一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用粘土原矿还原‑催化处理水中复合污染的方法,包括步骤：将0.05~20重量份粘土原矿加入至100重量份废水中，对废水中的重金属进行吸附；同时投加0~10重量份氧化剂，充分混合对废水中的有机污染物进行降解处理，反应结束后对处理后的废水进行过滤；所述混合反应温度为10~45℃，搅拌速率为50~700 rpm，反应时间为0.1~24 h。本发明专利技术的废水处理成本低廉且不会造成二次污染；本发明专利技术所使用的粘土原矿或选矿后低品位原矿原料，除与提纯后粘土矿物同样具有吸附和阳离子交换作用外，还可有效还原废水中的重金属污染物；本发明专利技术提供的技术方案在吸附重金属的同时有效降解水中有机污染物，实现对复合型废水中的重金属/有机物的有效去除。

【技术实现步骤摘要】
一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法
本专利技术涉及水污染治理
，具体涉及一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法。
技术介绍
我国水污染问题日趋严重，严重危害人类生命健康安全。目前广泛存在于水体中的重金属和有机污染物具有毒性大、迁移性强、分布广、不易降解等特点，存在致畸、致癌、致突变等潜在危害。粘土矿物具有高分散性、阳离子交换性、吸附性和层间孔距可调节性等特点，能够有效去除水体中各类污染物，在水处理领域已被广泛研究。粘土矿物原矿中大都伴生有硫铁矿和过渡金属氧化物等，所述的硫铁矿和金属氧化物等能够作为催化剂应用于废水处理中。然而，粘土矿物选矿存在工艺复杂、经济成本高、且选矿后低品位原矿直接利用难度大、易造成资源浪费和环境二次污染等问题。因此，开发高效利用粘土矿物对污水进行处理，且开发经济效益高，无二次污染的废水处理方法至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的解决上述技术难题，提供节约废水处理成本且充分发挥原矿中各组分的作用的一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法。本专利技术的技术方案如下，一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，包括步骤：包括步骤：将0.05~20重量份粘土原矿加入至100重量份废水中，对废水中的重金属进行吸附；同时投加0~10重量份氧化剂，充分混合对废水中的有机污染物进行降解处理，反应结束后对处理后的废水进行过滤；所述混合反应温度为10~45℃，搅拌速率为50~700rpm，反应时间为0.1~24h。优选地，所述粘土矿物原矿种类包括蒙脱土、膨润土、累托石、高岭土、伊利石、埃洛石、坡缕石、海泡石、凹凸棒石、蛭石、绿泥石、硫铁矿及选矿后低品位原矿中的一种或多种。优选地，所述粘土矿物原矿中有效组分包括SiO2、Al2O3、TiO2、CaO、Na2O、K2O、MnO、ZnO、CuO、FeS2和Fe2O3中的一种或多种。优选地，所述混合的方法包括磁力搅拌、电动搅拌、摇床振荡和曝气及超声振荡。优选地，所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、高铁酸钾、次氯酸钠等氧化剂中的任意一种或多种。优选地，所述过硫酸盐种类包括过氧单磺酸钾、过硫酸钠、过硫酸氢钾、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种。优选地，所述废水中的污染物包含有机污染物以及重金属中的任意一种或多种。优选地，所述有机污染物包括偶氮染料、抗生素和农药中的一种或几种，所述重金属包括Cr(VI)、Pb(II)、Cd(II)和Ni(II)一种或多种。本专利技术在粘土矿物吸附重金属的同时，投加氧化剂，利用原矿中硫铁矿、过渡金属氧化物催化降解有机污染物，实现对废水中重金属/有机物的有效去除。相比于现有技术，本专利技术产生的有益效果包括：（1）本专利技术直接使用未经选矿工艺处理的粘土原矿或选矿后低品位原矿，废水处理成本低廉且不会造成二次污染；（2）本专利技术所使用的粘土原矿或选矿后低品位原矿中含有硫铁矿、过渡金属氧化物等组分，除与提纯后粘土矿物同样具有吸附和阳离子交换作用外，还可有效还原废水中的重金属污染物；（3）本专利技术在投加氧化剂的条件下，低品位粘土原矿具有提纯后粘土不具备的催化氧化效果，能够催化活化氧化剂产生硫酸根自由基和羟基自由基，在吸附重金属的同时有效降解水中有机污染物，实现对复合型废水中的重金属/有机物的有效去除。附图说明图1为本专利技术实施例1的累托石原矿及提纯后累托石的XRD图；图2为本专利技术实施例1的累托石原矿的SEM图；图3为本专利技术实施例1的累托石原矿对不同重金属的去除效果图；图4为本专利技术实施例2的累托石原矿及提纯后累托石活化过硫酸盐降解有机物活性红X-3B的效果图；图5为本专利技术实施例3的累托石原矿活化过硫酸盐降解有机污染物盐酸四环素的效果图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步地详细说明。本专利技术一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，包括步骤：将0.05~20重量份粘土原矿加入至100重量份废水中，对废水中的重金属进行吸附；同时投加0~10重量份氧化剂，充分混合对废水中的有机污染物进行降解处理；所述混合反应温度为10~45℃，搅拌速率为50~700rpm，反应时间为0.1~24h。所述粘土矿物原矿种类包括蒙脱土、膨润土、累托石、高岭土、伊利石、埃洛石、坡缕石、海泡石、凹凸棒石、蛭石、绿泥石、硫铁矿及选矿后低品位原矿中的一种或多种。所述粘土矿物原矿中有效组分包括SiO2、Al2O3、TiO2、CaO、Na2O、K2O、MnO、ZnO、CuO、FeS2和Fe2O3中的一种或多种。所述混合的方法包括磁力搅拌、电动搅拌、摇床振荡和曝气及超声振荡。所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢、高铁酸钾、次氯酸钠等氧化剂中的任意一种或多种。所述过硫酸盐种类包括过氧单磺酸钾、过硫酸钠、过硫酸氢钾、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种。所述废水中的污染物包含有机污染物以及重金属中的任意一种或多种。所述有机污染物包括偶氮染料、抗生素和农药中的一种或几种，所述重金属包括Cr(VI)、Pb(II)、Cd(II)和Ni(II)一种或多种。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的实施例中粘土原矿为累托石原矿。实施例1一种基于粘土原矿的废水处理方法，包括以下步骤：将累托石原矿加入至含有重金属Cr(VI)、Pb(II)、Cd(II)废水中，重金属废水浓度为50mg/L，500g重金属废水中投加累托石原矿2g，混合反应温度为25℃，搅拌速率为200rpm，反应时间18h后过滤，得到吸附污染物的粘土原矿和再生水。对本实施例的累托石原矿进行XRD测试，测试结果如图1所示。由图1可知，累托石原矿的XRD图谱中，在2θ=17.90°、18.74°、19.97°、25.37°、26.51°、27.46°、29.09°、35.15°、62.61°处均存在一系列较为明显的累托石特征峰；相比于选矿提纯后累托石，累托石原矿在33.06°、37.11°、40.77°、47.42°、56.28°处出现的峰来源于累托石原矿中存在的FeS2。对本实施例的累托石原矿进行SEM测试，测试结果如图2所示。由图2可知，累托石原矿中除分散有较多的小颗粒累托石粘土片外，还存在有一部分粒径较大的硫铁矿。对反应前后溶液中的重金属含量进行测试，测试结果如图3所示。由图3可知，本专利技术实施例1的累托石原矿对Cr(VI)、Pb(II)、Cd(II)均具有良好的去除效果，其对Cr（VI）的去除率可达100%，对Pb(II)的吸附容量可达60%，对Cd(II)的吸附容量可达10%，在废水处理领域实际应用价值较强。实施例2一种基于粘土原矿的废水处理方法，包括以下步骤：将累托石原矿加入至含活性红X-3B浓度为50mg/L的废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，包括步骤：将0.05~20重量份粘土原矿加入至100重量份废水中，对废水中的重金属进行吸附；同时投加0~10重量份氧化剂，充分混合对废水中的有机污染物进行降解处理；所述混合反应温度为10~45 ℃，搅拌速率为50~700 rpm，反应时间为0.1~24 h。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，包括步骤：将0.05~20重量份粘土原矿加入至100重量份废水中，对废水中的重金属进行吸附；同时投加0~10重量份氧化剂，充分混合对废水中的有机污染物进行降解处理；所述混合反应温度为10~45℃，搅拌速率为50~700rpm，反应时间为0.1~24h。


2.根据权利要求1所述的一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，其特征在于：所述粘土矿物原矿种类包括蒙脱土、膨润土、累托石、高岭土、伊利石、埃洛石、坡缕石、海泡石、凹凸棒石、蛭石、绿泥石、硫铁矿及选矿后低品位原矿中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法，其特征在于：所述粘土矿物原矿中有效组分包括SiO2、Al2O3、TiO2、CaO、Na2O、K2O、MnO、ZnO、CuO、FeS2和Fe2O3中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种利用粘土原矿还原-催化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金毅，徐瑶雷，王小凤，黄海军，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42