金屬陽離子吸附濾柱及其制備方法和金屬陽離子回收系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理技術領域，設及一種金屬陽離子吸附濾柱及其制備方法、金屬 陽離子吸附裝置和金屬陽離子回收系統。
【背景技術】
[0002] 銅離子等金屬陽離子是存在于礦山廢水中的常見的污染物質。由于礦山廢水中含 有大量的氯或錠等絡合離子，其易與運些金屬陽離子形成絡合物而導致其不易離解，因此 難W通過常規的硫化物沉淀法或加堿沉淀法去除運些金屬陽離子。如果采用硫吸附沉淀 法，其也只能去除高濃度的金屬陽離子，對低濃度的金屬陽離子則難W僅通過吸附來去除。
【發明內容】
[0003] 為了解決上述問題，本發明的第一個目的在于提供一種能夠吸附低濃度的金屬陽 離子的炭基納米零價鐵。
[0004] 本發明的第二個目的在于提供一種上述的炭基納米零價鐵的制備方法。
[0005] 本發明的第Ξ個目的在于提供一種含有該炭基納米零價鐵的金屬陽離子吸附濾 柱，其能夠對礦山廢水中的金屬陽離子進行吸附，從而起到凈化礦山廢水的作用。
[0006] 本發明的第四個目的在于提供一種用于生產上述的金屬陽離子吸附濾柱的裝置。
[0007] 本發明的第五個目的在于提供一種利用上述的裝置來生產金屬陽離子吸附濾柱 的方法。
[000引本發明的第六個目的在于提供一種含有上述的金屬陽離子吸附濾柱的金屬陽離 子吸附裝置。
[0009] 本發明的第屯個目的在于提供一種使用該金屬陽離子吸附裝置對礦山廢水進行 處理的方法。
[0010] 本發明的第八個目的在于提供一種用于回收金屬陽離子吸附濾柱所吸附的金屬 陽離子的金屬陽離子回收系統。
[0011] 本發明的第九個目的在于提供一種使用該金屬陽離子回收系統對金屬陽離子吸 附濾柱所吸附的金屬陽離子進行回收的方法。
[0012] 為達到上述目的，本發明的解決方案是：
[001引 < 炭基納米零價鐵的制備方法〉
[0014] -種炭基納米零價鐵的制備方法，其包括如下步驟：
[0015] (1)、將活化后的活性炭浸潤在開放的循環流動的無機鐵鹽溶液中并維持該活化 后的活性炭的浸潤溫度為50-9(TC的恒溫，待無機鐵鹽溶液蒸發完畢后將所得產物用水清 洗5- lOmin，得到炭基納米徑基鐵；
[0016] (2)、將步驟（1)所得的炭基納米徑基鐵浸潤在循環流動的水中并維持該炭基納米 徑基鐵的浸潤溫度為50-90°C的恒溫，將棚氨化鐘溶液W0.5-1.化A的流量加入炭基納米 徑基鐵中，補加至少一次水后，得到炭基納米零價鐵；
[0017] 其中，在步驟（1)中，活化后的活性炭的浸潤溫度也可w為室溫，只是效果不如浸 潤溫度為50-90 °C好。
[0018] 在步驟（1)中，無機鐵鹽溶液中的無機鐵鹽的濃度為10-40g/L，無機鐵鹽與活化后 的活性炭的質量比為1:(1-5)。
[0019] 在步驟(1)中，活化后的活性炭的制備方法可W為:將顆粒活性炭與去離子水混合 后加熱至去離子水呈沸騰狀態，保持該沸騰狀態20-30min，自然冷卻至室溫并繼續放置5- 她，去掉上層液體后用去離子水超聲清洗沉淀2-4遍，于110-13(TC干燥至恒重，得到活化后 的活性炭。
[0020] 在步驟（1)中，無機鐵鹽可 W為FeS〇4 · 7H2〇、FeCl3 · 7H2〇、FeCl2 · 4出0和Fe2 (S化)3 · 9出0中的任意一種。
[0021] 在步驟(2)中，棚氨化鐘溶液中棚氨化鐘的濃度可W為0.8-2.Og/L，棚氨化鐘與無 機鐵鹽的質量比可W為1: (1-5)。炭基納米零價鐵是在炭基納米徑基鐵的基礎上通過加棚 氨化鐘溶液在熱水循環并且溶解氧特別低的條件下還原水中炭基上的徑基鐵而得到的。
[0022] <炭基納米零價鐵〉
[0023] -種炭基納米零價鐵，其由如上述的制備方法制備而成。
[0024] <金屬陽離子吸附濾柱〉
[0025] -種金屬陽離子吸附濾柱，其包括柱體和填充在柱體中的濾料，濾料為上述的炭 基納米零價鐵。
[00%] <金屬陽離子吸附濾柱的生產裝置〉
[0027] -種用于生產上述的的金屬陽離子吸附濾柱的裝置，其包括:至少一根柱體、為柱 體提供恒溫的恒溫部件、用于實現無機鐵鹽溶液或水循環流動的循環部件、用于儲存無機 鐵鹽溶液的第一存儲容器、用于儲存水的第二存儲容器W及用于將棚氨化鐘溶液W0.5- 1.5LA的流量加入到循環流動的水中的流量計。
[0028] 其中，柱體內填充有活化后的活性炭，柱體的頂端開口為敞口；循環部件包括循環 管道和蠕動累，循環管道將蠕動累和柱體與第一存儲容器或第二存儲容器依次連接W形成 循環回路。
[0029] 恒溫部件所維持恒溫的溫度為50-90°C，其是一種熱裝置，可為浸潤在活化后的活 性炭上的無機鐵鹽提供蒸發動力，也可W在棚氨化鐘溶液還原炭基上的徑基鐵的過程中起 到除氧的作用。另外，該熱裝置還可W提供炭基納米零價鐵吸附銅的活性，提高了對銅的吸 附容量。
[0030] <金屬陽離子吸附濾柱的生產方法〉
[0031] -種使用上述的生產裝置來生產金屬陽離子吸附濾柱的方法，其包括如下步驟：
[0032] (1)、將恒溫部件調至50-90°C，采用循環管道將蠕動累、柱體和第一存儲容器依次 連接形成循環回路，使第一存儲容器內儲存的無機鐵鹽溶液在該循環回路中循環流動；
[0033] (2)、待無機鐵鹽溶液蒸發完畢后，采用循環管道將蠕動累、柱體和第二存儲容器 依次連接形成循環回路，使第二存儲容器內存儲的水在該循環回路中循環流動5-lOmin;
[0034] (3)、采用流量計將棚氨化鐘溶液WO.5-1.化A的流量加入到循環流動的水中，待 第二存儲容器內存儲的水蒸發完畢后補加至少一次水，得到金屬陽離子吸附濾柱。
[0035] <金屬陽離子吸附裝置〉
[0036] -種金屬陽離子吸附裝置，其包括:至少一根的金屬陽離子吸附濾柱、為金屬陽離 子吸附濾柱提供恒溫的恒溫部件W及將含有金屬陽離子的溶液W-定的流量累入金屬陽 離子吸附濾柱的一端的蠕動累，金屬陽離子吸附濾柱的另一端流出處理后的溶液。
[0037] 其中，上述的金屬陽離子為銅離子、鉆離子、金離子和銀離子。含有金屬陽離子的 溶液的流量可W為0.05-0.1 L/min。恒溫部件可W為恒溫水浴箱。恒溫的溫度可W為50-90 °C。當然，也可W不設置恒溫部件，使金屬陽離子吸附濾柱在常溫下進行吸附。
[0038] <礦山廢水的處理方法〉
[0039] -種使用上述的金屬陽離子吸附回收裝置對礦山廢水進行處理的方法，其包括如 下步驟：
[0040] (1)、將恒溫部件調至50-90°C，使金屬陽離子吸附濾柱維持恒溫；
[0041] (2)、采用蠕動累將含有金屬陽離子的廢水W-定的流量從金屬陽離子吸附濾柱 的一端累入，使之經過金屬陽離子吸附濾柱并從其另一端流出，得到處理后的溶液；
[0042] 其中，在步驟（1)中，也可W不設置恒溫部件，使金屬陽離子吸附濾柱在常溫下進 行吸附。
[0043] 在步驟(2)中，金屬陽離子可W為銅離子、鉆離子、金離子和銀離子。
[0044] 在步驟(2)中，含有金屬陽離子的溶液的累入流量可W為0.05-0.1 L/min。
[0045] <金屬陽離子回收系統〉
[0046] -種金屬陽離子回收系統，其包括:至少一根金屬陽離子吸附濾柱、為金屬陽離子 吸附濾柱提供恒溫的恒溫部件W及將含有金屬陽離子的溶液或硝酸水溶液累入金屬陽離 子吸附濾柱的一端的蠕動累，金屬陽離子吸附濾柱的另一端流出處理后的溶液或含有金屬 陽離子的回收液。
[0047] 其中，金屬陽離子可W為銅離子、鉆離子、金離子和銀離子。另外，也可W不設置恒 溫部件，使金屬陽離子吸附濾柱在常溫下進行吸附。
[004引 <金屬陽離子回收方法〉
[0049] -種使用金屬陽離子回收系統對礦山廢水中的金屬陽離子進行回收的方法，其包 括如下步驟：
[0050] (1)、將恒溫部件調至50-90°C，使金屬陽離子吸附濾柱維持恒溫；
[0051] (2)、采用蠕動累將含有金屬