等与过硫酸盐进行反应产生强氧化性的活性氧物质。其优点在于能够提升类芬顿体系对污染物的降解效率，且固体的催化剂易于反应后回收再利用，减少金属盐对水体造成的二次污染等。然而，类芬顿催化剂的制备往往需要投入大量高成本的化学试剂(如铁盐类)且对合成条件较为苛刻，这无疑限制了该技术的应用和推广。因此，如何设计一种新型、高效、清洁、低成本的类芬顿催化剂依旧是该领域面对的挑战。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用铜尾矿制备非均相类芬顿催化剂协同羟胺处理废水中有机污染物的方法，铜尾矿制备非均相类芬顿催化剂的过程简单，催化剂成本低廉且原料易获得，能够在羟胺的协同下催化过硫酸盐对水中多种有机污染物实现高效降解且具有较好的循环催化性能；本发明另一目的在于为铜尾矿提供一种资源化利用的方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

利用铜尾矿催化处理废水中有机污染物的方法，包括如下步骤：

(1)将铜尾矿用水洗涤后在50～70℃下干燥；

(2)向含有机污染物废水中加入盐酸羟胺溶液混匀，然后加入步骤1所得铜尾矿，充分搅拌混合得到悬浮液；

(3)向上述悬浮液中加入过硫酸钾溶液启动降解反应。

按上述方案，还包括在降解反应完成后静置分离回收铜尾矿。

按上述方案，步骤1所述铜尾矿含有FeS₂，研磨并过100目筛。

按上述方案，步骤2中盐酸羟胺溶液的浓度为0.02～1.00mM，与含有机污染物废水的体积比为1：(50-100)；铜尾矿的用量为0.1～4.0g/L含有机污染物废水。

按上述方案，步骤3中过硫酸钾溶液的浓度为0.2～2.0mM，与含有机污染物废水的体积比为1：(50-100)。

按上述方案，步骤3中所述过硫酸钾替换为过硫酸氢钾、双氧水或亚硫酸钠。

一种铜尾矿非均相类芬顿催化剂，以天然的铜矿经选矿作业后剩余的含铜品位较低的尾矿作为原料，水洗并在50～70℃下干燥获得。