[发明专利]一种砷和重金属废水净化剂

说明书

本发明涉及工业废水的处理，是一种砷和重金属废水的净化剂。

目前处理砷和重金属废水的方法主要有：处理含砷废水的石灰一铁盐法，使石灰与砷酸根或亚砷酸根生成难溶的钙盐沉淀。铁、铝盐如硫酸亚铁、硫酸铁、三氧化铁、硫酸铝等与砷酸盐或亚砷酸根形成稳定络合物并为铁、铝金属氢氧化物吸附共沉的特点除砷。处理含汞废水有硫化法、金属还原法、化学沉淀法、活性炭吸附法等，但出水很难达到0.05ppm以下的工业废水排放浓度，活性炭吸附法只对低汞废水有效，但要投加废水量5%的活性炭。处理含重金属废水较普遍地采用氢氧化物沉淀法，即向废水中投加石灰、碳酸钠之类调整，控制在处理水最佳pH值使金属离子与羟基反应生成难溶的金属氧化物沉淀。因此上述任何一种药剂一个系统都受到它自身的物理、化学条件的限制，当废水中含有多种金属离子，就需使用多种药剂进行多种段净化，工艺、设备复杂，投资较大;另外，因人造活性炭价格昂贵，约6000元/吨。一般用户难以承受。

本发明的目的就是克服上述已有技术的缺点，简化砷和重金属废水的净化药剂和工艺设备，得到一种原料来源丰富，制造和使用简便，易于实现并且改进了净化效果的废水净化剂。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：以“炭质火山沉凝灰岩”为活化剂用硫酸水溶液氧化酸浸褐铁矿得到一种新的含铁、铝镁离子的盐-镁铝叶绿矾;同时将这种鲜为人知的“炭质火山沉凝灰岩”进行水解离析，得到一种无定型炭制品，将二者以一定比例混合，即可得到本发明所述的新型砷和重金属废水净化剂。

本发明提供的砷和重金属废水净化剂为镁铝叶绿矾。无定型炭配合剂产品，该产品由镁铝叶绿矾与无定型炭二种成分按1∶1-4的重量比配合组成，其中：

1.镁铝叶绿矾含有92～98%镁铝叶绿矾和2～8%的活性二氧化硅。

镁铝叶绿矾为乳白色、黄白色或黄绿浅绿色，为放射纤维状、瘤状结晶，比重1.875，硬度：～2，其化学分子式为：

（Fe，Mg）（Fe，Al）₄（SO₄）₆（OH）₂·20H₂O

该物质易溶于水，其水溶液呈酸性，pH1.32～1.78;随溶浓度的增加，呈乳黄色、棕红色、血红色、黑色。

活性二氧化硅即可溶性二氧化硅，其溶解于水溶液的pH值小于4.8。

2.无定型炭是一种天然活性炭，主要是无定型炭和少量硫化物、长石和石英的岩屑。

本发明提供的产品镁铝叶绿矾。无定型炭配合剂产品分两部分进行生产，其方法氧化酸浸和水解离析在工艺流程和设备上与湿法冶金上常用的相近，下面分别进行叙述。

1.镁铝叶绿矾部分采用氧化酸浸褐铁矿法制造，首先将褐铁矿和矿石量1/10～1/5的活化剂“炭质火山沉凝灰岩”（如矿石中镁、铝不足时配加矾土、菱苦土）粉碎至1～3mm以下，再根据矿石原料和镁铝叶绿矾的化学成分进行配料计算并配料，把配料投入空气搅拌浸出槽中含100～200g/l的硫酸水溶液中，在常压常温制浆、预浸2～24小时，再将这种矿浆导入防腐蚀搅拌浸出槽，加温至90～95℃，在常压下继续浸出40～60分钟，控制终点pH＜2，然后固液分离，上清液加温、浓缩、结晶即得镁铝叶绿矾产品。

在上述以“炭质火山沉凝灰岩”为氧化活化剂氧化酸浸褐铁矿过程中褐铁矿中的Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃与硫酸作用，反应式为：