金属阳离子吸附滤柱及其制备方法和金属阳离子回收系统的制作方法

金属阳离子吸附滤柱及其制备方法和金属阳离子回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术领域，设及一种金属阳离子吸附滤柱及其制备方法、金属 阳离子吸附装置和金属阳离子回收系统。
【背景技术】
[0002] 铜离子等金属阳离子是存在于矿山废水中的常见的污染物质。由于矿山废水中含 有大量的氯或锭等络合离子，其易与运些金属阳离子形成络合物而导致其不易离解，因此 难W通过常规的硫化物沉淀法或加碱沉淀法去除运些金属阳离子。如果采用硫吸附沉淀 法，其也只能去除高浓度的金属阳离子，对低浓度的金属阳离子则难W仅通过吸附来去除。

【发明内容】

[0003] 为了解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种能够吸附低浓度的金属阳 离子的炭基纳米零价铁。
[0004] 本发明的第二个目的在于提供一种上述的炭基纳米零价铁的制备方法。
[0005] 本发明的第Ξ个目的在于提供一种含有该炭基纳米零价铁的金属阳离子吸附滤 柱，其能够对矿山废水中的金属阳离子进行吸附，从而起到净化矿山废水的作用。
[0006] 本发明的第四个目的在于提供一种用于生产上述的金属阳离子吸附滤柱的装置。
[0007] 本发明的第五个目的在于提供一种利用上述的装置来生产金属阳离子吸附滤柱 的方法。
[000引本发明的第六个目的在于提供一种含有上述的金属阳离子吸附滤柱的金属阳离 子吸附装置。
[0009] 本发明的第屯个目的在于提供一种使用该金属阳离子吸附装置对矿山废水进行 处理的方法。
[0010] 本发明的第八个目的在于提供一种用于回收金属阳离子吸附滤柱所吸附的金属 阳离子的金属阳离子回收系统。
[0011] 本发明的第九个目的在于提供一种使用该金属阳离子回收系统对金属阳离子吸 附滤柱所吸附的金属阳离子进行回收的方法。
[0012] 为达到上述目的，本发明的解决方案是：
[001引 < 炭基纳米零价铁的制备方法〉
[0014] -种炭基纳米零价铁的制备方法，其包括如下步骤：
[0015] (1)、将活化后的活性炭浸润在开放的循环流动的无机铁盐溶液中并维持该活化 后的活性炭的浸润溫度为50-9(TC的恒溫，待无机铁盐溶液蒸发完毕后将所得产物用水清 洗5- lOmin，得到炭基纳米径基铁；
[0016] (2)、将步骤（1)所得的炭基纳米径基铁浸润在循环流动的水中并维持该炭基纳米 径基铁的浸润溫度为50-90°C的恒溫，将棚氨化钟溶液W0.5-1.化A的流量加入炭基纳米 径基铁中，补加至少一次水后，得到炭基纳米零价铁；
[0017] 其中，在步骤（1)中，活化后的活性炭的浸润溫度也可w为室溫，只是效果不如浸 润溫度为50-90 °C好。
[0018] 在步骤（1)中，无机铁盐溶液中的无机铁盐的浓度为10-40g/L，无机铁盐与活化后 的活性炭的质量比为1:(1-5)。
[0019] 在步骤(1)中，活化后的活性炭的制备方法可W为:将颗粒活性炭与去离子水混合 后加热至去离子水呈沸腾状态，保持该沸腾状态20-30min，自然冷却至室溫并继续放置5- 她，去掉上层液体后用去离子水超声清洗沉淀2-4遍，于110-13(TC干燥至恒重，得到活化后 的活性炭。
[0020] 在步骤（1)中，无机铁盐可 W为FeS〇4 · 7H2〇、FeCl3 · 7H2〇、FeCl2 · 4出0和Fe2 (S化)3 · 9出0中的任意一种。
[0021] 在步骤(2)中，棚氨化钟溶液中棚氨化钟的浓度可W为0.8-2.Og/L，棚氨化钟与无 机铁盐的质量比可W为1: (1-5)。炭基纳米零价铁是在炭基纳米径基铁的基础上通过加棚 氨化钟溶液在热水循环并且溶解氧特别低的条件下还原水中炭基上的径基铁而得到的。
[0022] <炭基纳米零价铁〉
[0023] -种炭基纳米零价铁，其由如上述的制备方法制备而成。
[0024] <金属阳离子吸附滤柱〉
[0025] -种金属阳离子吸附滤柱，其包括柱体和填充在柱体中的滤料，滤料为上述的炭 基纳米零价铁。
[00%] <金属阳离子吸附滤柱的生产装置〉
[0027] -种用于生产上述的的金属阳离子吸附滤柱的装置，其包括:至少一根柱体、为柱 体提供恒溫的恒溫部件、用于实现无机铁盐溶液或水循环流动的循环部件、用于储存无机 铁盐溶液的第一存储容器、用于储存水的第二存储容器W及用于将棚氨化钟溶液W0.5- 1.5LA的流量加入到循环流动的水中的流量计。
[0028] 其中，柱体内填充有活化后的活性炭，柱体的顶端开口为敞口；循环部件包括循环 管道和蠕动累，循环管道将蠕动累和柱体与第一存储容器或第二存储容器依次连接W形成 循环回路。
[0029] 恒溫部件所维持恒溫的溫度为50-90°C，其是一种热装置，可为浸润在活化后的活 性炭上的无机铁盐提供蒸发动力，也可W在棚氨化钟溶液还原炭基上的径基铁的过程中起 到除氧的作用。另外，该热装置还可W提供炭基纳米零价铁吸附铜的活性，提高了对铜的吸 附容量。
[0030] <金属阳离子吸附滤柱的生产方法〉
[0031] -种使用上述的生产装置来生产金属阳离子吸附滤柱的方法，其包括如下步骤：
[0032] (1)、将恒溫部件调至50-90°C，采用循环管道将蠕动累、柱体和第一存储容器依次 连接形成循环回路，使第一存储容器内储存的无机铁盐溶液在该循环回路中循环流动；
[0033] (2)、待无机铁盐溶液蒸发完毕后，采用循环管道将蠕动累、柱体和第二存储容器 依次连接形成循环回路，使第二存储容器内存储的水在该循环回路中循环流动5-lOmin;
[0034] (3)、采用流量计将棚氨化钟溶液WO.5-1.化A的流量加入到循环流动的水中，待 第二存储容器内存储的水蒸发完毕后补加至少一次水，得到金属阳离子吸附滤柱。
[0035] <金属阳离子吸附装置〉
[0036] -种金属阳离子吸附装置，其包括:至少一根的金属阳离子吸附滤柱、为金属阳离 子吸附滤柱提供恒溫的恒溫部件W及将含有金属阳离子的溶液W-定的流量累入金属阳 离子吸附滤柱的一端的蠕动累，金属阳离子吸附滤柱的另一端流出处理后的溶液。
[0037] 其中，上述的金属阳离子为铜离子、钻离子、金离子和银离子。含有金属阳离子的 溶液的流量可W为0.05-0.1 L/min。恒溫部件可W为恒溫水浴箱。恒溫的溫度可W为50-90 °C。当然，也可W不设置恒溫部件，使金属阳离子吸附滤柱在常溫下进行吸附。
[0038] <矿山废水的处理方法〉
[0039] -种使用上述的金属阳离子吸附回收装置对矿山废水进行处理的方法，其包括如 下步骤：
[0040] (1)、将恒溫部件调至50-90°C，使金属阳离子吸附滤柱维持恒溫；
[0041] (2)、采用蠕动累将含有金属阳离子的废水W-定的流量从金属阳离子吸附滤柱 的一端累入，使之经过金属阳离子吸附滤柱并从其另一端流出，得到处理后的溶液；
[0042] 其中，在步骤（1)中，也可W不设置恒溫部件，使金属阳离子吸附滤柱在常溫下进 行吸附。
[0043] 在步骤(2)中，金属阳离子可W为铜离子、钻离子、金离子和银离子。
[0044] 在步骤(2)中，含有金属阳离子的溶液的累入流量可W为0.05-0.1 L/min。
[0045] <金属阳离子回收系统〉
[0046] -种金属阳离子回收系统，其包括:至少一根金属阳离子吸附滤柱、为金属阳离子 吸附滤柱提供恒溫的恒溫部件W及将含有金属阳离子的溶液或硝酸水溶液累入金属阳离 子吸附滤柱的一端的蠕动累，金属阳离子吸附滤柱的另一端流出处理后的溶液或含有金属 阳离子的回收液。
[0047] 其中，金属阳离子可W为铜离子、钻离子、金离子和银离子。另外，也可W不设置恒 溫部件，使金属阳离子吸附滤柱在常溫下进行吸附。
[004引 <金属阳离子回收方法〉
[0049] -种使用金属阳离子回收系统对矿山废水中的金属阳离子进行回收的方法，其包 括如下步骤：
[0050] (1)、将恒溫部件调至50-90°C，使金属阳离子吸附滤柱维持恒溫；
[0051] (2)、采用蠕动累将含有金属