一种从高砷污酸中脱除砷的方法与流程

1.本发明属于冶金技术领域，具体的说，涉及一种从高砷污酸中脱除砷的方法。


背景技术：

2.污酸中含有大量的有害物质，如重金属、砷等，会对自然环境和生态系统造成严重危害。其中砷是一种广泛分布于自然环境中的有毒物质，对人体和环境具有极大的威胁。
3.近年来，研究人员通过不断实验和探索，发现了许多基于化学和生物学的除砷方法，为污酸废水的处理和治理提供了一定的参考。其中，化学法除砷技术因其处理效率高、操作简便等优点，得到越来越广泛的应用。在化学法除砷技术中，氧化还原反应被广泛应用于除砷过程中，常用的还原剂包括二氧化硫、次氯酸钠、亚硫酸钠等，氧化剂则包括氯酸钾、过氧化氢、高锰酸钾等。虽然除砷技术在污酸处理和治理方面已经发展了多种方法，但目前仍然存在一些技术问题或缺陷，如：高成本：除砷技术中有些方法的投资和运营成本较高，这对于一些人造成了经济上的压力。处理效率不高：某些除砷技术可能不能彻底去除所有砷污染物，或者剩余砷含量高。难以应用于实际环境：一些除砷技术在实验室中可以很好地去除砷，但难以应用于实际情况(如工业生产废水，野外自然环境等)。因此，除砷技术的研究仍然需要继续加强，以开发出更加高效和经济的方法，过滤和回收更高百分比的砷元素，并最小化二次污染的风险。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种从高砷污酸中脱除砷的方法，分两步除砷，有效提升砷分脱除率，将危废变为普通固废，后续可回收利用，减少危废中砷对环境的影响。
5.为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
6.所述的从高砷污酸中脱除砷的方法，包括如下步骤：
7.1)将污酸用ca(oh)2中和至ph＝3-4，优选ph＝3，静置，过滤，得到中和液和中和渣；中和渣经洗涤、烘干处理，洗涤次数2-4次；
8.2)步骤1)中得到的洗涤液与中和液合并，向其继续加入ca(oh)2中和至ph＝11-13，优选ph＝12，静置，过滤，得到中和液和中和渣；
9.3)将步骤2)得到的中和液调节ph值至4-11，向中加入fe3o
4-gocs微球，，振荡处理100-120h，过滤，得到到滤液和滤渣。
10.进一步优选，fe3o
4-gocs微球通过如下方法制备得到：
11.a.向体积分数为1.5％的乙酸溶液中加入氧化石墨烯粉末，超声搅拌40-60min形成氧化石墨烯悬浮液，继续加入壳聚糖粉末，超声加热搅拌至壳聚糖完全溶解，得到氧化石墨烯/壳聚糖混合液；在混合液中加入fecl2·
4h2o，超声搅拌至完全溶解，得fe/go/cs混合液；
12.b.将步骤a中得到的fe/go/cs混合液逐滴滴入体积分数为5％的naoh溶液中，得到
小球，室温下避光静置20-24h后，使用去离子水将小球清洗至洗涤液接近中性；
13.c.将体积分数为5％的戊二醛-甲醛混合液倒入步骤b的小球中，振荡处理2-3h，过滤并经体积分数为25％乙醇、去离子水反复洗涤，干燥至恒重，即得fe3o
4-gocs微球。
14.进一步优选，步骤2)中，中和液的砷浓度不超过40mg/l。
15.进一步优选，步骤2)中，中和液与fe3o
4-gocs微球的固液比为0.5-1.5g/l，优选1g/l。
16.进一步优选，步骤3)中，振荡处理的温度为25-30℃，转速为150-180r/min。
17.进一步优选，步骤3)中，采用hcl或naoh调节中和液的ph值。
18.进一步优选，步骤1)中，滤渣洗涤用洗涤液采用蒸馏水或na2co3溶液中的一种或多种。
19.进一步优选，步骤a中，乙酸溶液与氧化石墨烯粉末的固液比g：ml为(4-6)：(1000-2800)；按重量比，氧化石墨烯粉末：壳聚糖粉末＝(1-3):(5-16)；fecl2·
4h2o的摩尔质量为0.05-0.2g/mol。
20.进一步优选，步骤b中，小球的粒径为2-3mm。
21.进一步优选，步骤c中，振荡处理的转速为100r/min；干燥温度为440-460℃。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供了一种高效的从高砷污酸中脱除砷的技术，通过使用fe3o
4-gocs微球、ph调节和化学吸附等技术，可以高效地从高砷污酸中脱除砷元素，并且可以通过洗涤、烘干等步骤处理中和渣，降低中和渣的砷含量。该方法操作简单、高效、成本低，可应用于工业废水处理和环境保护等领域。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
25.以下实施所污酸处理前的成分如表1所示。
26.表1污酸主要成分
[0027][0028]
实施例1
[0029]
一、fe3o
4-gocs微球的制备步骤如下：
[0030]
a.向体积分数为1.5％的乙酸溶液中加入氧化石墨烯粉末，乙酸溶液与氧化石墨烯粉末的固液比g：ml为4：1000，超声搅拌50min形成氧化石墨烯悬浮液，继续加入壳聚糖粉末，氧化石墨烯粉末：壳聚糖粉末＝1:5(重量比)，超声加热搅拌至壳聚糖完全溶解，得到氧化石墨烯/壳聚糖混合液；在混合液中加入0.1g/mol fecl2·
4h2o，超声搅拌至完全溶解，得fe/go/cs混合液；
[0031]
b.将步骤a中得到的fe/go/cs混合液逐滴滴入体积分数为5％的naoh溶液中，得到小球粒径约为2-3mm，室温下避光静置24h后，使用去离子水将小球清洗至洗涤液接近中性；
[0032]
c.将体积分数为5％的戊二醛-甲醛混合液倒入步骤b的小球中，振荡处理2h，转速为100r/min，过滤并经体积分数为25％乙醇、去离子水反复洗涤，450℃干燥至恒重，即得
fe3o
4-gocs微球。
[0033]
二、脱砷的操作步骤如下：
[0034]
1)将污酸用ca(oh)2中和至ph＝3，静置，过滤，得到中和液和中和渣；中和渣经洗涤、烘干处理；滤渣洗涤用洗涤液采用蒸馏水或na2co3溶液，洗涤次数2-4次。
[0035]
2)步骤1)中得到的洗涤液与中和液合并，向其继续加入ca(oh)2中和至ph＝12，静置，过滤，得到中和液和中和渣，该中和液的砷浓度不超过40mg/l；
[0036]
3)将步骤2)得到的中和液调节ph值至7(可用hcl或naoh)，向中加入fe3o
4-gocs微球，中和液与fe3o
4-gocs微球的固液比为0.5g/l，振荡处理120h，处理温度为25℃，转速为180r/min，过滤，得到到滤液和滤渣。
[0037]
实施例2
[0038]
一、fe3o
4-gocs微球的制备步骤如下：
[0039]
a.向体积分数为1.5％的乙酸溶液中加入氧化石墨烯粉末，乙酸溶液与氧化石墨烯粉末的固液比g：ml为5：1700，超声搅拌60min形成氧化石墨烯悬浮液，继续加入壳聚糖粉末，氧化石墨烯粉末：壳聚糖粉末＝2:15(重量比)，超声加热搅拌至壳聚糖完全溶解，得到氧化石墨烯/壳聚糖混合液；在混合液中加入0.1g/mol fecl2·
4h2o，超声搅拌至完全溶解，得fe/go/cs混合液；
[0040]
b.将步骤a中得到的fe/go/cs混合液逐滴滴入体积分数为5％的naoh溶液中，得到小球粒径约为2-3mm，室温下避光静置22h后，使用去离子水将小球清洗至洗涤液接近中性；
[0041]
c.将体积分数为5％的戊二醛-甲醛混合液倒入步骤b的小球中，振荡处理2h，转速为100r/min，过滤并经体积分数为25％乙醇、去离子水反复洗涤，460℃干燥至恒重，即得fe3o
4-gocs微球。
[0042]
二、脱砷的操作步骤如下：
[0043]
1)将污酸用ca(oh)2中和至ph＝3，静置，过滤，得到中和液和中和渣；中和渣经洗涤、烘干处理；滤渣洗涤用洗涤液采用蒸馏水或na2co3溶液，洗涤次数2-4次。
[0044]
2)步骤1)中得到的洗涤液与中和液合并，向其继续加入ca(oh)2中和至ph＝11，静置，过滤，得到中和液和中和渣，该中和液的砷浓度不超过40mg/l；
[0045]
3)将步骤2)得到的中和液调节ph值至5(可用hcl或naoh)，向中加入fe3o
4-gocs微球，中和液与fe3o
4-gocs微球的固液比为1g/l，振荡处理110h，处理温度为28℃，转速为160r/min，过滤，得到到滤液和滤渣。
[0046]
实施例3
[0047]
一、fe3o
4-gocs微球的制备步骤如下：
[0048]
a.向体积分数为1.5％的乙酸溶液中加入氧化石墨烯粉末，乙酸溶液与氧化石墨烯粉末的固液比g：ml为6：2800，超声搅拌40min形成氧化石墨烯悬浮液，继续加入壳聚糖粉末，氧化石墨烯粉末：壳聚糖粉末＝3:16(重量比)，超声加热搅拌至壳聚糖完全溶解，得到氧化石墨烯/壳聚糖混合液；在混合液中加入0.2g/mol fecl2·
4h2o，超声搅拌至完全溶解，得fe/go/cs混合液；
[0049]
b.将步骤a中得到的fe/go/cs混合液逐滴滴入体积分数为5％的naoh溶液中，得到小球粒径约为2-3mm，室温下避光静置20-24h后，使用去离子水将小球清洗至洗涤液接近中性；
[0050]
c.将体积分数为5％的戊二醛-甲醛混合液倒入步骤b的小球中，振荡处理3h，转速为100r/min，过滤并经体积分数为25％乙醇、去离子水反复洗涤，460℃干燥至恒重，即得fe3o
4-gocs微球。
[0051]
二、脱砷的操作步骤如下：
[0052]
1)将污酸用ca(oh)2中和至ph＝4，静置，过滤，得到中和液和中和渣；中和渣经洗涤、烘干处理；滤渣洗涤用洗涤液采用蒸馏水或na2co3溶液，洗涤次数2-4次。
[0053]
2)步骤1)中得到的洗涤液与中和液合并，向其继续加入ca(oh)2中和至ph＝13，静置，过滤，得到中和液和中和渣，该中和液的砷浓度不超过40mg/l；
[0054]
3)将步骤2)得到的中和液调节ph值至10(可用hcl或naoh)，向中加入fe3o
4-gocs微球，中和液与fe3o
4-gocs微球的固液比为1.5g/l，振荡处理120h，处理温度为30℃，转速为150r/min，过滤，得到到滤液和滤渣。
[0055]
实施结果
[0056]
表2两段中和后的实施结果
[0057][0058]
表3渣砷含量与洗涤次数
[0059][0060]
表4fe3o
4-gocs微球除砷结果
[0061][0062]
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种从高砷污酸中脱除砷的方法 ，其特征在于：包括如下步骤：1）将污酸用ca（oh）2中和至ph=3-4，静置，过滤，得到中和液和中和渣；中和渣经洗涤、烘干处理；2）步骤1）中得到的洗涤液与中和液合并，向其继续加入ca（oh）2中和至ph=11-13，静置，过滤，得到中和液和中和渣；3）将步骤2）得到的中和液调节ph值至4-11，向中加入fe3o
4-gocs微球，，振荡处理100-120h，过滤，得到到滤液和滤渣。2.根据权利要求1所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法 ，其特征在于：fe3o
4-gocs微球通过如下方法制备得到：a.向体积分数为1.5%的乙酸溶液中加入氧化石墨烯粉末，超声搅拌40-60 min形成氧化石墨烯悬浮液，继续加入壳聚糖粉末，超声加热搅拌至壳聚糖完全溶解，得到氧化石墨烯/壳聚糖混合液；在混合液中加入fecl2·
4h2o，超声搅拌至完全溶解，得fe/go/cs混合液；b.将步骤a中得到的fe/go/cs混合液逐滴滴入体积分数为5%的naoh溶液中，得到小球，室温下避光静置20-24h后，使用去离子水将小球清洗至洗涤液接近中性；c.将体积分数为5%的戊二醛-甲醛混合液倒入步骤b的小球中，振荡处理2-3h，过滤并经体积分数为25%乙醇、去离子水反复洗涤，干燥至恒重，即得fe3o
4-gocs微球。3.根据权利要求1或2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤2）中，中和液的砷浓度不超过40mg/l。4.根据权利要求1或2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤2）中，中和液与fe3o
4-gocs微球的固液比为0.5-1.5g/l。5.根据权利要求1或2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤3）中，振荡处理的温度为25-30℃，转速为150-180 r/min。6.根据权利要求1所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤3）中，采用hcl或naoh调节中和液的ph值。7.根据权利要求1所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤1）中，滤渣洗涤用洗涤液采用蒸馏水或na2co3溶液中的一种或多种。8.根据权利要求2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤a中，乙酸溶液与氧化石墨烯粉末的固液比g：ml为（4-6）：（1000-2800）；按重量比，氧化石墨烯粉末：壳聚糖粉末=（1-3）:（5-16）；fecl2·
4h2o的摩尔质量为0.05-0.2g/mol。9.根据权利要求2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤b中，小球的粒径为2-3 mm。10.根据权利要求2所述的一种从高砷污酸中脱除砷的方法，其特征在于：步骤c中，振荡处理的转速为100 r/min；干燥温度为440-460℃。

技术总结
本发明涉及一种从高砷污酸中脱除砷的方法，属于冶金技术领域。本发明使用Fe3O


技术研发人员：周开敏 刘志成 叶春香 江锐 李昕妍 李劼
受保护的技术使用者：云南驰宏锌锗股份有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/12