本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐渣在制備含銅污水處理劑中的用途。
背景技術(shù)：
：國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的需求越來越強(qiáng)烈，化工、印染、電鍍、有色金屬的生產(chǎn)及礦石的開采等過程產(chǎn)生了大量的含銅廢水。通常情況下，含銅廢水主要以二價(jià)銅離子和絡(luò)合態(tài)的銅存在，濃度普遍在50-1000mg/l。這些銅廢水致使現(xiàn)在國內(nèi)重金屬廢水污染越來越嚴(yán)重，也引起了人們的重視，也開始了著手對(duì)于含銅等重金屬廢水的處理研究。目前，關(guān)于含銅廢水的處理，主要有置換法、化學(xué)沉淀法與電解法?；瘜W(xué)沉淀法的原理主要是利用氫氧化物和硫化物來與銅離子生成沉淀物并得到去除，去除率主要和原始溶液及藥劑的ph值有關(guān)。鐵氧體法是利用二價(jià)鐵離子與銅離子在堿環(huán)境下生成沉淀物，最后形成鐵氧體。電解法是通過電極的作用使得金屬離子向陰極遷移并產(chǎn)生還原反應(yīng)后沉淀。離子交換法等主要應(yīng)用反滲透膜、樹脂材料來交換金屬離子。這些方法在實(shí)際運(yùn)行的過程中都產(chǎn)生了一些問題，沉淀法需要消耗大量的原材料如氫氧化鈉、硫化物，電解法的耗能太高，離子交換也存在投資大，而且對(duì)高濃度的廢水效果不理想。針對(duì)這些問題，找到一種新的治理藥劑和方法迫在眉睫。轉(zhuǎn)爐渣是煉鋼過程中排出的典型固體廢物，主要利用途徑是粉磨或?；笞鳛樗嘣?、筑路材料、地基回填材料以及一些磚制品、混凝土制品等。近年來，在生活污水脫磷脫氮方面也存在一些實(shí)驗(yàn)研究，但轉(zhuǎn)爐渣綜合利用技術(shù)還比較狹窄，需求一種更高效、簡單的利用途徑勢(shì)在必行。如果能夠在環(huán)境治理領(lǐng)域得以應(yīng)用，更是一種變廢為寶的最佳途徑。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種含銅污水處理劑，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中含銅污水處理方法的不足，同時(shí)一種使得轉(zhuǎn)爐渣變廢為寶的途徑。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐渣在制備含銅污水處理劑中的用途。所述轉(zhuǎn)爐渣還包括以下技術(shù)特征中的任意一種或幾種：(1)MgO的含量為5％～10％；(2)CaO的含量為25％～40％；(3)單質(zhì)鐵的含量為5％～10％；(4)轉(zhuǎn)爐渣的粒徑小于等于5目。本發(fā)明的另一方面還提供了一種種含銅污水處理劑，所述含銅污水處理劑包括轉(zhuǎn)爐渣。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)爐渣為煉鋼轉(zhuǎn)爐渣。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)爐渣還包括以下特征中的任意一種或幾種：(1)MgO的含量為5％～10％；(2)CaO的含量為25％～40％；(3)單質(zhì)鐵的含量為5％～10％；(4)轉(zhuǎn)爐渣的粒徑小于等于5目。典型的轉(zhuǎn)爐渣主要含有8％-10％二氧化硅(Si02)，5％-10％的氧化鎂(MgO)，25％-45％的氧化鈣(CaO)，5％-10％的單質(zhì)鐵，25-35％的氧化鐵(FeO、Fe2O3)，以及少量的P205、Al2O3以及硫化物等，轉(zhuǎn)爐渣中化學(xué)成分主要的存在形態(tài)有碳酸鹽、硅酸鹽以及氧化物。MgO和CaO能夠水解生成OH-，顯著提高水體的pH，與Cu(II)生成Cu(OH)2。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了水處理方法，將上述含銅污水處理劑與含銅污水混合反應(yīng)。優(yōu)選地，當(dāng)含銅污水中銅的濃度大于等于50mg/L時(shí)，所述轉(zhuǎn)爐渣的使用量大于2.5g/L。優(yōu)選地，當(dāng)含銅污水中銅的濃度大于等于100mg/L時(shí)，所述轉(zhuǎn)爐渣的使用量大于等于10g/L。優(yōu)選地，當(dāng)含銅污水中銅的濃度大于等于200mg/L時(shí)，所述轉(zhuǎn)爐渣的使用量大于等于20g/L。優(yōu)選地，所述含銅污水處理劑與污水混合后反應(yīng)的時(shí)間為3～6小時(shí)。優(yōu)選地，所述含銅污水和含銅污水處理劑混合反應(yīng)后在污水中加酸。優(yōu)選地，所述酸為硫酸。如上所述，本發(fā)明的含銅污水處理劑，具有以下有益效果：1)本發(fā)明利用轉(zhuǎn)爐渣氧化鈣與氧化鎂堿性的特點(diǎn)，顯著降低廢水中的銅離子，同時(shí)較少調(diào)節(jié)廢水pH的步驟和藥劑，大大節(jié)約成本；2)本發(fā)明采用的轉(zhuǎn)爐渣具有碳酸鹽和硅酸鹽物質(zhì)的成分，碳酸鹽物質(zhì)可以與銅離子生成重金屬的碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀物質(zhì)，同時(shí)轉(zhuǎn)爐渣中的硅酸鹽在水溶液的作用下可有一定量的水解反應(yīng)，生成的硅酸鹽凝膠具有較大的表面積，可與重金屬離子產(chǎn)生吸附和共沉淀作用，顯著降低污水中的銅離子。較細(xì)的轉(zhuǎn)爐渣還具有一定的孔結(jié)構(gòu)，能夠吸附重金屬離子，此外轉(zhuǎn)爐渣比重大的特點(diǎn)也可以以較快的速度沉淀于底部，固液分離過程簡單，成本低廉；3)本專利采用的轉(zhuǎn)爐渣具有一定量的單質(zhì)鐵，在水環(huán)境中能夠和銅離子進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，置換出銅離子，能夠明顯提高銅離子的去除率，節(jié)約鐵質(zhì)的使用；4)本發(fā)明對(duì)銅離子的濃度和原始廢水的pH具有廣泛的適用性，可處理濃度在50-500mg/l，pH在5-10的銅廢水，具有理想的去除效果，所處理的廢水可滿足GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求；5)本發(fā)明具有反應(yīng)速度快、流程短的特點(diǎn)，反應(yīng)基本在3個(gè)小時(shí)內(nèi)可結(jié)束，大大縮短了治理過程，增加治理能力；6)本發(fā)明采用常見的工業(yè)廢棄物電路渣作為治理藥劑，屬于廢棄物的再生利用，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益；7)采用本發(fā)明處理含鎳污水之后還可以回收鋼渣和沉淀物，達(dá)到再利用的目的，尤其是回收物中還含有金屬。具體實(shí)施方式以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。須知，下列實(shí)施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或裝置。此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個(gè)設(shè)備/裝置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號(hào)僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。實(shí)施例1采用煉鋼轉(zhuǎn)爐渣作為含銅污水處理劑，銅廢水中銅濃度為200mg/l。測(cè)得轉(zhuǎn)爐渣中MgO的含量為8％，轉(zhuǎn)爐渣中CaO的含量為30％，單質(zhì)鐵的含量為10％，粒徑為5目。利用人工撒入含銅污水中，轉(zhuǎn)爐渣的使用量為2.5g/L。反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，反應(yīng)完全后在污水中加入稀硫酸，測(cè)得污水的pH為7后方排放。實(shí)施例2轉(zhuǎn)爐渣的使用量為7.5g/L，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3轉(zhuǎn)爐渣的使用量為10g/L，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4轉(zhuǎn)爐渣的使用量為15g/L，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5轉(zhuǎn)爐渣的使用量為17.5g/L，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6轉(zhuǎn)爐渣的使用量為20g/L，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7轉(zhuǎn)爐渣的使用量為25g/L，其他與實(shí)施例1相同。表1轉(zhuǎn)爐渣的使用量對(duì)去除率的影響由實(shí)施例1-7的清楚結(jié)果見表1，表明向銅污染廢水中摻入一定量的轉(zhuǎn)爐渣(寶鋼廠內(nèi)生產(chǎn))基本能夠去除污水中的銅離子，隨著添加量的增加處理效果進(jìn)一步提升，當(dāng)添加量達(dá)到20g/L后處理后的廢水指標(biāo)能夠滿足GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。廢水中的重金屬浸出濃度采用ICP-MS(美國產(chǎn)安捷倫7700型)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)施例8采用煉鋼轉(zhuǎn)爐渣作為含銅污水處理劑，銅廢水中銅濃度為100mg/l，pH為2。測(cè)得轉(zhuǎn)爐渣中MgO的含量為10％，轉(zhuǎn)爐渣中CaO的含量為40％，單質(zhì)鐵的含量為5％，粒徑為4目。利用人工撒入含銅污水中，轉(zhuǎn)爐渣的使用量為10g/L。反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)，反應(yīng)完全后在污水中加入稀硫酸，測(cè)得污水的pH為7后方排放。實(shí)施例9銅廢水的pH為3,其他與實(shí)施例8相同。實(shí)施例10銅廢水的pH為4,其他與實(shí)施例8相同。實(shí)施例11銅廢水的pH為5,其他與實(shí)施例8相同。實(shí)施例12銅廢水的pH為6,其他與實(shí)施例8相同。實(shí)施例13銅廢水的pH為7,其他與實(shí)施例8相同。表2廢水原始pH對(duì)去除率的影響原始Ph234567去除率(％)84.392.9594.1593.8894.1495.36反應(yīng)后pH5.568.798.989.029.059.07實(shí)施例8-13的清楚結(jié)果見表2，表明轉(zhuǎn)爐渣處理銅廢水對(duì)原始廢水的pH和濃度都具有廣泛的適用性，pH在2-7的銅廢水均具有良好的效果，水體pH采用pH計(jì)測(cè)定，pH計(jì)為上海賽伯樂儀器有限公司銷售的MP511型系列精密酸度計(jì)/PH計(jì)。實(shí)施例14采用煉鋼轉(zhuǎn)爐渣作為含銅污水處理劑，銅廢水中銅濃度為50mg/l，pH為4。測(cè)得轉(zhuǎn)爐渣中MgO的含量為5％，轉(zhuǎn)爐渣中CaO的含量為25％，單質(zhì)鐵的含量為7％，粒徑為4目。利用人工撒入含銅污水中，轉(zhuǎn)爐渣的使用量為2.5g/L。反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，反應(yīng)完全后在污水中加入稀硫酸，測(cè)得污水的pH為7后方排放。實(shí)施例15銅廢水的濃度為100mg/l，其他與實(shí)施例14相同。實(shí)施例16銅廢水的濃度為200mg/l，其他與實(shí)施例14相同。實(shí)施例17銅廢水的濃度為300mg/l，其他與實(shí)施例14相同。實(shí)施例18銅廢水的濃度為400mg/l，其他與實(shí)施例14相同。實(shí)施例19銅廢水的濃度為500mg/l，其他與實(shí)施例14相同。表3溶液原始濃度對(duì)去除率的影響實(shí)施例14-19的去除率見表3，可見，轉(zhuǎn)爐渣處理銅廢水對(duì)原始廢水的濃度都具有廣泛的適用性，對(duì)銅離子濃度在50-500mg/l內(nèi)具有很好的去除效果。實(shí)施例20采用煉鋼轉(zhuǎn)爐渣作為含銅污水處理劑，銅廢水濃度為200mg/l，pH為4。測(cè)得轉(zhuǎn)爐渣中MgO的含量為7％，轉(zhuǎn)爐渣中CaO的含量為32％，單質(zhì)鐵的含量為8％，粒徑為4目。利用人工撒入含銅污水中，轉(zhuǎn)爐渣的使用量為30g/L。反應(yīng)時(shí)間為1分鐘，反應(yīng)完全后在污水中加入稀硫酸，測(cè)得污水的pH為7后方排放。實(shí)施例21反應(yīng)時(shí)間為3分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例22反應(yīng)時(shí)間為5分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例23反應(yīng)時(shí)間為7分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例24反應(yīng)時(shí)間為10分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例25反應(yīng)時(shí)間為15分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例26反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例27反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例28反應(yīng)時(shí)間為90分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例29反應(yīng)時(shí)間為120分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例30反應(yīng)時(shí)間為150分鐘，其他與實(shí)施例20相同。實(shí)施例31反應(yīng)時(shí)間為180分鐘，其他與實(shí)施例20相同。表4反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除率的影響實(shí)施例20-31的去除效果見表4，表明轉(zhuǎn)爐渣對(duì)銅離子的去除具有較快的反應(yīng)速度，180分鐘后均可基本完成去除。以上的實(shí)施例是為了說明本發(fā)明公開的實(shí)施方案，并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，本文所列出的各種修改以及發(fā)明中方法、組合物的變化，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是顯而易見的。雖然已結(jié)合本發(fā)明的多種具體優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了具體的描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不應(yīng)僅限于這些具體實(shí)施例。事實(shí)上，各種如上所述的對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說顯而易見的修改來獲取發(fā)明都應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3