[发明专利]掺杂型亚铜除氯剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及掺杂型亚铜除氯剂及其制备方法和应用，将掺杂元素的前驱体氧化物与含铜化合物混合均匀，然后于250℃～600℃温度下煅烧，最终得到掺杂型亚铜除氯剂；含铜化合物由铜单质和二价铜化合物组成；掺杂元素包括金属和/或非金属元素。将掺杂型亚铜除氯剂加入到含氯离子的废水中，搅拌进行沉淀反应，反应结束后进行固液分离，固体部分得到掺杂型氯化亚铜沉淀，液体部分得到氯离子达到排放标准的合格废水。本发明的掺杂型亚铜除氯剂制备过程清洁环保、操作简便，原材料价格低廉，制得的掺杂型亚铜除氯剂对于含氯废水具有较好的脱氯效果，且掺杂型亚铜除氯剂以及除氯后产生的沉淀具有较好的稳定性。

技术领域

本发明涉及废水除氯技术领域，具体涉及掺杂型亚铜除氯剂及其制备方法和应用。

背景技术

氯是一种广泛存在的非金属元素，化学性质活泼，能与大多数金属结合形成化合物，在水溶液中有较大的溶解性。含氯废水主要来源于工业生产和人们日常生活等。高浓度的含氯废水对金属管道和构筑物有很强的腐蚀性，同时，氯易与水中有机物反应，生成氯仿、三氯甲烷等致癌物，对人类健康和生态环境构成巨大威胁。因此，在废水的处理过程中，有必要将其中的氯脱除。

目前，工业上常用的氯离子去除方法主要有蒸发法、膜分离法、离子交换树脂法、化学沉淀法等。化学沉淀法是通过除氯剂与氯离子反应生成沉淀而将氯离子去除。传统亚铜除氯法通过向废水中添加铜粉和铜离子，发生歧化反应和沉淀反应，生成难溶的氯化亚铜沉淀，以实现去除废水中氯离子的目的。张昱琛等人(铜渣除氯试验与研究，甘肃冶金，2010)利用锌湿法冶炼镉生产工序中产出的铜渣作为除氯试剂投加至含氯废水中，铜渣中单质铜/二价铜与废水中氯离子发生氧化还原反应，生成氯化亚铜沉淀。该法除氯效果好，但反应时间长，且铜渣浸出率低，铜消耗量大，亚铜由废铜渣和铜粉反应生成，需投加过量铜和铜渣才能达到理想除氯效果。另外，张俊峰等人(CN 112028325 A)选择有色冶炼高氯废水为处理对象，采用氧化亚铜一次除氯，石灰和偏铝酸钠二次除氯。何志军等人(CN110331282 A)将氧化锌进行中性浸出得氧化锌浸出液，加入氧化亚铜，反应生成氯化亚铜沉淀和除氯合格液体，随后将氯化亚铜沉淀与氢氧化钠溶液混合，生成氧化亚铜沉淀，氧化亚铜与废液混合加入双氧水转化为Cu2+与铜渣中的单质铜生成Cu+，实现Cu+的再生与循环利用。

这些方法处理效果有限，除氯后废水中残留大量Cu²⁺，不仅增加了后续水处理成本，且得到的除氯产物氯化亚铜性质不稳定，除氯产物氯化亚铜中的亚铜离子易被氧化成二价铜，氯化亚铜纯度得不到保证，影响后续氯化亚铜的增值化应用。

发明内容

为了解决现有氯化亚铜除氯效果有限以及除氯后废水中残留大量Cu²⁺、且除氯产物氯化亚铜性质不稳定的技术问题，而提供掺杂型亚铜除氯剂及其制备方法和应用。本发明的掺杂型亚铜除氯剂制备过程清洁环保、操作简便，原材料价格低廉，制得的掺杂型亚铜除氯剂对于去除废水中氯离子具有较好的脱氯效果，且掺杂型亚铜除氯剂以及除氯后产生的沉淀具有较好的稳定性。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

掺杂型亚铜除氯剂的制备方法，包括如下步骤：将掺杂元素的前驱体氧化物与含铜化合物混合均匀，然后于250℃～600℃温度下煅烧，最终得到掺杂型亚铜除氯剂；所述含铜化合物由铜单质和二价铜化合物组成。

进一步地，所述掺杂元素包括Ca、Fe、Al、Si、B、Ag、Sn、Al、Mn、Cr、Zn、La、Mg、Co、Bi、Cs、Ni、Ti、In、Sr、Ce、Nd中的一种或多种。

进一步地，所述掺杂型亚铜除氯剂中除了包括亚铜元素和掺杂元素，还包括氧元素、氢元素、硫元素、氮元素、碳元素中的一种或多种。

进一步地，所述掺杂型亚铜除氯剂中掺杂元素的掺杂量为1wt％～5wt％。

进一步地，所述铜单质和二价铜化合物的摩尔比为1～1.2:1；所述煅烧的时间为1～4小时。